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摘 要：本文以乌沙山发电厂火检系统设备为基础，对火焰检测系统技术改造及在火电厂的使用中容易出现的一些问题进行分析讨论，为优化火检系统运行，提高系统可靠性和机组安全性提供必要的理论依据。
关键词：火焰检测；技术改造；优化；可靠性；安全
1 设备问题与改造成果
火检扫描器（火检探头）和火检光纤故障率高、寿命远低于其设计寿命，通过厂家对故障火检扫描器及火检光纤的检测，并通过就地检查及问题分析得出以下故障原因：①火检扫描器距离炉膛比较近，受炉膛热辐射较严重。②火检冷却风管道的实际安装尺寸与厂家设计的尺寸有所出入。③各层的火检冷却风管道紧贴炉膛铺设，夏季环境温度较高，外加炉膛辐射，用于火检光纤冷却的火检冷却风温，高达45℃，严重影响了火检光纤的冷却效果。
以上的情况致使火检扫描器、火检光纤故障频繁，火检装置除了监视炉膛燃烧情况，还是锅炉安全运行的重要保护装置，由于炉壁高温导致火检扫描器烧坏，已经严重影响了机组的安全运行，同时，火检装置备件消耗量过大，消耗了大量尺寸的维护费用，导致维护成本居高不下，也增大了现场维护人员的工作量。所以在经过与厂家的技术讨论及现场实际核对设计了两套减小炉膛对火检扫描器热辐射的方案，并对冷却风管道及火检预制电缆目前存在的问题进行优化，以减少火检光纤及火检预制电缆的故障率，具体成果如下：
①外导管改造，按原有外导管样式进行设计，原管径不变，前端金属软体长度不变，在原冷却风进口管处加装长840mm（40mm为螺纹旋进长度），前端有内螺纹，后端有外螺纹的加长管。由于原导管后部的冷却风进口管段可通过螺纹拆卸，将加工好的加长管在原外导管后部用螺纹连接好，再装上冷却风进口管段，即可实现将火检火检扫描器后移800mm。需按如下尺寸外委加工加长管段。②内导管及光纤改造，原管径不变，前端金属软体长度不变，管体部分按原长度加长800mm。光纤相应加长800mm。得到4000mm内导管，4000mm光纤，光纤采用端面有效直径为Φ3mm（软质）光纤，保证观测角度约3°；光纤可耐温达+400℃；前端镜头组件可耐温达+500℃。③电缆槽盒及相应电缆改造，在A-F层火检附近焊接镀锌管，并在底部打孔，控制电缆通过镀锌管进入该层下的电缆桥架，各火检的控制电缆汇合后再由桥架穿出，自下而上进入该层火检接线盒。拆除原电缆桥架及控制电缆，搭设自下层桥架至该层火检接线盒的电缆桥架，重新敷设从火检火检扫描器处开始，进入镀锌管，经由电缆桥架进入火检控制箱的控制电缆（包括油火检电缆）。需焊接镀锌管、搭设电缆桥架、敷设火检专用电缆。④冷却风管改造，将原来下层至中层、中层至上层的竖直连接的母管改为管径均与冷却风机出口母管相同尺寸，将伸往各层火检的冷却风管，根据实际情况，安装时远离炉壁100cm。⑤在前、后墙上层适当位置安装就地压力表，以便對火检末端风压进行监视。⑥由于考虑到火检探头处的压力不够，开始考虑从密封风机处引出一路到火检冷却风母管，但由于密封风机的容量余量不够，因此只能新增加火检冷却风机一台，其布置方式采用与现运行的火检冷却风机串联运行以提高风机出口母管的压力。需增加火检冷却风机（含电机）2台，风机过滤器2套，风机底座1只，Y型管1只。其中风机性能参数要求如下：
风量： 1800m3/Hr
全风压： 7.0KPa
风机效率： >85%
风机轴功率： 11.3kW
噪声水平（距风机外壳一米处）： ≤80 dB（A）
