關(guān)于如何解決發(fā)電廠鍋爐火檢丟失

雷 鳴，林宇鵬，陳 鑫，鄭成峰，蔡 巍

（1.國能九江發(fā)電有限公司，江西 九江 332000；2.煙臺龍源電力技術(shù)股份有限公司，山東 煙臺 264006）

發(fā)電廠鍋爐作為重要的能源轉(zhuǎn)換設(shè)備，在運(yùn)行過程中存在著一系列的安全和穩(wěn)定性問題。其中，火檢丟失現(xiàn)象是常見的一種問題，嚴(yán)重威脅著鍋爐的安全運(yùn)行。因此，解決火檢丟失問題對于確保發(fā)電廠鍋爐的穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要。文章通過對火檢丟失問題進(jìn)行深入分析，提出相應(yīng)的控制策略和解決方法，以期改善鍋爐的火檢情況。

1 發(fā)電廠鍋爐運(yùn)行現(xiàn)狀分析

當(dāng)下，煤炭仍然是我國電廠鍋爐主要的燃料來源。雖然近年來積極推廣和利用可再生能源，如風(fēng)能、太陽能等，但由于煤炭資源豐富且價格相對較低，在能源結(jié)構(gòu)中仍占據(jù)主導(dǎo)地位。煤炭作為主要燃料之一，在燃燒過程中會產(chǎn)生大量的煙塵、二氧化硫和氮氧化物等污染物。為了減少煤炭燃燒過程中的環(huán)境污染，我國已經(jīng)實施了一系列強(qiáng)制性的排放標(biāo)準(zhǔn)，并采取了一系列的污染物控制技術(shù)手段，如煙氣脫硫、脫硝、除塵等，以減少對環(huán)境的不良影響。同時為了提高發(fā)電廠鍋爐的能源利用效率，節(jié)約能源資源，減少溫室氣體排放，我國推動了能源管理、優(yōu)化鍋爐運(yùn)行等措施。采用高效鍋爐、余熱回收技術(shù)和能量管理系統(tǒng)等手段，實現(xiàn)了對高溫?zé)煔庵械臒崮艿挠行Ю?，減少了能源消耗和排放。除此之外，為適應(yīng)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整和環(huán)境保護(hù)的需要，我國大力推動電廠鍋爐技術(shù)創(chuàng)新和發(fā)展，例如，燃料改進(jìn)、煤粉噴射燃燒技術(shù)、流化床燃燒技術(shù)等都在不斷探索和應(yīng)用，以提高煤炭燃燒效率，降低排放污染。總體來說，我國電廠鍋爐在煤炭燃燒過程中仍面臨著一系列環(huán)境問題，但通過一系列污染控制技術(shù)的引入和應(yīng)用，以及高效能利用與技術(shù)創(chuàng)新的推動，鍋爐的燃燒效率正在逐步提高，減少了對環(huán)境的污染，確保了電力生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展。

2 火焰檢測器的組成及工作原理

2.1 火焰檢測器的組成

火焰檢測器通過將探頭感應(yīng)到的光信號進(jìn)行傳輸和處理，可以準(zhǔn)確地檢測到周圍環(huán)境中的火焰狀況，并發(fā)出相應(yīng)的信號。這種火焰檢測器在工業(yè)領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用，用于對火焰進(jìn)行實時監(jiān)測和自動報警?；鹧鏅z測器主要由以下部件組成，共同構(gòu)成了一套有機(jī)整體。火檢光纖多位于內(nèi)導(dǎo)管內(nèi)，而外導(dǎo)管是對內(nèi)導(dǎo)管的一種支撐和引導(dǎo)作用。

（1）內(nèi)導(dǎo)管：內(nèi)導(dǎo)管是一根負(fù)責(zé)保護(hù)和引導(dǎo)光纖的管道。它通常由耐高溫、耐腐蝕的材料制成，以確保光纖在監(jiān)測火焰時的安全性和可靠性。

（2）外導(dǎo)管：外導(dǎo)管是位于內(nèi)導(dǎo)管外部的另一層管道，具有引導(dǎo)和支撐的作用。它通常由耐高溫、耐腐蝕的材料制成，以提供額外的保護(hù)和穩(wěn)定性。

（3）光導(dǎo)纖維：光導(dǎo)纖維是用于傳輸光信號的纖維線束，通常由光纖材料制成。它通過將傳感器部分（探頭）與變送器部分連接起來，將捕獲到的光信號傳遞給電路進(jìn)行處理。

（4）探頭：探頭位于火焰檢測器的末端，用于捕獲周圍環(huán)境中的光信號。當(dāng)火焰存在時，它能夠捕獲到火焰產(chǎn)生的特定波長的光信號，并將其傳遞給光纖進(jìn)行傳輸。

