300MW鍋爐火焰檢測(cè)系統(tǒng)使用情況及改進(jìn)

300MW鍋爐火焰檢測(cè)系統(tǒng)使用

情況及改進(jìn)（標(biāo)準(zhǔn)版）Securitytechnologyisanindustrythatusessecuritytechnologytoprovidesecurityservicestosociety.Systematicdesign,serviceandmanagement.（安全管理）單位：姓名：日期：編號(hào)：AQ-SN-0301

特種設(shè)備技術(shù)|SpecialEquipmentTechnology特種設(shè)備300MW鍋爐火焰檢測(cè)系統(tǒng)使用情況及改進(jìn)

（標(biāo)準(zhǔn)版）說明：安全技術(shù)防范就是利用安全防范技術(shù)為社會(huì)公眾提供一種安全服務(wù)的產(chǎn)業(yè)。既然是一種產(chǎn)業(yè)，就要有產(chǎn)品的研制與開發(fā)，就要有系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、工程的施工、服務(wù)和管理。可以下載修改后或直接打印使用。彭城發(fā)電廠2X300MW機(jī)組鍋爐為東方鍋爐廠制造的亞臨界自然循環(huán)汽包爐，配有五臺(tái)ZGM—95G型中速磨煤機(jī)，采用四角切圓直流燃燒方式。每角的燃燒器分為上下兩組，上組由4層二次風(fēng)噴嘴和2層一次風(fēng)（煤粉）噴嘴組成，下組由4層二次風(fēng)噴嘴和3層一次風(fēng)噴嘴組成，每角燃燒器配有三層輕油油槍，放在相應(yīng)的二次風(fēng)噴嘴中?；鹧姹O(jiān)視系統(tǒng)使用的是美國(guó)FORNEY公司提供的DETECTOR型火檢。采用二級(jí)點(diǎn)火（三層輕油直接點(diǎn)燃煤粉）。相應(yīng)火焰檢測(cè)設(shè)備為:五層煤20個(gè)紅外線煤火檢，三層油12個(gè)紫外線油火檢。煤火檢探頭外罩位于二次風(fēng)箱噴嘴內(nèi)，并直接焊在離噴嘴端面1英寸的噴嘴上。油火檢探頭外罩位于帶油槍的二次風(fēng)風(fēng)箱噴嘴內(nèi)。檢測(cè)器探頭的冷卻風(fēng)由兩臺(tái)火檢冷卻風(fēng)機(jī)提供，每臺(tái)風(fēng)機(jī)出口風(fēng)壓為7963pa,特種設(shè)備技術(shù)|SpecialEquipmentTechnology特種設(shè)備設(shè)計(jì)流量為850立方米/小時(shí)，火檢及火檢冷卻風(fēng)機(jī)都由美國(guó)供應(yīng)商配套供給?；饳z安裝位置由鍋爐廠家提供有關(guān)燃燒數(shù)據(jù)，由火檢供應(yīng)商確定。自96年投入使用以來，火檢檢測(cè)器件雖然均能檢測(cè)鍋爐燃燒狀況，滅火保護(hù)動(dòng)作正確率100%,未發(fā)生過誤動(dòng)與拒動(dòng)，較好地實(shí)現(xiàn)了防止鍋爐滅火爆炸的功能，但是由于火檢系統(tǒng)還存在一些缺陷，影響了運(yùn)行安全，增加了維修工作量。.火檢的組成及工作原理每個(gè)角的火檢由兩個(gè)部分組成，安裝在鍋爐上的探頭部分和位于FSSS邏輯柜的電子處理機(jī)架。探頭部分由探頭頭、剛性管、擾性金屬管及探頭板安裝室組成。探頭組件由探頭罩、凸透鏡片、石英光纖、火檢筒體、火檢控制板、冷卻風(fēng)管、鎖緊件等組成。火檢工作原理如下：凸透鏡頭、光纖將火焰發(fā)出的光信號(hào)傳遞到火檢探頭的光電二極管上，光電二極管將包含火焰強(qiáng)度與頻率的光信號(hào)轉(zhuǎn)變成電壓信號(hào)后由火檢探頭板內(nèi)的鑒頻鑒幅電路處理，經(jīng)過放大、濾波、比較后輸出一個(gè)0T0V直流電壓信號(hào)給火檢控制板,特種設(shè)備技術(shù)|SpecialEquipmentTechnology特種設(shè)備火檢控制板除為火檢探頭提供電源外，還將火檢探頭送來的直流電壓信號(hào)與其內(nèi)部設(shè)定值比較，若信號(hào)值大于設(shè)定值則輸出一個(gè)有火的開關(guān)量信號(hào)，否則不輸出信號(hào)。