炉膛火焰监测系统介绍ppt
炉膛火焰监视
炉膛火焰电视监视装置1、概述FTV-A-Ⅰ型火焰电视监视装置具有体积小、重量轻、外形美观、用风量小、耐高温、安全可靠等优点。
镜头从炉壁上部插入炉膛内，监视全炉膛燃烧状态的彩色工业电视监视系统，可使操作者在控制室内的监视器屏幕上看到炉膛内火焰的真实图像。
当潜望镜一旦失去风冷保护或摄像机保护部分出现故障至使保护罩超温时输像系统能自动退出现场，以保护输像系统不被损坏。
当工作环境恢复正常时，可通过设在显示箱或控制箱上的按钮将输像系统送入工作现场正常监视火焰。
该装置在锅炉点火，小负荷运行，输煤系统等发生危害正常运行故障时，能及时显示炉内出现异常情况的电视图象，从而采取措施，有助于防止炉膛爆炸。
它是锅炉安全、经济运行不可缺少的装置。
2、装置技术参数2.1观察视场角：90º、120º；2.2镜头耐热温度：≤1800℃，保护罩工作环境温度≤70℃；2.3仪表风源：风压≥0.3Mpa、流量≥18m3/h、风温≤50℃、含油量≤10mg/m3；2.4工作电源：现场220V、60Hz、300W；控制室220V、60Hz、1000W。
2.5装置进退条件2.5.1当潜望管入口风压低于0.04MPa时，输像系统自动退出工作现场。
2.5.2当保护罩内温度高于75℃时，输像系统自动退出工作现场。
2.5.3以上两参数不越限时，可手动将输像系统送入或退出工作现场。
13、装置构成装置由输像系统、保护系统、运动系统、控制系统、控风系统组成，见图1装置构成简图。
炉壁支承板连接板保护套输像系统支架监 视 器显示箱控制箱图1 F TV -A 型装置构成简图运动系统3.1输像系统由于炉内温度高达1000℃以上，所以摄像机不能直接装于炉内摄取火焰图像，为此专门设计很长的潜望镜管插入炉膛内，其前端的镜头对炉内火焰成像，经潜望管传输到摄像机靶面上，再经电缆传给监视器。
因此，可以从监视器屏幕上看到炉膛内火焰的燃烧状态。
整个系统由光学元件构成通路。
锅炉炉膛安全监控系统讲课共30页文档
56、死去何所道，托体同山阿。 57、春秋多佳日，登高赋新诗。 58、种豆南山下，草盛豆苗稀。晨兴 理荒秽 ，带月 荷锄归 。道狭 草木长 ，夕露 沾我衣 。衣沾 不足惜 ，但使 愿无违 。 59、相见无杂言，但道桑麻长。 60、迢迢新秋夕，亭亭月将圆。
66、节制使快乐增加并使享受加强。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做，明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生，以及整个命运 的，只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭
ห้องสมุดไป่ตู้
锅炉FSSS培训ppt课件
从20世纪60年代起，在国外火电机组上就开 始使用一系列火焰检测装置和炉膛安全监控系统 （FSSS），并制定了有关的标准。其中，美国国 家燃烧保护协会（NFPA）制定的标准得到了最广 泛的应用。它为防止锅炉炉膛爆燃作了详细的规定， NFPA标准已经成为了设计FSSS的主要依据。 从20世纪70年代起，炉膛安全监控系统开始 在我国火电机组上使用，从国外引进的大型火电机 组都配套有锅炉安全运行必不可少的重要监控手段。 原水电部在1993年明文规定：“今后凡新投产机 组必须安装火焰检测和安全防爆装置，现有机组在 条件许可情况下也必须设法加装”。原电力工业部 电力规划设计总院于1993年9月颁发了《锅炉炉 膛安全监控系统设计技术规定》，为我国火电机组 FSSS的设计提供了依据。目前，炉膛安全监控系 统已经作为火电机组自动保护和自动控制系统的一 个重要组成部分。
