论文部分内容阅读
【摘要】：介绍FORNEY公司生产的DPD火焰检测器在B&WB-1025/17.4-M 型锅炉上的应用情况，分析存在的问题，提出改进措施。
【关键词】：火焰检测 火检改造 传感器光纤
贵州西电黔北发电厂4×300MW 机组＃1、＃2 锅炉是北京巴布科克威尔科克斯有限公司引进美国B&W公司技术的产品。锅炉为单炉膛平衡通风、压临界参数、中间一次再热的自然循环单汽包炉，型号为B&WB—1025/17.4—M。设计及校核煤种均为金沙无烟煤，“W”型火焰燃烧方式。该型锅炉配有四台沈阳重型机械集团公司生产的BBD4062型双进双出钢球磨煤机，并配备16只B&W专门用于燃用低挥发份燃料的浓缩型EI-XCL低NOx双调风旋流燃烧器。
火检系统采用的是美国FORNEY公司生产的产品，主要由DPD火检探头、光纤、火检套管和放大器等组成。DPD火检探头采用了微处理技术和专用软件，对目标火焰的频率和振幅特性不断地进行监测。其工作原理是通过有火特性学习和无火特性学习将一个特定的火焰频谱特性存贮在微过程处理器中。在监测火焰时，不断的将被监测的火焰信号通过光纤传到DPD火检探头，其频谱特性与存贮的火焰特性进行比较，经过一系列的转化和换算，实现对被监测火焰的状态判断，输出“有火”、“无火”的数字量信号以及表示火焰强度和质量的模拟量信号等。
火箭测量原理
众所周知，火检系统是监测炉膛燃烧情况的重要设备，是用于防止炉膛灭火放炮的保护测点，是保证炉膛安全的重要保护之一。然而贵州西电黔北发电总厂4×300MW机组＃1、＃2炉火检系统自投产以来，故障频繁发生，不光导致维护费用高和维护工作量大，而且还常常不能正常监测炉膛火焰，严重威胁着机组的安全运行。经过对出现的故障情况进行大量的统计和分析，发现DPD火检探头故障、火检套管前端结焦、火检套管变形和光纤故障等是造成火检系统故障率高的主要原因。
DPD火检探头故障的主要表现为感光片积灰和探头因温度高而死机或损坏。感光片积灰的原因是火检探头和火检套管的密封性差。火检探头温度高的原因是安装位置距离燃烧器的风箱太近，仅为250mm，DPD火检探头被粉管包围，空气对流不畅通，导致DPD火检探头长期处于高温环境。
造成火检套管前端结焦的主要原因是安装不合理。由于贵州西电黔北发电总厂燃烧的煤种为低挥发份无烟煤，有较强的结焦性和结渣性，而火检套管是直接焊接固定在燃烧器靠风箱的内壁上，长度与火嘴刚好齐平。一旦燃烧器周围结焦，无论多少，都很容易阻挡火检系统的监测视线，导致监测到的火焰信号失真。
造成火检套管变形的主要原因是设计不合理。由于火检套管的长度为2500mm，直径为30mm，在中间位置还有一段长度约50mm 的金属软管，用来改变火检的监测角度。导致火检套管在金属软管处有一个偏转角度。一旦火检套管前端结焦，就无法直观的进行判断和打焦，只能凭感觉，稍有不慎，金属软管就会被打焦杆捅变形，严重时，光纤都无法放入，以致无法监测火焰。
光纤故障的主要表现为光纤头积灰、光纤头被烧坏等。原因是位于炉膛内的光纤头温度长期高达400℃以上。虽然火检冷却风的流量一直维持在133L/min～425L/min 范围内，但由于火检套管的长度有2500mm，有很长一段都处于风箱和燃烧器内，环境温度很高，当火检冷却风吹到光纤头时，对光纤头的冷却作用就十分有限了。一旦光纤头被烧坏后，就很容易被灰附着，导致传到火检探头的火焰强度减弱。为了彻底解决贵州西电黔北发电总厂4×300MW 机组＃1、＃2炉火检系统故障频发的问题，结合火检系统的设计安装要求和以上分析的原因，对火检系统进行了如下改造：
一、加高DPD火检探头与燃烧器风箱的距离，由原来的250mm提高到现在的500mm。在探头的前端增加一块耐高温的石英玻璃，以提高火检探头与安装套管接触面的密封性。加强火检探头处燃烧器风箱和粉管的保温效果，以降低火检探头处的环境温度，防止DPD火检探头因温度高而死机或损坏。
二、将长度为2500mm，直径为30mm的带金属软管的火检套管更换成长度为2600mm，直径为57mm的垂直火检套管，在安装时调整好火检套管的观测角度，以保证最佳的监测效果。
三、取消火检光纤。由于火检套管已经加粗和改直，只要火检套管的观测角度调整得当，取消光纤后，DPD火检探头直接检测到的火焰强度也能满足其测量要求。
四、改进火检套管的安装方式。将火检套管通过支架固定在燃烧器风箱的内壁，与内壁的距离保持在100mm 左右，长度比火嘴短约150mm，以避免因燃烧器周围有少量结焦而阻挡火检系统的监测视线。改造完成后，经过了近一年时间的运行检验，效果非常理想。大大降低了火检系统的故障率，提高了火检系统的准确性和可靠性，确保了机组的安全可靠运行，达到了预期的效果。
