D—LX100型火焰檢測器在WK70/1燃燒器上的使用

汪忠建

摘 要：新疆天業(yè)集團(tuán)化工公司擁有三套生產(chǎn)片堿的熔鹽爐設(shè)備，具有年產(chǎn)量18萬噸片堿的產(chǎn)能。該三套設(shè)備均是由瑞士博特公司進(jìn)行設(shè)計、制造、安裝。其中燃燒器使用的是威索公司生產(chǎn)的WK70/1型，在此，筆者主要介紹D-LX100型火焰檢測器在該燃燒器上的使用，及該火焰檢測器的原理。

關(guān)鍵詞：DUARG；D-LX100；火焰檢測器；WK70/1燃燒器；原理

1 概 述

D-LX100一體化火焰檢測器包括一個控制單元和一個光學(xué)火焰?zhèn)鞲衅鳌＿@種火焰檢測器適用于檢測多種燃料和多種燃燒技術(shù)的火焰，特別適合單燃燒器火焰的檢測。可廣泛應(yīng)用與供熱站、化工流程或燃?xì)庀到y(tǒng)。

D-LX100一體化火焰檢測器內(nèi)部帶有兩個并行工作的微處理器，配以相應(yīng)的硬件和軟件，具有高度安全性和可靠性。其硬件設(shè)計遵循了與電磁兼用有關(guān)的歐盟條例和法律。

為了精確地檢測不通燃燒條件下不同類型的火焰，提供了5種不同型號可供選用，其感光范圍分別在紫外UV和紅外IR區(qū)域。我廠應(yīng)用的為紫外UV，型號為：

火焰檢測器的火焰識別門限可通過前面板上的一個按鍵開關(guān)設(shè)為十個不同的數(shù)值之一。火焰檢測器的安全時間指火焰檢測器切斷火焰信號輸出前的延時時間，出廠值為1s。

D-LX100的控制單元包括以下基本功能塊（圖1）：

（1）雙通道微處理器系統(tǒng)控制和監(jiān)視火焰檢測器的功能。

（2）集成的火焰?zhèn)鞲衅鲙в锌扉T驅(qū)動用于實現(xiàn)自檢。

（3）動態(tài)驅(qū)動的故障繼電器K1；內(nèi)部工作電壓和所有的關(guān)系安全的硬件功能都被監(jiān)視。

（4）帶有自檢電路的火焰繼電器。

（5）可編程的火焰識別門限。

（6）用于指示工作狀態(tài)、火焰信號或故障信號的LED。

（7）4-20（或0-20）mA的模擬量輸出用于火焰強(qiáng)度的外部指示。

2 功能框圖

3 功能描述

一體化火檢中集成的光學(xué)火焰?zhèn)鞲衅魇褂貌煌母泄庠硪娷嚥煌庾V范圍的火焰。這些傳感器使用不同的半導(dǎo)體感光元件分別檢測從紫外UV-A到紅外的光譜成分。來自感光元件的信號通過一個放大器并濾除直流（非動態(tài)）光信號。放大器的增益可設(shè)置到兩個不同的等級。經(jīng)過放大器后，信號通過一個高通濾波器和一個脈沖轉(zhuǎn)換電路。

DURAG也可提供使用UV感光泡的D-LX100火焰檢測器，它適用于檢測波長很短的UV-C波段的火焰。在這一波段中沒有必要抑制任何非動態(tài)信號。因此可用于檢測含有很高直流成分的火焰。由于UV感光泡的工作特性，也不需要為這種火檢安裝放大器、高通濾波器或脈沖產(chǎn)生電路。通過供電電源和一個RC復(fù)位電路，感光泡自身即可產(chǎn)生脈沖。

集成火焰?zhèn)鞲衅魉a(chǎn)生脈沖的頻率反應(yīng)了火焰的強(qiáng)度，傳送到微處理器系統(tǒng)中，根據(jù)所設(shè)置的火焰識別門限的高低來觸發(fā)火焰的有/無信號ON/OFF。