（5）帶微處理器的光電放大電路的變送器：這是火焰檢測器中的關(guān)鍵組件，用于接收光纖傳輸?shù)男盘?，并進(jìn)行信號放大和處理。它通常還用于進(jìn)行故障監(jiān)測、校準(zhǔn)和其他功能的電子電路。

2.2 火檢的工作原理

當(dāng)爐腔內(nèi)燃料燃燒產(chǎn)生光線時，光線通過火檢探頭前部的凸透鏡片，光信號通過光導(dǎo)纖維傳輸?shù)交饳z探頭的外部。在火檢探頭內(nèi)部，光信號被接收并轉(zhuǎn)換為與火焰強(qiáng)度成正比的電脈沖信號。這通常通過硅光電池或其他類似器件來實現(xiàn)。接收到電脈沖信號后，信號處理器將其轉(zhuǎn)換為4～20 mA模擬量信號和無源開關(guān)量信號。4～20 mA模擬量信號可以用于連續(xù)檢測火焰的強(qiáng)度，而無源開關(guān)量信號通常用于邏輯運(yùn)算或向FSSS（火焰監(jiān)控系統(tǒng)）傳遞信號。經(jīng)過電纜傳輸，模擬量信號被送到操作員站進(jìn)行監(jiān)測和顯示，而開關(guān)量信號則被發(fā)送到FSSS系統(tǒng)進(jìn)行邏輯運(yùn)算，以實現(xiàn)自動報警或其他應(yīng)用。通過這個工作原理，火焰檢測器能夠捕捉爐腔內(nèi)的火焰信號，并將其轉(zhuǎn)換為電信號，以便進(jìn)行監(jiān)測、控制和報警。這種火焰檢測器在工業(yè)環(huán)境中被廣泛應(yīng)用，以提高生產(chǎn)安全性，保護(hù)設(shè)備免受火災(zāi)等潛在危險。

3 發(fā)電廠鍋爐火檢丟失的問題分析

發(fā)電廠鍋爐火檢丟失是一個非常嚴(yán)重的問題，可能導(dǎo)致火災(zāi)發(fā)生和安全事故發(fā)生。造成火檢丟失的因素具體如下。

3.1 觀火孔結(jié)焦

在鍋爐運(yùn)行過程中頻繁變換煤種，并且未能及時調(diào)整燃燒方式導(dǎo)致爐膛結(jié)焦，遮擋了火焰檢測系統(tǒng)的觀火孔，使得火焰檢測受阻，從而無法準(zhǔn)確觀測到燃燒火焰的情況。此外，爐膛結(jié)焦堵塞了觀火孔時，如果爐膛內(nèi)部的燃燒過程出現(xiàn)異常，可能會導(dǎo)致火焰蔓延失控，引發(fā)火災(zāi)事故，對設(shè)備和人員造成重大損失。

3.2 探頭污染

一方面，如果火焰檢測系統(tǒng)的探頭被污染，會影響光信號的傳輸和捕捉，使火焰檢測器無法準(zhǔn)確捕捉到火焰信號。進(jìn)而導(dǎo)致火檢丟失或誤報火警，從而影響對火災(zāi)的及時發(fā)現(xiàn)和處理。另一方面，探頭污染會降低火焰檢測器的靈敏度，使其對火焰信號的感應(yīng)能力減弱。在一定程度上會導(dǎo)致無法檢測到火焰的弱光信號或延遲檢測時間，從而增加火災(zāi)蔓延的風(fēng)險。

3.3 火檢放大器故障

由于維修工作不足，以及熱維修技術(shù)人員對放大器的檢測性能缺乏了解，可能導(dǎo)致火檢放大器故障的問題。長期使用會增加放大器故障的風(fēng)險，并且無法及時發(fā)現(xiàn)和修復(fù)問題。當(dāng)檢測放大器發(fā)生故障時，直接更換為新的型號，若熱維修技術(shù)人員不了解新型號的性能和調(diào)試方法，采用錯誤的調(diào)試操作，從而進(jìn)一步損壞放大器或影響其正常工作。

3.4 火檢光纖燒毀

通常在實際工作過程中，多數(shù)使用外窺視火檢系統(tǒng)，光纖工作面較為直接，正對觀火孔，往往在鍋爐正常運(yùn)轉(zhuǎn)時，出現(xiàn)燃燒失衡狀態(tài)，導(dǎo)致膛內(nèi)正壓過高，加之輻射過熱，一旦不能及時灌輸冷卻風(fēng)，極易燒毀光纖。

