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國內(nèi)火焰檢測器應(yīng)用現(xiàn)狀分析

發(fā)布時間:2024-09-14
編者按:在自動化程度較高的石化、冶金、**廠等大型企業(yè)中,火焰檢測器應(yīng)用非常廣泛,它可以及時檢測險情,為企業(yè)質(zhì)量和消防安全筑起堅(jiān)固壁壘?;鹧鏅z測器主要有可見光、紅外線、紫外線兩種。
工業(yè)鍋爐爐膛中存在兩種火焰一為爐體火焰一為若干個噴火嘴噴出的火焰工廠常常需要知道在爐體背景火焰下噴嘴是否在噴火以確定各個噴嘴的運(yùn)行狀態(tài)。工業(yè)上把火焰檢測器將爐體火焰誤判為噴嘴火焰的情況稱為“偷看”把不能透過爐體火焰看到噴嘴火焰的情況稱為“漏看”。檢測器“偷看”和“漏看”的頻繁發(fā)生會對鍋爐的正常運(yùn)行造成嚴(yán)重的影響。“偷看”和“漏看”的實(shí)質(zhì)是無法對重疊的火焰進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷因此如何對重疊的火焰進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷成為解決此問題的關(guān)鍵.
火焰監(jiān)測器以紫外線敏管作為火焰?zhèn)鞲衅鞅O(jiān)測火焰,具有性能優(yōu)良、靈敏度高、工作穩(wěn)定可靠等特點(diǎn),可以實(shí)現(xiàn)火焰檢測、滅火保護(hù)等功能,廣泛用于以煤氣、天然氣等可燃?xì)怏w或柴油為燃料的燃燒系統(tǒng)中火焰需要監(jiān)測和控制的場合,使系統(tǒng)的安全、連續(xù)、高效運(yùn)行得到保障;是燃料爐進(jìn)行自動化改造的必需部件。
火焰檢測器的應(yīng)用
目前,在火電廠應(yīng)用的火焰檢測器主要有美國for-ney公司idd——ⅱ型火焰檢測器、美國ce公司的safescani型和ⅱ型火焰檢測器、美國balley公司的bms型火焰檢測器(系統(tǒng))、日本三菱公司的optis型火焰圖像檢測器和芬蘭的dimac型火焰圖像檢測器。
紫外光火焰檢測器的優(yōu)點(diǎn)是報警靈敏度高。在鍋爐(或燃燒器)低負(fù)荷運(yùn)行時,火焰呈現(xiàn)明顯的閃動或發(fā)暗,此時紫外線強(qiáng)度大大減弱,導(dǎo)致檢測器的報警繼電器動作(誤報),又由于紫外線輻射會被油霧、水蒸汽、煤塵及燃燒副產(chǎn)品所吸收,所以,燃煤式鍋爐在配風(fēng)失調(diào)工況(或低負(fù)荷)下,用紫外光火焰檢測器進(jìn)行火焰檢測是不可靠的。從20世紀(jì)70年代末期開始,這種檢測器在煤粉爐上的應(yīng)用日趨減少。
由于紅外光輻射的波長較長,所以不易被煙、飛灰或co2所吸收,因此,紅外光火焰檢測器在鍋爐低負(fù)荷運(yùn)行時比紫外光火焰檢測器工作穩(wěn)定,對探頭的安裝位置和方向的要求也不像其它類型檢測器那樣苛刻。目前,這種火焰檢測器在火電廠的鍋爐上廣泛應(yīng)用。
可見光火焰檢測器的特點(diǎn)是極其類似人的眼睛的光譜響應(yīng)。由于這種檢測器采用了光導(dǎo)纖維將火焰的可見光傳輸?shù)教筋^中的對數(shù)放大器,而光導(dǎo)纖維的形狀可以任意彎曲,使得探頭不必直接對準(zhǔn)火焰,這樣有利于延長探頭的工作壽命。目前,這種火焰檢測器也正在火電廠的鍋爐上廣泛應(yīng)用。
普通光學(xué)檢測器僅依靠一個光敏元件收集火焰特征區(qū)的平均光強(qiáng),所獲信息量的局限性經(jīng)常導(dǎo)致作為前景的火焰和背景無法有效分辨。普通光學(xué)檢測器探頭的視野范圍很小,在火焰波動較大(鍋爐低負(fù)荷運(yùn)行)時會誤報爐膛滅火。
火焰檢測器的分類:
紫外光火焰檢測器