风机轴承温升： ≤50℃
转子动平衡最终评价等级： G4
2 日常维护及问题探讨
（1）火检扫描器（火检探头）故障，通过2.1光纤外导管加长改造后，火检扫描器的故障率大幅降低，为改造前的1/3，但火检扫描器仍然是火检系统故障率最高的设备，火检系统故障有67%的问题是出自火检探头（2015年2号机组火检系统故障全年统计结果）同时也是火检系统消耗最大的备品备件，所以在出现火检信号消失的情况首先检查火检探头，检查方法为更换新火检探头看上位机火检信号是否恢复，如果已经恢复则判断为火检探头故障，如未恢复则继续对系统内其他设备进行检查。
（2）火检预制电缆故障或火检预制电缆与火检探头未连接牢固，连接是否牢固可在检查火检探头时查看，而火检预制电缆的情况只能通过在接线盒处与邻近火检的预制电缆接线进行互换进行判断，如互换后邻近火检的上位机显示无火检信号，而故障火检此时火检信号正常，则可判断为火检预制电缆故障需进行更换，如互换后仍邻近火检通道有火检信号但故障火检此时无火检信号，可排除为就地设备故障，需继续对其他设备进行排查。
（3）火检外导管前端烧毁，致使火检光纤完全无法传输炉膛内部燃烧状况，此情况的出现频率极低，近两年共发生三起，但仍需要非常重视，因为火检外导管前端烧毁可能是燃烧器烧毁的前兆，也可能是火检内导管在燃烧器喷口处的焊接位置不对（过于靠近喷口）导致，如检查过程中发现内导管拆除难度大甚至无法抽出，抽出后火检内导管前端已烧毁或内导管前端软体部分金属颜色变化比较明显，有超温现象，同时在火检外导管探头侧完全无法看到炉膛内部反射的黄光，则可以判断外导管已烧毁，此时需退出该火检设备，并对外导管探头侧进行封堵，并通知运行人员及锅炉专业技术人员对燃烧器的情况进行检查判断，火检设备在检修时进行恢复。
参考文献
[1]杨乃冈.热工控制系统和设备[M].中国电力出版社，2014.
（作者单位：浙江大唐乌沙山发电有限责任公司）
关键词：火焰检测；技术改造；优化；可靠性；安全
1 设备问题与改造成果
火检扫描器（火检探头）和火检光纤故障率高、寿命远低于其设计寿命，通过厂家对故障火检扫描器及火检光纤的检测，并通过就地检查及问题分析得出以下故障原因：①火检扫描器距离炉膛比较近，受炉膛热辐射较严重。②火检冷却风管道的实际安装尺寸与厂家设计的尺寸有所出入。③各层的火检冷却风管道紧贴炉膛铺设，夏季环境温度较高，外加炉膛辐射，用于火检光纤冷却的火检冷却风温，高达45℃，严重影响了火检光纤的冷却效果。
以上的情况致使火检扫描器、火检光纤故障频繁，火检装置除了监视炉膛燃烧情况，还是锅炉安全运行的重要保护装置，由于炉壁高温导致火检扫描器烧坏，已经严重影响了机组的安全运行，同时，火检装置备件消耗量过大，消耗了大量尺寸的维护费用，导致维护成本居高不下，也增大了现场维护人员的工作量。所以在经过与厂家的技术讨论及现场实际核对设计了两套减小炉膛对火检扫描器热辐射的方案，并对冷却风管道及火检预制电缆目前存在的问题进行优化，以减少火检光纤及火检预制电缆的故障率，具体成果如下：