4 控制火檢丟失對策及解決方法

4.1 定期維護(hù)和檢修

首先，定期檢查和清理火焰檢測器的探頭和光導(dǎo)纖維，確保它們沒有污垢、灰塵或其他物體的堆積。這樣可以保證光線的傳輸和接收的準(zhǔn)確性。其次，定期檢查火焰檢測器的零部件，如硅光電池、光源等，是否出現(xiàn)老化和損壞。必要時要及時更換這些部件，以保持火焰檢測器的正常工作狀態(tài)。此外，定期對火焰檢測器進(jìn)行校準(zhǔn)和測試，確保其靈敏度和準(zhǔn)確性。這可以通過使用標(biāo)準(zhǔn)火焰源進(jìn)行測試，然后進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整和校準(zhǔn)來實現(xiàn)。最后，記錄火焰檢測器的維護(hù)和檢修情況，包括維護(hù)日期、維護(hù)人員、維護(hù)內(nèi)容等?？偟膩碚f，定期維護(hù)和檢修火焰檢測系統(tǒng)是確保其正常運(yùn)行和預(yù)防火檢丟失的重要措施。通過清潔探頭和光導(dǎo)纖維、檢查和更換老化部件、校準(zhǔn)和測試，以及記錄維護(hù)情況，可以保持火焰檢測器的良好狀態(tài)，并提高可靠性和準(zhǔn)確性。

4.2 減少鍋爐折焰角積灰

首先，合理控制燃燒工藝，使燃料在鍋爐內(nèi)充分燃燒，減少未燃燒物質(zhì)的生成。適當(dāng)調(diào)整燃燒風(fēng)量、進(jìn)料量和燃燒溫度等參數(shù)，保證高效率燃燒。其次，選擇合適的燃燒器和噴嘴，確保燃燒器的穩(wěn)定性和可靠性。定期維護(hù)和清洗燃燒設(shè)備，避免堵塞和積灰現(xiàn)象的發(fā)生。同時，定期清理鍋爐內(nèi)的灰渣和積塵，保持鍋爐內(nèi)部的清潔。使用合適的清灰設(shè)備和除塵裝置，有效去除燃燒產(chǎn)生的灰渣和顆粒物。此外，考慮鍋爐結(jié)構(gòu)和布局的合理性，減少折焰角的形成和灰渣積聚的機(jī)會。通過調(diào)整鍋爐內(nèi)部的流動特性，使灰渣能夠順利排出，減少積灰的可能性。最后，定期對鍋爐進(jìn)行運(yùn)行監(jiān)測和檢查，及時發(fā)現(xiàn)問題并解決。通過監(jiān)測鍋爐的燃燒狀態(tài)、溫度、排煙等參數(shù)，可以提前預(yù)防和處理折焰角積灰的情況。通過以上措施的綜合應(yīng)用，可以有效減少鍋爐折焰角積灰的問題，提高鍋爐運(yùn)行的效率和可靠性，并降低設(shè)備故障和事故的發(fā)生率。

4.3 提升運(yùn)行技術(shù)調(diào)整精益化

要提升鍋爐的運(yùn)行技術(shù)并實現(xiàn)精益化，應(yīng)制定詳細(xì)的操作程序和標(biāo)準(zhǔn)，確保操作人員按照標(biāo)準(zhǔn)化流程進(jìn)行操作。這有助于避免人為錯誤，提高操作的可靠性和一致性。同時，采用先進(jìn)的監(jiān)測技術(shù)，如遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)，實時監(jiān)測鍋爐的運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù)，及時發(fā)現(xiàn)問題并進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。這有助于改善燃燒效率、減少能耗和排放。合理選擇燃料種類和質(zhì)量，確保供應(yīng)可靠和穩(wěn)定。進(jìn)行燃燒參數(shù)調(diào)整，使得燃料與空氣充分混合，提高燃燒效率和熱能利用率等。這類措施將有助于提高鍋爐的能效、環(huán)保性能和安全可靠性，降低能源消耗和排放，提升生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益。

總而言之，對于發(fā)電廠鍋爐火檢丟失的問題，需要綜合考慮硬件設(shè)備故障、布置、煙塵影響等多方面的因素，并采取相應(yīng)的措施進(jìn)行預(yù)防和修復(fù)，以確保火焰檢測器的正常工作，降低火災(zāi)發(fā)生率。同時，也需要持續(xù)加強(qiáng)培訓(xùn)，提高操作人員對火檢系統(tǒng)的重視和有效運(yùn)用。

