炉膛火焰监视系统

炉

膛

火

焰

监

视

系

统

专业：自动化

班级：自本1124

姓名：张贝贝

学号：1192052435

炉膛火焰监视系统

摘要：炉膛火焰监视系统是监视锅炉运行的一种重要设备。为了确保电厂锅炉的安全生产，发生危险时可以及时发现并遏制事故的发生。采用该系统对于提高生产效率，改善工作条件，将起到重要作用。

论文着重介绍了监视系统构成的基础——火焰检测器原理、分类及电路，炉膛火焰特性，炉膛火焰检测原理，并且举例说明火焰检测在炉膛监视系统中的作用。

关键字：炉膛火焰监视系统火焰检测器火焰检测原理

炉膛火焰监视系统由检测部分、信号处理部分以及显示仪表组成。其中检测器所依据的原理、形式及性能指标是整个系统的构成基础。

炉膛火焰监视系统适用于燃煤、燃油、燃气等各种类型锅炉（四

热炉、水泥厂、铝厂窑炉等各种直接燃烧燃料的各类炉型。

一、火焰检测器的原理

转换成相对应的电信号输出,达到对设备进行控制和检测的目的.

二、火焰检测器的分类

1.温度开关式

原理：利用热能温度原理检测火焰，是最先采用的方法。利用

热电偶测取靠近火焰根部的烟气温度变化速度来判断重油引

燃或熄灭的。

缺点：燃料种类必须稳定，而且使用前要对燃料进行准确的分

析试验。

2.差压开关式

原理：利用燃烧产生热流形成差压的原理，即差压开关检测天

然气是否点燃。

缺点：差压开关动作整定值手燃料和送风出口温度、混合好坏

及燃料动压波动的影响较大，而且只适用于气体燃料火焰检

测。

3.火焰棒式

使用条件：（1）电极对地绝缘电阻不小于2000兆欧。

（2）电极冷却风量和点火时调风器风量应适当调整，不应使火焰偏离或发生电线的支持套筒过热变形。

4. 光学类型

光学类型火焰检测器在电厂中得到普遍应用。通常使用的光电元件有：紫外线光敏管、光敏电阻、硅光电池等。

（1）紫外线火焰检测器

a.功能：控制点火装置自动点火，点火同时自动打开燃料阀。在设定时间内没有点燃，控制器自动关闭燃料阀并报警，如点火成功则保持燃料正常供应。

b.故障排除：

燃烧器无火，而检测却显示有火，这是检测线路受潮后分

布电容逐渐增大引起的干扰，请打开模块，顺时针缓慢调节电位器，直至绿色指示灯灭，继电器释放为止。

燃烧器有火，而检测器显示无火，可能有二个原因，一是探头镜片被灰尘覆盖，请擦干净探头石英镜片，二是阻抗匹配电位器超调，请打开模块反时针缓慢调节电位器，直到绿色指示灯亮，继电器吸合为止。

如果在安装或使用中不小心弄破了探头的镜片，不要用普通玻璃片代替，因为普通玻璃片不能透过火焰产生的紫外线。

c.紫外火焰检测器适用于气体火焰监测，不适用于煤或油的火焰监测的原因：

（i）对气体火焰来讲，紫外线的辐射程度相对而言是较大的，另外气体火焰干净，紫外线不易被吸收，易于穿过。

（ii）对油和煤火焰而言，紫外线辐射强度较小，而且煤或油燃烧时，有油雾和水蒸气，要吸收紫外线，而且在燃烧器周围有浓密的未经燃烧的煤粉遮盖，所以不适合采用紫外线检测来检测燃煤炉的火焰。

（2）光敏电阻

利用光敏电阻的阻值特性制作的火焰检测装置常用于炉内热源的亮度检测。

5.声学和其他方式

三、炉膛火焰特性

燃烧的实质是燃料中的碳和碳氢化合物与空气中的氧发生剧烈

的氧化反应。在燃烧器喷出燃烧火焰大约分为四段：

1 第一区域：燃料混合区（黑龙区）；

2 第二区域：初始燃烧区（初燃区）；

3 第三区域：完全燃烧区；

4 第四区域：燃烧燃尽区。

大量研究表明，红外光有效测量区在第三区域和第四区域的交界处，紫外光有效测量区第二第三区域，可见光有效测量区域在第三区域。同一燃料在不同的燃料区，火焰的频谱特性也有差异。这个研究成果对选择现场安装火焰检测系统的红外光检测器或紫外光检测器和现场安装的角度提供了依据。

不同燃料燃烧的火焰燃烧其共性光谱图如图1所示。

图1 不同燃料燃烧的火焰区域图

四、火焰检测器电路

1 红外传感器探头部分

2 信号变换及接口部分

3 单片机系统及输入输出部分

4 键盘输入、显示接口、电源部分

火焰检测器电路框图如图2。

图2火焰检测器电路

五、火焰检测器实例

火焰检测器在大型企业中应用非常广泛，它是企业质量和消防方面的一个安全防线，如何合理安装火焰检测器这只电子眼，是提高企业安全生产的必要保证，可以较好的弥补人员缺少问题。下面仅以两个典型应用实例介绍。

1 锅炉火焰检测

燃料加热炉和工业锅炉，如果点火不成功或在正常燃烧时因某种原因而突然熄火，此时若不及时切断燃料来源，就可能在熄火后因继续投入燃料而造成爆炸事故。SCA系列火焰检测器就是利用紫外复合检测器，通过对炉膛紫外线的检测，可在炉膛熄火(即没有明火)时自动发出报警信号，同时通过控制系统切断炉膛的燃料来源，并执行吹扫程序，防止因燃料过多而发生爆炸事故。如图3所示，锅炉火焰检测。

图三锅炉火焰检测

2 火炬火焰检测

火炬是石油化工等企业安全防护措施之一，检测主火炬常明灯（小火）是否熄灭，主火炬能否紧急情况下点燃，就成为至关重要问题。利用火焰检测器，就像给火炬安装了一只电子眼睛，长明灯及主火炬熄灭时会立即报警，同时启动火炬喷火系统，使火炬常明灯及时点焰。

如图4 火炬火焰检测。