鍋爐火焰檢測系統(tǒng)改造

曾 春

（湛江電力有限公司 廣東湛江）

一 、爐膛火焰檢測系統(tǒng)工作狀況

爐膛火焰檢測系統(tǒng)在爐膛點火時，檢查4只輕油槍火檢系統(tǒng)運(yùn)行良好，著火信號開關(guān)量正常，著火信號強(qiáng)度正常，強(qiáng)度為100%。投運(yùn)第一層（A層）煤層運(yùn)行，第一層煤火檢著火信號開關(guān)量正常，著火信號強(qiáng)度正常在100%附近變化，隨后投第二層（B層）煤層運(yùn)行，負(fù)荷升到60 MW左右，第二層煤火檢著火信號開關(guān)量正常，著火信號強(qiáng)度正常在100%附近變化。負(fù)荷升到100 MW左右，第一層、第二層煤火檢運(yùn)行正常，投運(yùn)第三層（C層）煤層運(yùn)行，負(fù)荷升到150 MW左右，第三層煤火檢著火信號開關(guān)量正常，著火信號強(qiáng)度正常在100%附近變化，第一層、第二層、第三層煤火檢運(yùn)行正常。負(fù)荷升到200 MW時，發(fā)現(xiàn)第二層B3煤火檢著火信號強(qiáng)度有波動，在60%～100%之間變化，著火信號開關(guān)量正常，負(fù)荷繼續(xù)升高到300 MW，發(fā)現(xiàn)C1，B1煤火檢著火信號強(qiáng)度有波動，在60%～100%之間變化，著火信號開關(guān)量正常。跟蹤觀察發(fā)現(xiàn)負(fù)荷低時（150 MW），煤火檢著火信號開關(guān)量正常，著火信號強(qiáng)度正常在100%附近變化，負(fù)荷升高時（200 MW），煤火檢著火信號開關(guān)量正常，個別煤火檢著火信號強(qiáng)度有波動在60%～100%之間變化。隨著負(fù)荷升高，火檢強(qiáng)度模擬量信號反而逐漸降低，甚至出現(xiàn)火檢信號無火報警。為了滿足火檢信號強(qiáng)度，有時通過調(diào)整燃燒器擺角來實現(xiàn)，這又無法滿足主蒸汽溫度要求，導(dǎo)致4#鍋爐煙煤改造后火檢保護(hù)一直未能投入，鍋爐運(yùn)行存在較大隱患。

二、爐膛火焰檢測系統(tǒng)情況原因分析

針對爐膛火焰檢測系統(tǒng)工作狀況，經(jīng)過半年多的對比跟蹤分析，發(fā)現(xiàn)4#鍋爐煙煤改造后，剛開始點火及低負(fù)荷時，火檢強(qiáng)度模擬量信號及開關(guān)量信號都工作正常。爐膛火焰檢測系統(tǒng)隨著鍋爐負(fù)荷升高，煤量、配風(fēng)隨之增大，鍋爐燃燒中心上移，煤火焰發(fā)生變化，火焰初始燃燒區(qū)前移，火檢光纖視角未變，因火焰燃燒區(qū)逐漸遠(yuǎn)離火檢光纖視角檢測區(qū)域，引起火檢信號強(qiáng)度波動，即隨著鍋爐負(fù)荷升高，火檢強(qiáng)度模擬量信號反而逐漸降低，甚至出現(xiàn)火檢信號無火報警情況。進(jìn)一步查找資料深入分析，認(rèn)為火檢系統(tǒng)光纖在二次風(fēng)口安裝時，有一個向下的視角，東方鍋爐廠設(shè)計的火檢觀火角度為15°，初步判斷為火檢光纖視角角度過大是引起火檢檢測系統(tǒng)不能正常工作，從而引起火檢強(qiáng)度模擬量波動的主要原因。

三、爐膛火焰檢測系統(tǒng)改造措施

根據(jù)爐膛火焰檢測系統(tǒng)運(yùn)行情況的分析，與東方鍋爐廠及FORNY火檢系統(tǒng)供貨商技術(shù)人員進(jìn)行充分協(xié)商，認(rèn)為火檢系統(tǒng)光纖視角角度過大是引起火檢檢測系統(tǒng)不能正常工作的主要原因。決定將火檢光纖視角角度進(jìn)行調(diào)整，建議由原來的15°改為5～8°，即將4#鍋爐原火檢光纖安裝墊塊（確定火檢觀察角度）拆除，由FORNY火檢系統(tǒng)供貨商重新提供火檢光纖安裝墊塊，以滿足火檢觀察視線與燃燒器中心線相交成5～8°的角度需要，并對4#鍋爐火檢系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化及對火檢光纖的觀火角度進(jìn)行改造。