紫外光火焰檢測器采用紫外光敏管作為傳感元件,其光譜范圍在o.006~0.4?m之間。紫外光敏管是一種固態(tài)脈沖器件,其發(fā)出的信號是自身脈沖頻率與紫外輻射頻率成正比例的隨機(jī)脈沖。紫外光敏管有二個電極,一般加交流高電壓。當(dāng)輻射到電極上的紫外光線足夠強(qiáng)時,電極間就產(chǎn)生“雪崩”脈沖電流,其頻率與紫外光線強(qiáng)度有關(guān),*高達(dá)幾千赫茲。滅火時則無脈沖。
可見光火焰檢測器
可見光火焰檢測器采用光電二極管作為傳感元件,其光譜響應(yīng)范圍在0.33~0.7?m之間??梢姽饣鹧鏅z測器由探頭、機(jī)箱和冷卻設(shè)備等部分組成。爐膛火焰中的可見光穿過探頭端部的透鏡,經(jīng)由光導(dǎo)纖維到達(dá)探頭小室,照到光電二極管上。
該光電二極管將可見光信號轉(zhuǎn)換為電流信號,經(jīng)由對數(shù)放大器轉(zhuǎn)換為電壓信號。對數(shù)放大器輸出的電壓信號再經(jīng)過傳輸放大器轉(zhuǎn)換成電流信號。然后通過屏蔽電纜傳輸至機(jī)箱。在機(jī)箱中,電流信號又被轉(zhuǎn)換為電壓信號。代表火焰的電壓信號分別被送到頻率檢測線路、強(qiáng)度檢測線路和故障檢測線路。強(qiáng)度檢測線路設(shè)有兩個不同的限值,即上限值和下限值。當(dāng)火焰強(qiáng)度超過上限值時,強(qiáng)度燈亮,表示著火;當(dāng)強(qiáng)度低于下限值時,強(qiáng)度燈滅,表示滅火。
頻率檢測線路用來檢測爐膛火焰閃爍頻率,它根據(jù)火焰閃爍的頻率是高于還是低于設(shè)定頻率,可正確判斷爐膛有無火焰。故障檢測線路也有兩個限值,在正常的情況下,其值保持在上、下限值之間。一旦機(jī)箱的信號輸入回路出現(xiàn)故障,如光電管至機(jī)箱的電纜斷線,則上述電壓信號立刻偏離正常范圍,從而發(fā)出故障報警信號。
紅外光火焰檢測器
紅外光火焰檢測器采用硫化鉛或硫化鎘光敏電阻作為傳感元件,其光譜響應(yīng)范圍在0.7-3.2?m之間。紅外光火焰檢測器也是由探頭、機(jī)箱和冷卻設(shè)備組成。燃燒器火焰的一次燃燒區(qū)域所產(chǎn)生的紅外輻射,經(jīng)由光導(dǎo)纖維送到探頭,通過探頭中的光敏電阻轉(zhuǎn)換成電信號,再由放大器放大。該火焰信號由屏蔽電纜送到機(jī)箱,通過頻率響應(yīng)開關(guān)和一個放大器后,再同一個參考電壓(可調(diào))進(jìn)行比較。
若火焰信號大于參考信號,則將對應(yīng)的觸發(fā)器置“1”,觸發(fā)器輸出信號被送至火焰檢測線路,使機(jī)箱內(nèi)紅色火焰指示燈發(fā)亮(表示著火)。反之,如果探頭沒有檢測到火焰,則起動一個3.5s的定時器,當(dāng)3.5s過后,即將上述觸發(fā)器置“0”,觸發(fā)器輸出信號被送至火焰檢測線路,使機(jī)箱內(nèi)的紅色火焰指示燈熄滅(表示滅火)。
火焰圖像檢測器
火焰圖像檢測器是20世紀(jì)80年代出現(xiàn)的一種新產(chǎn)品?;鹧鎴D像檢測器主要由傳像光纖、攝像機(jī)(簡稱ccd)、視頻輸入處理器、圖像存儲器和計(jì)算機(jī)組成。
帶有冷卻風(fēng)的傳像光纖伸入爐膛(四角布置,以層為單位進(jìn)行火焰檢測),將所檢測的燃燒器火焰圖像以光信號的形式傳到攝像機(jī)的靶面上,攝像機(jī)再將圖像轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的模擬視頻信號,并通過視頻電纜傳給視頻輸入處理器。視頻輸入處理器將模擬視頻信號經(jīng)md(模擬量/數(shù)字量)轉(zhuǎn)換,變成數(shù)字圖像存儲于圖像存儲器中。
計(jì)算機(jī)則將圖像存儲器中數(shù)字化的圖像信息按照一定的著火判據(jù)進(jìn)行計(jì)算,從而得出燃燒器火焰的有或無(0n/off)信號,并將其送至fsss。
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