【关键词】：火焰检测 火检改造 传感器光纤
贵州西电黔北发电厂4×300MW 机组＃1、＃2 锅炉是北京巴布科克威尔科克斯有限公司引进美国B&W公司技术的产品。锅炉为单炉膛平衡通风、压临界参数、中间一次再热的自然循环单汽包炉，型号为B&WB—1025/17.4—M。设计及校核煤种均为金沙无烟煤，“W”型火焰燃烧方式。该型锅炉配有四台沈阳重型机械集团公司生产的BBD4062型双进双出钢球磨煤机，并配备16只B&W专门用于燃用低挥发份燃料的浓缩型EI-XCL低NOx双调风旋流燃烧器。
火检系统采用的是美国FORNEY公司生产的产品，主要由DPD火检探头、光纤、火检套管和放大器等组成。DPD火检探头采用了微处理技术和专用软件，对目标火焰的频率和振幅特性不断地进行监测。其工作原理是通过有火特性学习和无火特性学习将一个特定的火焰频谱特性存贮在微过程处理器中。在监测火焰时，不断的将被监测的火焰信号通过光纤传到DPD火检探头，其频谱特性与存贮的火焰特性进行比较，经过一系列的转化和换算，实现对被监测火焰的状态判断，输出“有火”、“无火”的数字量信号以及表示火焰强度和质量的模拟量信号等。
火箭测量原理
众所周知，火检系统是监测炉膛燃烧情况的重要设备，是用于防止炉膛灭火放炮的保护测点，是保证炉膛安全的重要保护之一。然而贵州西电黔北发电总厂4×300MW机组＃1、＃2炉火检系统自投产以来，故障频繁发生，不光导致维护费用高和维护工作量大，而且还常常不能正常监测炉膛火焰，严重威胁着机组的安全运行。经过对出现的故障情况进行大量的统计和分析，发现DPD火检探头故障、火检套管前端结焦、火检套管变形和光纤故障等是造成火检系统故障率高的主要原因。
DPD火检探头故障的主要表现为感光片积灰和探头因温度高而死机或损坏。感光片积灰的原因是火检探头和火检套管的密封性差。火检探头温度高的原因是安装位置距离燃烧器的风箱太近，仅为250mm，DPD火检探头被粉管包围，空气对流不畅通，导致DPD火检探头长期处于高温环境。
造成火检套管前端结焦的主要原因是安装不合理。由于贵州西电黔北发电总厂燃烧的煤种为低挥发份无烟煤，有较强的结焦性和结渣性，而火检套管是直接焊接固定在燃烧器靠风箱的内壁上，长度与火嘴刚好齐平。一旦燃烧器周围结焦，无论多少，都很容易阻挡火检系统的监测视线，导致监测到的火焰信号失真。
造成火检套管变形的主要原因是设计不合理。由于火检套管的长度为2500mm，直径为30mm，在中间位置还有一段长度约50mm 的金属软管，用来改变火检的监测角度。导致火检套管在金属软管处有一个偏转角度。一旦火检套管前端结焦，就无法直观的进行判断和打焦，只能凭感觉，稍有不慎，金属软管就会被打焦杆捅变形，严重时，光纤都无法放入，以致无法监测火焰。
光纤故障的主要表现为光纤头积灰、光纤头被烧坏等。原因是位于炉膛内的光纤头温度长期高达400℃以上。虽然火检冷却风的流量一直维持在133L/min～425L/min 范围内，但由于火检套管的长度有2500mm，有很长一段都处于风箱和燃烧器内，环境温度很高，当火检冷却风吹到光纤头时，对光纤头的冷却作用就十分有限了。一旦光纤头被烧坏后，就很容易被灰附着，导致传到火检探头的火焰强度减弱。为了彻底解决贵州西电黔北发电总厂4×300MW 机组＃1、＃2炉火检系统故障频发的问题，结合火检系统的设计安装要求和以上分析的原因，对火检系统进行了如下改造：
一、加高DPD火检探头与燃烧器风箱的距离，由原来的250mm提高到现在的500mm。在探头的前端增加一块耐高温的石英玻璃，以提高火检探头与安装套管接触面的密封性。加强火检探头处燃烧器风箱和粉管的保温效果，以降低火检探头处的环境温度，防止DPD火检探头因温度高而死机或损坏。
二、将长度为2500mm，直径为30mm的带金属软管的火检套管更换成长度为2600mm，直径为57mm的垂直火检套管，在安装时调整好火检套管的观测角度，以保证最佳的监测效果。
三、取消火检光纤。由于火检套管已经加粗和改直，只要火检套管的观测角度调整得当，取消光纤后，DPD火检探头直接检测到的火焰强度也能满足其测量要求。
四、改进火检套管的安装方式。将火检套管通过支架固定在燃烧器风箱的内壁，与内壁的距离保持在100mm 左右，长度比火嘴短约150mm，以避免因燃烧器周围有少量结焦而阻挡火检系统的监测视线。改造完成后，经过了近一年时间的运行检验，效果非常理想。大大降低了火检系统的故障率，提高了火检系统的准确性和可靠性，确保了机组的安全可靠运行，达到了预期的效果。