四、爐膛火焰檢測系統(tǒng)改造項目內(nèi)容及效果

1.火檢探頭固定接頭的安裝

火檢的萬向接頭固定在燃燒器面板上。將墊塊（確定火檢觀察角度）焊接在外導(dǎo)管前端的直管前端，墊塊的另一面焊接在二次風(fēng)隔板上指定位置處（焊接使用不銹鋼焊條）。同時注意外導(dǎo)管后端的冷卻風(fēng)管接口應(yīng)朝冷卻風(fēng)來的方向。三通內(nèi)通冷卻風(fēng)，用以冷卻和清潔火檢探頭。喇叭口的安裝法蘭環(huán)套可方便的安裝和拆下火檢探頭。

2.火檢角度安裝

探頭繞性光纖安裝時，應(yīng)滿足導(dǎo)管的視線與燃燒器中心線相交成一個很小的角度α（如5～8°），并且能最大限度地看到主燃燒區(qū)，以獲得最佳效果（圖1）。

圖1 火檢安裝角度示意圖

圖1中L1是燃燒器噴口到主燃燒中心區(qū)的距離，L2是外導(dǎo)管在二次風(fēng)箱的安裝位置到燃燒器噴口距離，安裝角度α，tgα=L2/L1。

3.火檢視線的調(diào)節(jié)（圖 2、圖 3）

火檢視線的調(diào)節(jié)對于成功安裝非常重要。火檢安裝位置的選擇及角度調(diào)整（燃燒器啟動前）遵循以下原則。

（1）將火檢安裝在燃燒器護(hù)板或爐壁上，初步安裝的視線應(yīng)瞄準(zhǔn)設(shè)計火焰長度的1/3處，火檢視線應(yīng)無障礙，如有導(dǎo)風(fēng)板等擋住視線時，應(yīng)與燃燒器廠家協(xié)商并開孔，使火檢能檢測到主燃燒區(qū)域。

（2）火檢開孔的大小應(yīng)考慮到檢測區(qū)域的火焰大小、形狀、檢測距離等因素。

（3）火檢開孔的位置應(yīng)考慮到助燃空氣的順時針或者是逆時針轉(zhuǎn)向，因為有些場所將會導(dǎo)致著火點的偏移。

（4）當(dāng)采用一個火檢同時檢測主火焰和點火火焰時，要使火檢能同時檢測到該兩種火焰。

（5）采用二個火檢來檢測主火焰和點火火焰時，要使主火焰火檢檢測不到點火火焰。

4.鍋爐火檢角度調(diào)整

將4＃鍋爐火檢光纖的觀火角度進(jìn)行了調(diào)整，將火檢探頭安裝固定墊塊改為5°，并根據(jù)FORNY火檢系統(tǒng)供貨商技術(shù)人員建議將初始燃燒區(qū)調(diào)整為1.5 m，并對安裝位置與角度進(jìn)行核對。

5.具體改造項目內(nèi)容

（1）拆除火焰檢測系統(tǒng)觀火部分舊設(shè)備，切除原火檢探頭安裝固定墊塊，并在原位置重新焊接觀火角度為5°的火檢探頭安裝固定墊塊。

（2）重新對火焰檢測系統(tǒng)火檢觀火部分進(jìn)行安裝。

（3）清掃火檢光纖與吹掃火檢冷卻風(fēng)通道。

（4）重新對火檢參數(shù)進(jìn)行了預(yù)設(shè)，利用發(fā)光源的晃動來進(jìn)行模擬試驗并檢查正常。

（5）火檢系統(tǒng)點火及高負(fù)荷后火檢參數(shù)檢查分析。

（6）確認(rèn)火焰檢測系統(tǒng)在各工況下工作正常一周后投入鍋爐角火焰保護(hù)與全爐膛失火保護(hù)。

6.改造后效果

鍋爐火焰檢測系統(tǒng)經(jīng)改造后工作正常，各工況下火檢系統(tǒng)運(yùn)行良好，著火信號開關(guān)量檢測正常，著火信號強(qiáng)度檢測正常，使鍋爐燃燒的工況得到了有效監(jiān)視，并投入了鍋爐角火焰保護(hù)與失去所有火焰保護(hù)，確保了鍋爐燃燒運(yùn)行的安全性；而且4#爐膛火焰檢測系統(tǒng)技術(shù)改造整改后，爐膛火焰檢測系統(tǒng)工作正常，火檢信號強(qiáng)度檢測滿足要求。

由于出現(xiàn)設(shè)計及安裝問題，熱工人員對火檢系統(tǒng)的認(rèn)識進(jìn)一步加深，并將該次爐膛火焰檢測系統(tǒng)技術(shù)整改措施推廣應(yīng)用到其他鍋爐火檢系統(tǒng)改造中，可避免其他鍋爐煙煤改造中出現(xiàn)同樣的問題。