UVISOR火焰檢測(cè)系統(tǒng)在華能大連電廠的應(yīng)用

金鵬

摘 要：本文介紹了UVISOR火焰檢測(cè)系統(tǒng)在華能大連電廠的應(yīng)用，詳細(xì)闡述了UVISOR火焰檢測(cè)系統(tǒng)的組成和原理。并就該套產(chǎn)品在實(shí)際中的使用情況進(jìn)行了介紹。

關(guān)鍵詞：火焰檢測(cè)系統(tǒng);燃燒器;鍋爐;火檢保護(hù)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.24.104

1 引言

華能大連電廠二期機(jī)組鍋爐為英國(guó)BABCOCK公司生產(chǎn)，亞臨界單鼓一次中間再熱自然循環(huán)燃煤鍋爐[5]。采用單爐膛，旋流燃燒器前后墻布置，平衡通風(fēng)，固態(tài)排渣，半露天Π型[5]。鍋爐配有四臺(tái)中速M(fèi)PS-89G型磨的正壓直吹式制粉系統(tǒng)，前后墻各有二層每層六臺(tái)共24臺(tái)低NOX軸向旋流燃燒器[5]。每臺(tái)燃燒器配有一只油槍，其中B層油槍為微油槍，其余三層為大油槍。電廠為每臺(tái)燃燒器和每只大油槍配備了火檢探頭，原火檢為BABCOCK配套生產(chǎn)，存在老化，定期吹掃，設(shè)備不穩(wěn)定等諸多弊端，于是將兩臺(tái)爐的火檢系統(tǒng)改造成ABB公司的UVISOR火焰檢測(cè)系統(tǒng)，在實(shí)際使用中具有維護(hù)量小，信號(hào)穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，取得了良好的效果。

2 UVISOR火焰檢測(cè)系統(tǒng)的組成和原理

ABB UVISOR火檢系統(tǒng)主要由SF810火檢探頭、FAU810火焰分析單元、DCS信號(hào)連接三部分組成。如圖1所示：

其中，單臺(tái)機(jī)組共有42個(gè)SF810火檢探頭（對(duì)應(yīng)24個(gè)燃燒器與18個(gè)大油槍），21個(gè)FAU810火焰分析單元（一個(gè)FAU810可以容納兩個(gè)通道）。使用時(shí)，SF810檢測(cè)的火焰信號(hào)傳輸給火焰分析單元，經(jīng)過它的計(jì)算（主要是與門檻值進(jìn)行比較），判斷有火或無火信號(hào)，傳輸給DCS。

2.1 SF810火檢探頭

SF810由較小的圓形鋁制殼體構(gòu)成（防爆），在其內(nèi)部安裝了電路板，電纜通過側(cè)孔進(jìn)入機(jī)殼，在電纜端子的一側(cè)裝有一個(gè)二極管，幫助用戶將設(shè)備瞄準(zhǔn)目標(biāo)火焰，發(fā)光二極管的閃爍頻率與火焰強(qiáng)度有關(guān)，即強(qiáng)度越大，閃爍頻率越快[9]。SF810探頭特性如下：

全光譜檢測(cè)：可檢測(cè)紫外線、可見光和紅外線

檢測(cè)器光譜響應(yīng)峰值920nm，檢測(cè)信號(hào)靈敏

內(nèi)置兩個(gè)冗余Modbus和Profibus，火焰實(shí)時(shí)信號(hào)檢測(cè)技術(shù)

探頭耐溫85攝氏度，光纖耐溫480攝氏度

2.2 FAU810智能分析單元

FAU810測(cè)量的火焰特性數(shù)值，包括強(qiáng)度、閃爍頻率、AC振幅、燃燒指數(shù)[9]。這些數(shù)值與在調(diào)試階段設(shè)置的引入和退出設(shè)定值相比較，如果測(cè)量值大于引入設(shè)定值，F(xiàn)AU810將選擇有火狀態(tài)，給火焰繼電器加電，在冗余串行端口提供一個(gè)有火信號(hào)[9];如果測(cè)量值低于編程的退出設(shè)定值，F(xiàn)AU810將選擇無火狀態(tài)，切斷火焰繼電器供電，在冗余串行端口提供一個(gè)無火信號(hào)[9]。因?yàn)闋t膛內(nèi)的火焰是實(shí)時(shí)變化的，在FAU810的參數(shù)設(shè)置中有一項(xiàng)為平滑濾波（Normalization），通過調(diào)節(jié)它的大小能保證火焰檢測(cè)不受瞬時(shí)變化的影響。另外，F(xiàn)AU810能一個(gè)單元容納兩個(gè)通道的火焰檢測(cè)，具體對(duì)應(yīng)到實(shí)際中就是一個(gè)單元包含一個(gè)燃燒器的煤火檢和油火檢。

