擺動燃燒器火焰檢測探頭

葉琳 嚴建明

摘要：為保障電廠鍋爐的安全穩定運行、防止燃料浪費及爆炸事故的發生，火焰檢測系統必不可少。傳統的火焰檢測探頭因燃燒器的改造升級（燃燒器可進行一定幅度的擺動，保證燃燒穩定充分）逐步出現了種種安全隱患。為防止安全事故的發生，擺動燃燒器火焰檢測探頭在原有火焰檢測探頭設計的基礎上，融合了金屬波紋管以及滑動法蘭裝置的性能特點，保證火焰檢測探頭及其組件的正常運作，從而可以更加全面實時的檢測到火焰的燃燒狀況，增強對鍋爐運行安全性的掌控，節約資源。

關鍵詞：火焰檢測；燃燒器；火焰檢測探頭；安全節約

概述

目前全世界火力發電量約占總發電量的70%。因此，電站鍋爐無論從它的作用還是從能源消耗來看，對社會經濟的發展都有重大的影響。鍋爐安全穩定運行和資源節約也顯得極為重要。火焰檢測探頭作為檢測鍋爐是否安全穩定運行的第一道防線，它能實時的反映出鍋爐內部的火焰燃燒狀況，防止鍋爐滅火引發的資源浪費及爆炸事故的發生。經過鍋爐的不斷改造升級，傳統的固定式燃燒器漸漸被可擺動式燃燒器所取代。擺動燃燒器火焰檢測探頭，就是可以隨著燃燒器噴口進行上下幅度擺動的火焰檢測探頭。它隨著燃燒器噴口擺動，實時準確地監測相應燃燒器的火焰燃燒狀況，以此增強對鍋爐運行穩定性的監控能力。

1.系統構成

擺動燃燒器火焰檢測探頭由火檢探頭管、光纖鏡頭組件、火焰檢測器和滑動法蘭裝置等構成。各組件之間相互協調運作，共同實現火檢探頭隨燃燒器擺動，實時監控的目的。

1.1火檢探頭管

火檢探頭管分為內外兩種。內探頭管用于連接保護光纖鏡頭組件及后端處理器。外探頭管用于定位探頭位置、連接火檢冷卻風及保護內探頭管組件等。因此內探頭管置于外探頭管中，內外探頭管之間的空隙供通火檢冷卻風用。原有的鍋爐燃燒器一般都是不可以擺動的，內外火檢探頭管也均為普通硬直管。為了使燃料燃燒充分，節約資源，傳統的固定式燃燒器漸漸改造升級為可擺動式燃燒器。因此，為了滿足火檢探頭隨燃燒器擺動的目的，內外探頭管在原來的基礎上都各自加有一段金屬波紋管（彎曲韌性較強），其作用是在探頭隨燃燒器噴口擺動時，可進行一定程度的運動補償，防止剛性拉扯。火檢探頭管的長度需要根據鍋爐燃燒器的尺寸來定制。

1.2光纖鏡頭組件

光纖鏡頭組件的作用是將爐膛內火焰的光信號傳輸至處理器的探頭板上。光纖是采用高折射率的芯體與低折射率的包覆材料拉制而成。芯體具有良好的透光性能，它以極低的衰減將目標火焰的信號從鏡頭組前端傳至后端。光學鏡頭組位于探頭的最前端，作用是將火焰發出的光聚焦后傳至光纖的端面上。

1.3火焰檢測器

常見的火焰檢測器一般分為：紫外光火焰檢測器、紅外光火焰檢測器、可見光火焰檢測器三種。火焰檢測器的原理是通過發光二極管將火焰光信號轉換為電信號，通過處理器放大變換以數顯型式輸出。

1.4滑動法蘭裝置

滑動法蘭裝置，由管、填料函、密封件、螺母、外擋圈、內擋圈等組成。具體操作方法為：首先將滑動法蘭后端的螺母拆下，并取出內外擋圈，隨后將其穿在外套管上。將內擋圈、密封件、外擋圈依次放入滑動法蘭裝置與外探頭管之間的空隙中，并用大螺母將其把緊，最后將滑動法蘭裝置固定在爐壁上。當燃燒器帶動火檢探頭管擺動時，可實現外探頭管與爐壁之間的相對運動，且密封性能良好。

擺動燃燒器火焰檢測探頭

2.工作原理

火焰檢測：煤粉（燃油）在鍋爐內燃燒時，火焰發出的光通過鏡頭聚焦后傳至光纖上，經過光纖傳送至火焰檢測器的光源接收器上，通過光電轉換、A / D轉換、放大器增益放大等方式將信號傳輸給處理器。根據預先設定的火焰強度和脈動頻率有火、無火識別標準，自行進行識別，并通過數模轉換等方式給出相應的指示和信號。

擺動說明：火檢外探頭管前端通過焊接方式固定在燃燒器的二次風道噴口處，當燃燒器進行擺動時（一般為±30°幅度），將帶動著火檢外探頭管一起運動。此時火檢外探頭管上的金屬波紋管憑借著自身的彎曲韌性，在外探頭管拉動時起到相對運動補償的作用。過去，火檢外探頭管的后端都是直接焊接在爐壁上的，所以當金屬波紋管部位發生運動補償不足時，將出現剛性拉扯，使外探頭管破裂，冷卻風外泄，設備燒損。為了防止這一問題的發生，擺動燃燒器火檢探頭在原有的基礎上又加上滑動法蘭裝置來調節。將滑動法蘭裝置套在外探頭管后端，使滑動法蘭裝置與爐壁焊接。當金屬軟管部位出現補償不足時，外探頭管可以憑借著滑動法蘭裝置與爐壁之間進行相對運動，以此消除剛性拉扯力。同時滑動法蘭裝置也可以滿足其密封性，防止熱氣外泄，燒損后端的火焰檢測器。

3.結語

擺動燃燒器火焰檢測探頭結構簡單、易于安裝維護，且安全性能高。實現了火檢探頭隨燃燒器擺動檢測的功能。

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