①外导管改造，按原有外导管样式进行设计，原管径不变，前端金属软体长度不变，在原冷却风进口管处加装长840mm（40mm为螺纹旋进长度），前端有内螺纹，后端有外螺纹的加长管。由于原导管后部的冷却风进口管段可通过螺纹拆卸，将加工好的加长管在原外导管后部用螺纹连接好，再装上冷却风进口管段，即可实现将火检火检扫描器后移800mm。需按如下尺寸外委加工加长管段。②内导管及光纤改造，原管径不变，前端金属软体长度不变，管体部分按原长度加长800mm。光纤相应加长800mm。得到4000mm内导管，4000mm光纤，光纤采用端面有效直径为Φ3mm（软质）光纤，保证观测角度约3°；光纤可耐温达+400℃；前端镜头组件可耐温达+500℃。③电缆槽盒及相应电缆改造，在A-F层火检附近焊接镀锌管，并在底部打孔，控制电缆通过镀锌管进入该层下的电缆桥架，各火检的控制电缆汇合后再由桥架穿出，自下而上进入该层火检接线盒。拆除原电缆桥架及控制电缆，搭设自下层桥架至该层火检接线盒的电缆桥架，重新敷设从火检火检扫描器处开始，进入镀锌管，经由电缆桥架进入火检控制箱的控制电缆（包括油火检电缆）。需焊接镀锌管、搭设电缆桥架、敷设火检专用电缆。④冷却风管改造，将原来下层至中层、中层至上层的竖直连接的母管改为管径均与冷却风机出口母管相同尺寸，将伸往各层火检的冷却风管，根据实际情况，安装时远离炉壁100cm。⑤在前、后墙上层适当位置安装就地压力表，以便對火检末端风压进行监视。⑥由于考虑到火检探头处的压力不够，开始考虑从密封风机处引出一路到火检冷却风母管，但由于密封风机的容量余量不够，因此只能新增加火检冷却风机一台，其布置方式采用与现运行的火检冷却风机串联运行以提高风机出口母管的压力。需增加火检冷却风机（含电机）2台，风机过滤器2套，风机底座1只，Y型管1只。其中风机性能参数要求如下：
风量： 1800m3/Hr
全风压： 7.0KPa
风机效率： >85%
风机轴功率： 11.3kW
噪声水平（距风机外壳一米处）： ≤80 dB（A）
风机轴承温升： ≤50℃
转子动平衡最终评价等级： G4
2 日常维护及问题探讨
（1）火检扫描器（火检探头）故障，通过2.1光纤外导管加长改造后，火检扫描器的故障率大幅降低，为改造前的1/3，但火检扫描器仍然是火检系统故障率最高的设备，火检系统故障有67%的问题是出自火检探头（2015年2号机组火检系统故障全年统计结果）同时也是火检系统消耗最大的备品备件，所以在出现火检信号消失的情况首先检查火检探头，检查方法为更换新火检探头看上位机火检信号是否恢复，如果已经恢复则判断为火检探头故障，如未恢复则继续对系统内其他设备进行检查。
（2）火检预制电缆故障或火检预制电缆与火检探头未连接牢固，连接是否牢固可在检查火检探头时查看，而火检预制电缆的情况只能通过在接线盒处与邻近火检的预制电缆接线进行互换进行判断，如互换后邻近火检的上位机显示无火检信号，而故障火检此时火检信号正常，则可判断为火检预制电缆故障需进行更换，如互换后仍邻近火检通道有火检信号但故障火检此时无火检信号，可排除为就地设备故障，需继续对其他设备进行排查。
（3）火检外导管前端烧毁，致使火检光纤完全无法传输炉膛内部燃烧状况，此情况的出现频率极低，近两年共发生三起，但仍需要非常重视，因为火检外导管前端烧毁可能是燃烧器烧毁的前兆，也可能是火检内导管在燃烧器喷口处的焊接位置不对（过于靠近喷口）导致，如检查过程中发现内导管拆除难度大甚至无法抽出，抽出后火检内导管前端已烧毁或内导管前端软体部分金属颜色变化比较明显，有超温现象，同时在火检外导管探头侧完全无法看到炉膛内部反射的黄光，则可以判断外导管已烧毁，此时需退出该火检设备，并对外导管探头侧进行封堵，并通知运行人员及锅炉专业技术人员对燃烧器的情况进行检查判断，火检设备在检修时进行恢复。
参考文献
[1]杨乃冈.热工控制系统和设备[M].中国电力出版社，2014.
（作者单位：浙江大唐乌沙山发电有限责任公司）