FAU810智能單元特性：冗余電源和總線摩托羅拉ColdFire處理器4-20mA模擬輸出和開關(guān)量輸出多種調(diào)試手段，可以在現(xiàn)場(chǎng)也可以在電子間完成單只耗電僅3.6W，無需再?gòu)?qiáng)制散熱，且環(huán)保節(jié)能連續(xù)自檢功能保證設(shè)備的完整性和火焰信號(hào)的真實(shí)性專利技術(shù)的燃料數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)合自動(dòng)調(diào)諧功能優(yōu)化對(duì)火焰的辨別能力，信號(hào)準(zhǔn)確可靠。

2.3 DCS信號(hào)連接

FAU810智能單元如果判斷有火狀態(tài)則向DCS輸出有火信號(hào)，不僅輸出一個(gè)4-20mA模擬量信號(hào)，用于表征火焰的燃燒狀態(tài)（DCS中用百分?jǐn)?shù)表示），而且輸出一個(gè)數(shù)字量信號(hào)用于火檢保護(hù)。華能大連電廠二期每臺(tái)機(jī)組共有四臺(tái)磨煤機(jī)，如果其中一層燃燒器的6個(gè)角有四個(gè)或四個(gè)以上判斷為無火，則該層燃燒器的火檢保護(hù)動(dòng)作，磨煤機(jī)跳閘。如果四層燃燒器都判斷為無火狀態(tài)，則全火焰喪失保護(hù)動(dòng)作，發(fā)生MFT。

3 運(yùn)行情況

改造前火檢每周需要定期吹掃，維護(hù)工作量大，每年投入大量經(jīng)費(fèi)，并且火檢偷看現(xiàn)象嚴(yán)重，特別是油火檢靈敏度不高等問題經(jīng)常出現(xiàn)導(dǎo)致油槍點(diǎn)不著。經(jīng)過改造后油火檢和煤火檢都用SF810檢測(cè)探頭，提高了火檢的穩(wěn)定性。在使用中尤其要注意門檻參數(shù)的設(shè)置，只有當(dāng)檢測(cè)到的火焰強(qiáng)度和頻率都高于門檻值時(shí)才能判斷有火。如果門檻設(shè)置過高，則會(huì)發(fā)生“點(diǎn)不著火”的現(xiàn)象;如果設(shè)置的過低，則會(huì)發(fā)生偷看現(xiàn)象，增大火檢拒動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)。在冷態(tài)調(diào)試時(shí)可以預(yù)先進(jìn)行參數(shù)的設(shè)定，但是合理的參數(shù)設(shè)定需要等到熱態(tài)調(diào)試時(shí)才能確定。如表1所示以一臺(tái)燃燒器的火檢參數(shù)為例，各參數(shù)設(shè)定如下表：

如表格中所示，PULLIN為它的拉入值，DROPOUT為它的剔除值，只有強(qiáng)度和頻率同時(shí)滿足要求才能判斷為有火。采用了合理的參數(shù)設(shè)定，能大大提高火檢的檢測(cè)能力，能夠準(zhǔn)確地從眾多火焰中區(qū)分出被檢測(cè)火焰和背景火焰，在準(zhǔn)確見火的同時(shí)，有效地防止了“偷看”現(xiàn)象。改造后，火檢的靈敏度和準(zhǔn)確度有了很大的提高，準(zhǔn)確及時(shí)地反映出爐膛的燃燒狀況，為運(yùn)行值班人員調(diào)整運(yùn)行工況提供有力的依據(jù)和保障。

4 結(jié)語(yǔ)

自從華能大連電廠二期機(jī)組進(jìn)行火檢改造以來，火檢系統(tǒng)運(yùn)行良好，未發(fā)生誤動(dòng)和拒動(dòng)現(xiàn)象?；饳z保護(hù)裝置投入正常，有力的保障了機(jī)組的安全，并為運(yùn)行人員判斷燃燒工況提供了依據(jù)，因?yàn)樗饶茌敵鲆粋€(gè)數(shù)字量信號(hào)，也能輸出一個(gè)模擬量信號(hào)?？傊?jīng)濟(jì)性和安全性都有了很大的提高。

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