UVISOR火焰檢測系統在華能大連電廠的應用

金鵬

摘 要：本文介紹了UVISOR火焰檢測系統在華能大連電廠的應用，詳細闡述了UVISOR火焰檢測系統的組成和原理。并就該套產品在實際中的使用情況進行了介紹。

關鍵詞：火焰檢測系統;燃燒器;鍋爐;火檢保護

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

1 引言

華能大連電廠二期機組鍋爐為英國BABCOCK公司生產，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，固態(tài)排渣，半露天Π型[5]。鍋爐配有四臺中速MPS-89G型磨的正壓直吹式制粉系統，前后墻各有二層每層六臺共24臺低NOX軸向旋流燃燒器[5]。每臺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，存在老化，定期吹掃，設備不穩(wěn)定等諸多弊端，于是將兩臺爐的火檢系統改造成ABB公司的UVISOR火焰檢測系統，在實際使用中具有維護量小，信號穩(wěn)定等優(yōu)點，取得了良好的效果。

2 UVISOR火焰檢測系統的組成和原理

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

其中，單臺機組共有42個SF810火檢探頭（對應24個燃燒器與18個大油槍），21個FAU810火焰分析單元（一個FAU810可以容納兩個通道）。使用時，SF810檢測的火焰信號傳輸給火焰分析單元，經過它的計算（主要是與門檻值進行比較），判斷有火或無火信號，傳輸給DCS。

2.1 SF810火檢探頭

SF810由較小的圓形鋁制殼體構成（防爆），在其內部安裝了電路板，電纜通過側孔進入機殼，在電纜端子的一側裝有一個二極管，幫助用戶將設備瞄準目標火焰，發(fā)光二極管的閃爍頻率與火焰強度有關，即強度越大，閃爍頻率越快[9]。SF810探頭特性如下：

全光譜檢測：可檢測紫外線、可見光和紅外線

檢測器光譜響應峰值920nm，檢測信號靈敏

內置兩個冗余Modbus和Profibus，火焰實時信號檢測技術

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測量的火焰特性數值，包括強度、閃爍頻率、AC振幅、燃燒指數[9]。這些數值與在調試階段設置的引入和退出設定值相比較，如果測量值大于引入設定值，FAU810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有火信號[9];如果測量值低于編程的退出設定值，FAU810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無火信號[9]。因為爐膛內的火焰是實時變化的，在FAU810的參數設置中有一項為平滑濾波（Normalization），通過調節(jié)它的大小能保證火焰檢測不受瞬時變化的影響。另外，FAU810能一個單元容納兩個通道的火焰檢測，具體對應到實際中就是一個單元包含一個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模擬輸出和開關量輸出多種調試手段，可以在現場也可以在電子間完成單只耗電僅3.6W，無需再強制散熱，且環(huán)保節(jié)能連續(xù)自檢功能保證設備的完整性和火焰信號的真實性專利技術的燃料數據庫結合自動調諧功能優(yōu)化對火焰的辨別能力，信號準確可靠。

2.3 DCS信號連接

FAU810智能單元如果判斷有火狀態(tài)則向DCS輸出有火信號，不僅輸出一個4-20mA模擬量信號，用于表征火焰的燃燒狀態(tài)（DCS中用百分數表示），而且輸出一個數字量信號用于火檢保護。華能大連電廠二期每臺機組共有四臺磨煤機，如果其中一層燃燒器的6個角有四個或四個以上判斷為無火，則該層燃燒器的火檢保護動作，磨煤機跳閘。如果四層燃燒器都判斷為無火狀態(tài)，則全火焰喪失保護動作，發(fā)生MFT。

3 運行情況

改造前火檢每周需要定期吹掃，維護工作量大，每年投入大量經費，并且火檢偷看現象嚴重，特別是油火檢靈敏度不高等問題經常出現導致油槍點不著。經過改造后油火檢和煤火檢都用SF810檢測探頭，提高了火檢的穩(wěn)定性。在使用中尤其要注意門檻參數的設置，只有當檢測到的火焰強度和頻率都高于門檻值時才能判斷有火。如果門檻設置過高，則會發(fā)生“點不著火”的現象;如果設置的過低，則會發(fā)生偷看現象，增大火檢拒動的風險。在冷態(tài)調試時可以預先進行參數的設定，但是合理的參數設定需要等到熱態(tài)調試時才能確定。如表1所示以一臺燃燒器的火檢參數為例，各參數設定如下表：

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

4 結語

自從華能大連電廠二期機組進行火檢改造以來，火檢系統運行良好，未發(fā)生誤動和拒動現象。火檢保護裝置投入正常，有力的保障了機組的安全，并為運行人員判斷燃燒工況提供了依據，因為它既能輸出一個數字量信號，也能輸出一個模擬量信號。總之，經濟性和安全性都有了很大的提高。

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