300MW锅炉火焰检测系统使用情况及改进

电力18讯：    彭城发电厂2×300MW机组锅炉为东方锅炉厂制造的亚临界自然循环汽包炉，配有五台ZGM―95G型中速磨煤机，采用四角切圆直流燃烧方式。每角的燃烧器分为上下两组，上组由4层二次风喷嘴和2层一次风（煤粉）喷嘴组成，下组由4层二次风喷嘴和3层一次风喷嘴组成，每角燃烧器配有三层轻油油枪，放在相应的二次风喷嘴中。火焰监视系统使用的是美国FORNEY公司提供的DETECTOR型火检。采用二级点火（三层轻油直接点燃煤粉）。相应火焰检测设备为：五层煤20个红外线煤火检，三层油12个紫外线油火检。煤火检探头外罩位于二次风箱喷嘴内，并直接焊在离喷嘴端面1英寸的喷嘴上。油火检探头外罩位于带油枪的二次风风箱喷嘴内。检测器探头的冷却风由两台火检冷却风机提供，每台风机出口风压为7963pa，设计流量为850立方米/小时，火检及火检冷却风机都由美国供应商配套供给。火检安装位置由锅炉厂家提供有关燃烧数据，由火检供应商确定。自96年投入使用以来，火检检测器件虽然均能检测锅炉燃烧状况，灭火保护动作正确率100%，未发生过误动与拒动，较好地实现了防止锅炉灭火爆炸的功能,但是由于火检系统还存在一些缺陷，影响了运行安全，增加了维修工作量。

⒈火检的组成及工作原理
    每个角的火检由两个部分组成，安装在锅炉上的探头部分和位于FSSS逻辑柜的电子处理机架。
    探头部分由探头头、刚性管、扰性金属管及探头板安装室组成。探头组件由探头罩、凸透镜片、石英光纤、火检筒体、火检控制板、冷却风管、锁紧件等组成。
    火检工作原理如下：凸透镜头、光纤将火焰发出的光信号传递到火检探头的光电二极管上，光电二极管将包含火焰强度与频率的光信号转变成电压信号后由火检探头板内的鉴频鉴幅电路处理，经过放大、滤波、比较后输出一个0-10V直流电压信号给火检控制板，火检控制板除为火检探头提供电源外，还将火检探头送来的直流电压信号与其内部设定值比较，若信号值大于设定值则输出一个有火的开关量信号，否则不输出信号。送出的有火信号进入FSSS逻辑柜的检测器机架。对于煤粉，当一层四个角中有三个角或三个角以上检测不到火焰时，则认为该层无火。所有层都无火时，全炉膛灭火保护动作，MFT信号发出。

⒉调试及使用情况
   1996年9月1号机组调试期间，发现锅炉冷态启动时，投入油枪后，紫外线检测器检测不到火焰。虽然反复对频率及强度的设置值进行调整，效果仍不理想，后分析认为凸透镜头、光纤采集的火焰光过强而造成火检探头放大电路过饱和，检测不到火焰，后通过采用调节凸透镜头焦点与光纤端面距离,降低光通量以及加装遮光片，增大放大电路输入阻抗等措施后，油火检可以检测到火焰，但是其灵敏度不高，当工况发生变化或油枪着火不良时，有时仍不能检测到火焰。与此相反，煤火检之间及煤火检对油火焰偷看现象比较严重，只要炉膛存在火焰，或相邻的油枪运行时，大多能检测到火焰。

⒊主要问题分析及改进
    经过几年的运行使用，热控维修人员对火焰检测系统有了较深入的了解，加强了检测器的维护，确保了炉膛灭火检测是正确性，有效地防止了炉膛灭火爆炸事故。
①火检频繁烧毁的原因及改进
    投产以来，火检光纤与凸透镜头被高温烧坏严重，至使维护成本偏高。火检光纤与凸透镜头对环境温度的要求比较高，根据有关资料介绍，火检探头不能连续暴露在超过176℃的温度中，当冷却风温度低于49℃时，每个探头至少需要16.98立方米/小时风量冷却，要求冷却风与炉膛的差压达到足够的数值。经过测试，火检冷却风机出口风压不低于7465Pa,最高一层火检冷却镜头及光纤的冷却风管出口冷却风速不低于30m/s,每根火检的冷却风量为25-30立方米/小时，不低于设计值。虽然火检冷却风机冷却风量是足够的，但实际情况表明在气温较高时各火检冷却风量仍不足。其次火检探头安装位置距煤粉喷嘴较近，距二次风喷嘴端面只有25MM，此外已发现煤粉喷嘴有烧坏的现象，可见此处的温度较高，不能满足探头对温度环境要求。另外目前锅炉用燃煤的品质比设计的煤种不一样，挥发分与低位发热值比设计值偏高，煤粉着火有提前的现象。进一步影响了火检的降温需要。为了解决这个问题，已采取了以下措施：一是对火检进行改型，加大探头冷却通道截面，改进探头结构，将原来阻碍冷却风流通的单面切圆、螺丝固定镜头大半周通风方式改为四条导轨固定镜头、全周通风方式。在探头镜片前形成较厚的冷却风风帘，减少辐射热，防止煤粉回卷进入探头内。二是将冷却风机的滤网的最里层的纸质滤网去除，保留外层海棉和二层钢丝过滤层，降低入口阻力，风机出口风压有了提高。三是根据燃煤现状，适当提高一次风的风速，延缓着火时间，一方面保护煤粉喷嘴，一方面降低火检探头的环境温度。四是将火检探头的位置向里缩25MM左右，进一步改善探头的环境。
②红外线煤火检偷看的<