火焰信號有三種表達(dá)方式：①一個故障安全性繼電器觸點K2；②前面板上一個綠色的LED；③一個電流輸出用于顯示火焰的強(qiáng)度。

工作備好和故障狀態(tài)兩個開關(guān)量信號都通過K1故障繼電器的觸點輸出，并點亮前面板上的黃色（備好）或紅色（故障）LED。

DURAGD-ZS087-20數(shù)字顯示表可插在前面板的插孔上。它將火焰強(qiáng)度的脈沖信號按0到4095脈沖/秒來顯示，并可進(jìn)一步幫助設(shè)定適當(dāng)?shù)幕鹧孀R別門限。

4 自 檢

D-LX100一體化火焰檢測器為故障安全型并具有自檢功能，符合火焰檢測設(shè)備的歐洲EN標(biāo)準(zhǔn)。上電后，火焰檢測器即進(jìn)行自檢并在連續(xù)運行過程中反復(fù)進(jìn)行。

在連續(xù)運行過程中，任何會危機(jī)火檢安全功能的元器件故障都必須觸發(fā)火檢的故障停機(jī)。因此D-LX100采用了雙通道的微處理器系統(tǒng)。這一系統(tǒng)控制所有的功能和自檢，并監(jiān)視所有關(guān)系安全的計時順序。輸入輸出狀態(tài)被單獨檢查并與微處理器進(jìn)行比較。只有他們一致的情況下才繼續(xù)進(jìn)行。

只有火檢的控制器指示為flame ON，內(nèi)部集成的傳感器即自動處于被監(jiān)視的狀態(tài)。通過在每秒周期內(nèi)的0.2s時間間隔內(nèi)激活一個快門shutter來實現(xiàn)這一監(jiān)視功能。所有的快門shutter是一個可將感光元件與后續(xù)電路隔離的三極管。但對D-LX100UL而言，則采用了一個長壽命的機(jī)械快門來周期地隔斷從感光元件到電路的通路。通過周期性地中斷感光信號來模仿火焰的消失。在這0.2s的時間內(nèi)由于感光信號被中斷，必然使此時的火焰信號與進(jìn)行火焰檢測的0.8s相比顯著減少。如果硬件出現(xiàn)問題，此時的火焰信號就不會明顯減少，經(jīng)過8個這樣的周期，即8s后，就會觸發(fā)火檢的故障停機(jī)。

如果有火信號flameON消失，對傳感器的自檢也停止。

5 故障指示

如果內(nèi)部自檢在安全相關(guān)的軟件和硬件中發(fā)現(xiàn)了故障，就會觸發(fā)故障停機(jī)和內(nèi)部自鎖。火焰信號繼電器、工作正常和故障信號繼電器都處于釋放狀態(tài)，前面板上紅色的LED開始閃爍，K1觸點指示當(dāng)前故障。

紅色LED自己閃爍5次，之后黃色LED開始與紅色LED一起閃爍。黃色LED閃爍的次數(shù)便對應(yīng)了故障類型。操作人員可通過故障類型精確地分析故障的來源。可指示的故障來源如表1所示。

通過按動D-LX100前面板上的復(fù)位按鈕可確認(rèn)故障并使重新啟動后火焰檢測功能繼續(xù)進(jìn)行。如果供電中斷或復(fù)位按鈕按下，不論火檢狀態(tài)如何，各繼電器都被釋放。火檢程序重新啟動。

6 總結(jié)語

Durag廠家的D-LX100型一體化火焰檢測器在我廠的應(yīng)用效果很好，有很高的安全性能，而且可通過調(diào)節(jié)火焰門限實現(xiàn)對現(xiàn)場火焰的檢測，適用于各種條件下。在連接D-ZS087-20數(shù)字顯示表后，火焰強(qiáng)度可以很直觀的顯示出來，通過該表顯示的脈沖信號來調(diào)試火焰監(jiān)測器的安裝角度能夠很好的實現(xiàn)火焰檢測的最大化。通過LED的閃爍能夠很快確定故障的信息，有助于對故障的檢查。所以該型號一體化火焰檢測器被廣泛應(yīng)用在各種情況下的火焰檢測。