5 案例探討

哈爾濱鍋爐廠有限責(zé)任公司的兩臺鍋爐在投運(yùn)以來出現(xiàn)了一些問題，影響了鍋爐的安全穩(wěn)定運(yùn)行。為了解決這些問題，公司進(jìn)行了鍋爐整改工作，并在2016年對#2爐進(jìn)行了噴口改造。然而，改造后仍然出現(xiàn)了多次爐腔前墻或后墻失去火焰檢測、投油穩(wěn)燃以及嚴(yán)重情況下的煌火事件。2018年10月再次對#2爐的二次風(fēng)噴口進(jìn)行了改造，以提升鍋爐的燃燒穩(wěn)定性。然而，在改造后的運(yùn)行中，仍然出現(xiàn)了前后墻大部分火檢強(qiáng)度下降至20%左右、投油穩(wěn)燃的情況。

5.1 問題分析及改進(jìn)措施

5.1.1 鍋爐火檢強(qiáng)度大幅減弱現(xiàn)象

腔內(nèi)負(fù)壓無明顯晃動、投入油槍助燃之后負(fù)荷上升、前墻火檢減弱后，后墻火檢穩(wěn)步提升等?；饳z強(qiáng)度的減弱可能是由于爐腔內(nèi)燃燒不充分，導(dǎo)致火焰高度不穩(wěn)定或火焰局部熄滅。這可能與噴口設(shè)計不當(dāng)、燃燒參數(shù)調(diào)整不合理、燃料質(zhì)量差等有關(guān)。需要注意的是，火焰強(qiáng)度減弱的原因可能有多種，可能需要結(jié)合具體情況進(jìn)行綜合分析和解決。建議與專業(yè)的鍋爐設(shè)備供應(yīng)商、技術(shù)人員或?qū)＜疫M(jìn)行詳細(xì)的討論和咨詢，以找到針對該問題的最佳解決方案。

5.1.2 火焰存在“偷看”情況

在鍋爐運(yùn)行過程中，火焰的“偷看”現(xiàn)象指的是火焰通過火檢系統(tǒng)之外的縫隙或間隙逸出，導(dǎo)致火檢系統(tǒng)無法正確檢測到火焰狀態(tài)和位置?；鹧娲嬖凇巴悼础钡那闆r可能會影響鍋爐的安全運(yùn)行，因為火焰的正常檢測是鍋爐自動控制和保護(hù)系統(tǒng)的重要組成部分。如果火焰逸出、“偷看”，可能導(dǎo)致控制系統(tǒng)誤判火焰是否存在，從而導(dǎo)致不正確的控制和保護(hù)動作，甚至引發(fā)安全事故。針對火焰存在“偷看”的問題，需要對鍋爐結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢查和修復(fù)，優(yōu)化火檢系統(tǒng)，加強(qiáng)系統(tǒng)的維護(hù)，并加強(qiáng)運(yùn)行人員的培訓(xùn)和監(jiān)督。通過這些措施的綜合應(yīng)用，可以有效解決火焰“偷看”問題，確保鍋爐的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

5.1.3 火檢探頭卡澀

由于長期工作在高溫環(huán)境下，保護(hù)套管可能會發(fā)生變形，導(dǎo)致火檢探頭難以插回原位。這種情況下，可以松開固定在爐墻上的外套管頂絲，將外套管向外拉，以便更輕松地將內(nèi)套管插回到位。并且燃燒器的擺角和二次風(fēng)門擋板位置可能會導(dǎo)致火檢探頭卡澀。為了解決這個問題，可以考慮在風(fēng)道內(nèi)外導(dǎo)管中部加裝支架，以確保外導(dǎo)管的彎曲度適當(dāng)。同時，在計算擺角時要留出足夠的伸縮余量，使外導(dǎo)管的角度大于120°。這樣可以確保不影響擺角的調(diào)整并保證火檢設(shè)備的正常檢測。定期的維護(hù)和檢修也是解決火檢探頭卡澀問題的重要措施。定期清潔和校準(zhǔn)火檢探頭，并確保探頭周圍環(huán)境的清潔，有助于防止卡澀問題的發(fā)生?？傊饳z探頭卡澀可能是由于保護(hù)套管變形、燃燒器擺角和二次風(fēng)門擋板位置等因素造成的。通過實施適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和維護(hù)措施，可以解決這個問題并確?；饳z設(shè)備的正常運(yùn)行。

5.2 實施效果

實施控制策略后，觀察燃燒過程中的下沖情況，確?；鹧娴姆€(wěn)定和延燃。但仍需根據(jù)具體情況采取實際的應(yīng)對方案。

6 總結(jié)

通過對發(fā)電廠鍋爐火檢丟失問題的分析和研究，提出了一系列控制策略和解決方法，并對實施效果進(jìn)行了評估。研究結(jié)果表明，通過調(diào)整燃燒行程、減少媒質(zhì)變化、提升運(yùn)行技術(shù)精益化，以及減少折焰角積灰等措施，能夠有效解決鍋爐火檢丟失問題，提高鍋爐運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。