送出的有火信號(hào)進(jìn)入FSSS邏輯柜的檢測(cè)器機(jī)架。對(duì)于煤粉，當(dāng)一層四個(gè)角中有三個(gè)角或三個(gè)角以上檢測(cè)不到火焰時(shí)，則認(rèn)為該層無火。所有層都無火時(shí)，全爐膛滅火保護(hù)動(dòng)作，MFT信號(hào)發(fā)出。.調(diào)試及使用情況1996年9月1號(hào)機(jī)組調(diào)試期間，發(fā)現(xiàn)鍋爐冷態(tài)啟動(dòng)時(shí)，投入油槍后，紫外線檢測(cè)器檢測(cè)不到火焰。雖然反復(fù)對(duì)頻率及強(qiáng)度的設(shè)置值進(jìn)行調(diào)整，效果仍不理想，后分析認(rèn)為凸透鏡頭、光纖采集的火焰光過強(qiáng)而造成火檢探頭放大電路過飽和，檢測(cè)不到火焰，后通過采用調(diào)節(jié)凸透鏡頭焦點(diǎn)與光纖端面距離，降低光通量以及加裝遮光片，增大放大電路輸入阻抗等措施后，油火檢可以檢測(cè)到火焰，但是其靈敏度不高，當(dāng)工況發(fā)生變化或油槍著火不良時(shí)，有時(shí)仍不能檢測(cè)到火焰。與此相反，煤火檢之間及煤火檢對(duì)油火焰偷看現(xiàn)象比較嚴(yán)重，只要爐膛存在火焰，或相鄰的油槍運(yùn)行時(shí)，大多能檢測(cè)到特種設(shè)備技術(shù)|SpecialEquipmentTechnology特種設(shè)備火焰。.主要問題分析及改進(jìn)經(jīng)過幾年的運(yùn)行使用，熱控維修人員對(duì)火焰檢測(cè)系統(tǒng)有了較深入的了解，加強(qiáng)了檢測(cè)器的維護(hù)，確保了爐膛滅火檢測(cè)是正確性，有效地防止了爐膛滅火爆炸事故。①火檢頻繁燒毀的原因及改進(jìn)投產(chǎn)以來，火檢光纖與凸透鏡頭被高溫?zé)龎膰?yán)重，至使維護(hù)成本偏高。火檢光纖與凸透鏡頭對(duì)環(huán)境溫度的要求比較高，根據(jù)有關(guān)資料介紹，火檢探頭不能連續(xù)暴露在超過176。。的溫度中，當(dāng)冷卻風(fēng)溫度低于49℃時(shí)，每個(gè)探頭至少需要16.98立方米/小時(shí)風(fēng)量冷卻，要求冷卻風(fēng)與爐膛的差壓達(dá)到足夠的數(shù)值。經(jīng)過測(cè)試，火檢冷卻風(fēng)機(jī)出口風(fēng)壓不低于7465Pa,最高一層火檢冷卻鏡頭及光纖的冷卻風(fēng)管出口冷卻風(fēng)速不低于30m/s,每根火檢的冷卻風(fēng)量為25-30立方米/小時(shí)，不低于設(shè)計(jì)值。雖然火檢冷卻風(fēng)機(jī)冷卻風(fēng)量是足夠的，但實(shí)際情況表明在氣溫較高時(shí)各火檢冷卻風(fēng)量仍不足。其次火檢探頭安裝位置距煤粉噴嘴較近，距二次風(fēng)噴嘴端面只有25MM,此外已發(fā)現(xiàn)特種設(shè)備技術(shù)|SpecialEquipmentTechnology特種設(shè)備煤粉噴嘴有燒壞的現(xiàn)象，可見此處的溫度較高，不能滿足探頭對(duì)溫度環(huán)境要求。另外目前鍋爐用燃煤的品質(zhì)比設(shè)計(jì)的煤種不一樣，揮發(fā)分與低位發(fā)熱值比設(shè)計(jì)值偏高，煤粉著火有提前的現(xiàn)象。進(jìn)一步影響了火檢的降溫需要。為了解決這個(gè)問題，已采取了以下措施：一是對(duì)火檢進(jìn)行改型，加大探頭冷卻通道截面，改進(jìn)探頭結(jié)構(gòu)，將原來阻礙冷卻風(fēng)流通的單面切圓、螺絲固定鏡頭大半周通風(fēng)方式改為四條導(dǎo)軌固定鏡頭、全周通風(fēng)方式。在探頭鏡片前形成較厚的冷卻風(fēng)風(fēng)簾，減少輻射熱，防止煤粉回卷進(jìn)入探頭內(nèi)。