鍋爐火焰檢測系統改造

曾 春

（湛江電力有限公司 廣東湛江）

一 、爐膛火焰檢測系統工作狀況

爐膛火焰檢測系統在爐膛點火時，檢查4只輕油槍火檢系統運行良好，著火信號開關量正常，著火信號強度正常，強度為100%。投運第一層（A層）煤層運行，第一層煤火檢著火信號開關量正常，著火信號強度正常在100%附近變化，隨后投第二層（B層）煤層運行，負荷升到60 MW左右，第二層煤火檢著火信號開關量正常，著火信號強度正常在100%附近變化。負荷升到100 MW左右，第一層、第二層煤火檢運行正常，投運第三層（C層）煤層運行，負荷升到150 MW左右，第三層煤火檢著火信號開關量正常，著火信號強度正常在100%附近變化，第一層、第二層、第三層煤火檢運行正常。負荷升到200 MW時，發現第二層B3煤火檢著火信號強度有波動，在60%～100%之間變化，著火信號開關量正常，負荷繼續升高到300 MW，發現C1，B1煤火檢著火信號強度有波動，在60%～100%之間變化，著火信號開關量正常。跟蹤觀察發現負荷低時（150 MW），煤火檢著火信號開關量正常，著火信號強度正常在100%附近變化，負荷升高時（200 MW），煤火檢著火信號開關量正常，個別煤火檢著火信號強度有波動在60%～100%之間變化。隨著負荷升高，火檢強度模擬量信號反而逐漸降低，甚至出現火檢信號無火報警。為了滿足火檢信號強度，有時通過調整燃燒器擺角來實現，這又無法滿足主蒸汽溫度要求，導致4#鍋爐煙煤改造后火檢保護一直未能投入，鍋爐運行存在較大隱患。

二、爐膛火焰檢測系統情況原因分析

針對爐膛火焰檢測系統工作狀況，經過半年多的對比跟蹤分析，發現4#鍋爐煙煤改造后，剛開始點火及低負荷時，火檢強度模擬量信號及開關量信號都工作正常。爐膛火焰檢測系統隨著鍋爐負荷升高，煤量、配風隨之增大，鍋爐燃燒中心上移，煤火焰發生變化，火焰初始燃燒區前移，火檢光纖視角未變，因火焰燃燒區逐漸遠離火檢光纖視角檢測區域，引起火檢信號強度波動，即隨著鍋爐負荷升高，火檢強度模擬量信號反而逐漸降低，甚至出現火檢信號無火報警情況。進一步查找資料深入分析，認為火檢系統光纖在二次風口安裝時，有一個向下的視角，東方鍋爐廠設計的火檢觀火角度為15°，初步判斷為火檢光纖視角角度過大是引起火檢檢測系統不能正常工作，從而引起火檢強度模擬量波動的主要原因。

三、爐膛火焰檢測系統改造措施

根據爐膛火焰檢測系統運行情況的分析，與東方鍋爐廠及FORNY火檢系統供貨商技術人員進行充分協商，認為火檢系統光纖視角角度過大是引起火檢檢測系統不能正常工作的主要原因。決定將火檢光纖視角角度進行調整，建議由原來的15°改為5～8°，即將4#鍋爐原火檢光纖安裝墊塊（確定火檢觀察角度）拆除，由FORNY火檢系統供貨商重新提供火檢光纖安裝墊塊，以滿足火檢觀察視線與燃燒器中心線相交成5～8°的角度需要，并對4#鍋爐火檢系統進行優化及對火檢光纖的觀火角度進行改造。

四、爐膛火焰檢測系統改造項目內容及效果

1.火檢探頭固定接頭的安裝

火檢的萬向接頭固定在燃燒器面板上。將墊塊（確定火檢觀察角度）焊接在外導管前端的直管前端，墊塊的另一面焊接在二次風隔板上指定位置處（焊接使用不銹鋼焊條）。同時注意外導管后端的冷卻風管接口應朝冷卻風來的方向。三通內通冷卻風，用以冷卻和清潔火檢探頭。喇叭口的安裝法蘭環套可方便的安裝和拆下火檢探頭。

2.火檢角度安裝

探頭繞性光纖安裝時，應滿足導管的視線與燃燒器中心線相交成一個很小的角度α（如5～8°），并且能最大限度地看到主燃燒區，以獲得最佳效果（圖1）。

圖1 火檢安裝角度示意圖

圖1中L1是燃燒器噴口到主燃燒中心區的距離，L2是外導管在二次風箱的安裝位置到燃燒器噴口距離，安裝角度α，tgα=L2/L1。

3.火檢視線的調節（圖 2、圖 3）

火檢視線的調節對于成功安裝非常重要。火檢安裝位置的選擇及角度調整（燃燒器啟動前）遵循以下原則。

（1）將火檢安裝在燃燒器護板或爐壁上，初步安裝的視線應瞄準設計火焰長度的1/3處，火檢視線應無障礙，如有導風板等擋住視線時，應與燃燒器廠家協商并開孔，使火檢能檢測到主燃燒區域。

（2）火檢開孔的大小應考慮到檢測區域的火焰大小、形狀、檢測距離等因素。

（3）火檢開孔的位置應考慮到助燃空氣的順時針或者是逆時針轉向，因為有些場所將會導致著火點的偏移。

（4）當采用一個火檢同時檢測主火焰和點火火焰時，要使火檢能同時檢測到該兩種火焰。

（5）采用二個火檢來檢測主火焰和點火火焰時，要使主火焰火檢檢測不到點火火焰。

4.鍋爐火檢角度調整

將4＃鍋爐火檢光纖的觀火角度進行了調整，將火檢探頭安裝固定墊塊改為5°，并根據FORNY火檢系統供貨商技術人員建議將初始燃燒區調整為1.5 m，并對安裝位置與角度進行核對。

5.具體改造項目內容

（1）拆除火焰檢測系統觀火部分舊設備，切除原火檢探頭安裝固定墊塊，并在原位置重新焊接觀火角度為5°的火檢探頭安裝固定墊塊。

（2）重新對火焰檢測系統火檢觀火部分進行安裝。

（3）清掃火檢光纖與吹掃火檢冷卻風通道。

（4）重新對火檢參數進行了預設，利用發光源的晃動來進行模擬試驗并檢查正常。

（5）火檢系統點火及高負荷后火檢參數檢查分析。

（6）確認火焰檢測系統在各工況下工作正常一周后投入鍋爐角火焰保護與全爐膛失火保護。

6.改造后效果

鍋爐火焰檢測系統經改造后工作正常，各工況下火檢系統運行良好，著火信號開關量檢測正常，著火信號強度檢測正常，使鍋爐燃燒的工況得到了有效監視，并投入了鍋爐角火焰保護與失去所有火焰保護，確保了鍋爐燃燒運行的安全性；而且4#爐膛火焰檢測系統技術改造整改后，爐膛火焰檢測系統工作正常，火檢信號強度檢測滿足要求。

由于出現設計及安裝問題，熱工人員對火檢系統的認識進一步加深，并將該次爐膛火焰檢測系統技術整改措施推廣應用到其他鍋爐火檢系統改造中，可避免其他鍋爐煙煤改造中出現同樣的問題。