当锅炉进入稳定运行工况以后系统 全面进入安全监控状态（实际上从点火 前吹扫开始锅炉就置于系统的安全监控 之下了）。系统连续监视锅炉主要参数， 如：汽包水位，炉膛压力，汽机运行状 态，全炉膛火焰，各种辅机工况等。发 现各种不安全因素时都给予声光报警， 直至跳闸锅炉。
这里的特殊工况是指“负荷返回”和 “快速切负荷”，当机组发生这两种工 况时，FSSS的任务是与其他控制系统 （主要是MCS）配合，尽快将锅炉负荷 减下来。
在锅炉完成点火前吹扫后，控制系 统即开始对投油点火所必备的条件进 行检查，一旦运行人员发出点火指令 后，系统对将要投入的燃油层进行自 动程序控制。
系统成功地进行了锅炉点火及低负 荷运行之后，即开始对投入煤粉所必备 的条件进行检查，完成大量的条件扫描 工作。当运行人员发出投粉指令后，系 统开始对将要启动的煤层进行自动程序 控制。
火检系统技术培训(最终)
一体化火焰检测器
UNI火焰检测器 IR, UV, DS
IR – 检测范围700-1700 nm • 内有红外火焰传感器，适用于燃煤， 燃油火焰 UV – 检测范围295-330 nm • 内有紫外火焰传感器，适用于燃气火 焰 DS – 检测范围295-1700nm • 同时含有上述两种火焰传感器，适用 于各种火焰
信号处理， 将信号输人放大， 产生一个经平滑处理的
直流电压信号， 该信号大小受信号电源电压的影响 当超出火检信号工作范围后， 则引起火检故障报警。
4、R M—D R一6 1 0 1 E型组件在进行火检调试时， 增益的 调整不合适也会造成火检的故障报警， 判断此故障的方法是 ， 首先测量各级工作电压是否正常， 在测量到各级工作电压 正常后， 然后插上手持式编程器， 读取火检 P P S值， 若 超过 1 0 0 0 P P S ， 则说明火检增益调整过大， 用小起 子， 将增益减小后， 火检便不再报警。 技术分析： R M—D R一6 1 0 1 E型组件的接收两个外部探头的输人信号， 放大器线路板上( P C B ) 有两个电位器( 放大器边上分别 标有 R1 0 3和 R1 0 4 ) 用以调节 I D D输人信号模拟转换 的第一级增益， 两个电位器可在火检系统调试中进行调整以 加大信号增益， 电位器一般设置于最小值上， 调整时不应调 到最大值上， 这样容易造成信号过调， 两个输人口接受光隔 离图像信号以及来自外部的 MODE控制信号两个输出端口将来 自内部数据总线的信息转换成离散信号供线路板和外部元件所 用，当增益过大时则发出报警信号。
应用火焰监测的场合
• 四角切园布置直流燃烧器 •墙式布置旋流燃烧器 •低NOX燃烧器 •循环流化床 • 干燥炉 • 过程加热炉 • 废气燃烧炉 • 焚烧炉 •其它燃烧应用场合
第十章 锅炉火焰检测系统
比色测温根据同一时刻测量到的两个相邻波长幅射能的“比值”确 定温度值，镜头污染，器件特性漂移等时变因素相互抵消，同时，测量 过程是可延续可重复的。彩色工业摄像机所拍摄的炉膛内部图像的每一 个像素都是由红(R)绿(G)蓝(B)三基色组成，可以从红绿蓝中任取两值 相比，根据比值确定每个像素对应的温度。利用参考测温及推温度反推 温度分布的检测计算方法，实时监测特定波长下的炉内幅射能及其变化 率，重建炉膛温度场（二维或三维）。该方法是通过比色法实时测得视 场中某一参考点（ｉ０，ｊ０）实际温度，计算对应点相应波长下的实 际幅射能量Ｅλ（ｉ０，ｊ０）。假设ＣＣＤ在可见光范围内的光电转 换特性为ｆ（·），可以通过光学电路设计或数字补偿方法线性化，确 定当前测量条件下图像亮度Ｓλ（ｉ０，ｊ０）和Ｅλ（ｉ０，ｊ０） 之间的比例系数Ｋ，再由ＣＣＤ图像数据计算炉膛其它区域的实际幅射 能量值Ｅλ（ｉ，ｊ），最后反推出温度分布值。可见比色测温是实现 ＣＣＤ火焰图像处理过程中的灰度归一化的有效方法。
微元和面积微元上CCD 象素E（IJ）的辐射份额系数，称为REAK数它 们由各个元素的辐射特性参数所决定，可采用结合Monte Carlo方法的 快速算法得解。