二是將冷卻風(fēng)機(jī)的濾網(wǎng)的最里層的紙質(zhì)濾網(wǎng)去除，保留外層海棉和二層鋼絲過濾層，降低入口阻力，風(fēng)機(jī)出口風(fēng)壓有了提高。三是根據(jù)燃煤現(xiàn)狀，適當(dāng)提高一次風(fēng)的風(fēng)速，延緩著火時(shí)間，一方面保護(hù)煤粉噴嘴，一方面降低火檢探頭的環(huán)境溫度。四是將火檢探頭的位置向里縮25MM左右，進(jìn)一步改善探頭的環(huán)境。②紅外線煤火檢偷看的原因和對(duì)策火檢問題在目前使用的紅外線火焰檢測(cè)器上都存在，只是偷看程度大小不同而已，我廠火檢用平凸透鏡頭能使探頭的視角限制在特種設(shè)備技術(shù)|SpecialEquipmentTechnology特種設(shè)備3.5度范圍內(nèi)。從設(shè)計(jì)思想看，有利于提高火焰信號(hào)脈動(dòng)分量的檢測(cè)效果。但由于紅外線型火焰檢測(cè)器響應(yīng)范圍比較大，并且凸透鏡頭距噴嘴出口垂直截面很近（僅25mm）,視角范圍內(nèi)既能收到相鄰的噴嘴著火區(qū)的火焰，也能收到爐膛中心區(qū)的火球火焰信號(hào)，這些信號(hào)的脈動(dòng)頻率和強(qiáng)度相差不大，難以區(qū)分，故偷看比較嚴(yán)重。為解決紅外線型火焰檢測(cè)器偷看比較嚴(yán)重的問題已采取了以下改造試驗(yàn)措施：一是將原來須進(jìn)口的石英光纖、凸透鏡頭由國(guó)產(chǎn)玻璃光纖、平鏡片代替，不僅縮小了采光的視角范圍，并且大大降低維護(hù)成本。二是將火檢探頭的位置向里縮25MM左右，不僅降低探頭頭處的溫度，還可進(jìn)一步減少偷看嚴(yán)重程度。③紫外線油火檢檢測(cè)不到油火焰的問題冷態(tài)啟動(dòng)時(shí),燃燒的油火焰發(fā)出的紫外線很容易被爐內(nèi)煙氣、水蒸氣等散射吸收,并且紫外線輻射主要存在于火焰的初始燃燒區(qū)（即火焰根部）。而目前我廠油槍存在霧化不好及根部易脫火現(xiàn)象,所以存在檢測(cè)紫外線的油火檢檢測(cè)不到油火焰現(xiàn)象。最近結(jié)合火檢改造,油火檢使用的玻璃光纖較原石英光纖粗,光通量加大,檢測(cè)油火焰效特種設(shè)備技術(shù)|SpecialEquipmentTechnology特種設(shè)備果稍好于改造前。火檢系統(tǒng)經(jīng)過改造后，經(jīng)過幾個(gè)月試運(yùn)行,發(fā)現(xiàn)改造后的國(guó)產(chǎn)玻璃光纖、平鏡片完全可以取代進(jìn)口光纖來采集火焰光線,而成本卻降低了五分之四。將凸透鏡頭改為平鏡片后，縮小了采光的視角范圍,從而也減小了偷看。但是發(fā)現(xiàn)個(gè)別煤火檢鏡頭片處存在結(jié)焦現(xiàn)象，且探頭頭內(nèi)套、鏡頭片及光纖有高溫?zé)竞圹E。而與其同在一層二次風(fēng)噴嘴、僅位于其正上方約40mm的油火檢卻基本完好。所以個(gè)別探頭冷卻風(fēng)量偏少，煤粉著火區(qū)距噴燃器仍較近，有待于進(jìn)一步改善。4.今后改進(jìn)打算除了在今后運(yùn)行中加強(qiáng)運(yùn)行調(diào)整，控制煤粉著火時(shí)間外，在今后鍋爐檢修中，還要繼續(xù)對(duì)火檢改進(jìn)。如將探頭頭部冷卻風(fēng)通道擴(kuò)大一倍，鏡頭內(nèi)套出口擴(kuò)成喇叭型來防止焦渣粘堵在出風(fēng)口上，并且將煤火檢探頭沿其檢測(cè)火焰中心線向后回縮50—100MM（具體視實(shí)際情況而定），以減少爐膛火焰輻射熱及煤粉燃燒時(shí)噴燃器附近被卷吸回來的高溫?zé)煔庵谢以绊?，保護(hù)火檢。同時(shí)，還可以進(jìn)一步降特種設(shè)備技術(shù)|SpecialEquipmentTechnology特種設(shè)備低煤火檢偷看。另外，根據(jù)近四年運(yùn)行實(shí)際情況表明，當(dāng)有一層油或一層煤粉投入運(yùn)行時(shí)，所有煤火檢均能夠檢測(cè)到火焰。而爐膛滅火時(shí)，事故追憶顯示煤火檢是從上層而下依次檢測(cè)到爐膛