READ数中包含了炉膛燃烧空间的多次散射和非独立散射的影响。以 及其它非直接辐射区域的影响。另外考虑到现有的计算方法、计算机硬 件和CCD器件分辨率及记录精度等性能的限制，一般只将镜头视角之内 的有效燃烧区域划分为有限的子域进行分析计算，因此，（7）式演变 成：
2）火焰幅射图像处理 Ａ幅射计算 幅射以电磁波的形式传播，通过传播空间时将产生散射和被吸收， 在充满气固两相流动介质的炉膛空间的过程更加复杂多变。针对这一过 程的特殊性，火焰图像的处理基本上采用不确定性视觉计算的方法，重 点在于幅射性质的研究和计算，假定炉膛空间的有效燃烧区域为一个由 灰色固体壁面包灰色气体组成的物理空间。理论上，具有mxn个像素的 ＣＣＤ器件的任一个像素Ｅ（λ，ｊ）可接受到的幅射能可归纳为下 式。 E（ij）=∫∫∫（Ω）R(dj)(x、y、z)→(ij)4kg(x、y、z)Бt4g(x、 y、 z)dxdydz+∫∫(s)Rdw[(x/,y/)→（ij）]εw(x/,y/)Бt4g(x/,y/)dx/dy/ ………………(7) 式中：（ｘ，ｙ，ｚ）为炉膛空间基准坐标系；（ｘ’,y’）为炉 膛周边各壁面在基准坐标下的变换坐标；Kg为介质的消光系数，εω为 壁面吸收率；Tg为微元温度；Rαg和Rdw分别为气体和壁面在相应体积
火焰监测系统
2、火焰监测系统火焰监测系统主要由火焰传感器、火焰继电器组成。
火焰监测系统功能：火焰传感器接受光源照射后，光电二极管导通，电信号通过火焰继电器被传送到PLC中，以完成对点火和正常温度功能的控制。
在点火及正常温度控制工程中，如出现故障导致火焰熄灭、燃油泵及风油调节电动机等会自动停止工作，以保证燃烧器控制系统的安全。
3、温度控制系统温度控制系统主要由燃油泵及其控制电磁阀、风油连动调节机构及其控制盒、鼓风机及其控制电磁阀、温度传感器组成。
温度控制系统功能：温度传感器将检测到的温度信号传送到PLC中，PLC将实际温度与设定的温度进行比较，并根据比较结果自动调节火焰大小，使矿料加热温度控制在设定范围内。
PLC自身带有PID调节功能，并具有自适应、自整定功能，可根据现场的实际情况自整定PID的参数，参数调整好后，温度控制器选择自动工作状态，其温度控制准确、稳定，误差在 5C0以内。
二、燃烧器自动控制过程根据燃烧器控制系统开关量及温度模拟量采集的要求，以西门子PLC为例，燃烧控制系统的接线图、CPU模块、EM235模拟量扩展模块地址资源及功能说明，如图7.22所示。
图7.22 燃烧器控制系统工作原理图燃烧器自动控制过程操作燃烧启动点火、运转、温度自动控制、停止的过程，其程序逻辑框图如图7.23所示。
图7.23 燃烧器自动控制过程程序逻辑框图7.5 称量及搅拌控制系统7.5.1称量及搅拌控制系统的组成及功能称量及搅拌控制系统，主要由电子称量系统、称门仓门控制系统、可编程序控制器（或智能控制仪表）工业计算机组成，如图7.24所示。
称量搅拌控制系统是通过工业计算机输入的配方（沥青混合料拌合设备生产配合比）后，按照一定的程序手动或自动完成以下循环过程：将不同规格的热矿料依次累加称量（先沥青称量，后称量矿粉），并按顺序放入搅拌器中，经搅拌器搅拌合格后，由搅拌器底门排入运输车辆或成品料小车中，依次循环。
图7.24 称量及搅拌控制系统组成示意图1、电子称量系统电子称量系统由电子重力传感器、信号放大处理控制器、可编程序控制器（或智能控制仪表）组成，传感器将信号传送到信号放大处理控制器上，信号放大处理控制器采用高精度线性放大器，将信号调整并放大成标准电流或电压信号输送到可编程序控制器或智能仪表中。
火焰检测器
系列FS-100智能型一体化火焰检测系统概述火焰检测器是锅炉炉膛安全监控系统（Furnace Safety Supervision System,简称FSSS）中的重要设备，其作用是根据火焰的燃烧特性对燃烧工况进行实时检测，一旦火焰燃烧状态不满足正常条件或熄火时，按一定方式给出信号，保证锅炉灭火时停止燃料供应。
Walsn FS-100智能型一体化火焰检测器基于微处理器技术及数字现场总线技术，通过检测目标火焰光信号的频率和强度，经过内部程序运算处理，判断燃烧器目标火焰的有/无情况。
Walsn FS-100智能型一体化火焰检测器内部装有IR（红外）传感器或UV（紫外）传感器，适用于单燃料燃烧器或多燃料燃烧器火焰的连续检测。
应用Walsn FS-100智能型一体化火焰检测器广泛用于发电、炼油、化工、钢铁、水泥等行业，适用于电站锅炉、流化床锅炉、煤粉炉、窑炉等多种工业炉。
火焰检测系统示意图原理煤粉的燃烧过程是煤粉颗粒在炉内被高温空气中的氧气不断氧化的过程，该过程主要发生在燃烧器的根部区域，即靠近燃烧器出口的上游区。
该区域亮度未达最大，但闪烁频率最大，是检测火焰的最佳部位。
FS-100火焰检测器采集火焰信号，并对采集到的火焰信号进行放大处理，通过一系列的运算分析来判断火焰存在与否。
FS-100火焰检测器是依据燃料火焰信号的特性来检测火焰的。
FS-100火焰检测器可以实时输出每个燃烧器对应的火焰品质信息，火检监测管理软件通过 RS-485与多个火焰检测器的通讯实现远程控制。
燃烧火焰区域示意图原理示意图特点PTFE隔热环金牌服务导管组件Walsn FS-100 火焰检测器就地接线箱及电缆组件Walsn 为FS-100火焰检测器配备就地接线箱。
就地接线箱使用带有快装接头的电缆连接到FS-100火焰检测器。
通过就地接线箱，安装人员可连接所有接线。
就地接线箱中，两根通讯线必须同电缆中的其他线分开接，以多点串接方式连接到每个FS-100火焰检测器上，来自FS-100火焰检测器的两根通讯线必须同上下接线盒连接，最终通过两芯通讯电缆到达计算机。
锅炉炉膛安全监控系统讲课共30页
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头61、辍学如磨刀之石，不见其损，日 有所亏 。 62、奇文共欣赞，疑义相与析。
63、暧暧远人村，依依墟里烟，狗吠 深巷中 ，鸡鸣 桑树颠 。 64、一生复能几，倏如流电惊。 65、少无适俗韵，性本爱丘山。
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
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火焰
探头放大器
光电管
对数放大
火检处理卡件
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
+5V 数字地
+15V 模拟地 -15V 电流信号
自检回路
操作面板
输出回路
有头继电器 有火开关量输出 故障继电器 故障开关量输出
A/D转换
电流、电 压转换
自适应 滤波
光电隔离 D/A转换
模拟量输出
485接口
图二
对强度信号的处理是将实时火焰强度与强 度阈值进行比较，当火焰强度高于强度阈值时， 就是火焰的强度判定条件成立。
三、 系统结构和部件
ZHJZ-IV型火焰检测器系统由火检柜、 ZFD-02型智能火检处理仪、火检探头、火检 屏蔽电缆、火检端子箱（可选）及冷却风系统 组成。
（2）（4） （6） （8）（10）（12）（13）
（1） （3） （5） （7）（9） （11）
说明：（1）火检机箱；（2） 电源卡件A；（3）电源卡件B；（4） 空面板；（5）~（12）火检处理卡件1~8；（13）盲板。
– 模拟量检测电源 24VDC±1% – 可带电热插拔 – 响应时间0.1S – 重量：0.8公斤 – 最大外形尺寸272X221X33.8 – 可按1带2设置 – 按钮寿命104次
火检安装示意图
探头的接线
火箭探头技术参数 • 工作电压：±15V DC 电源各一路 • 输出信号：0~2mA电流信号。 • 额定工作条件下,装置最大功耗：0.3W。 • 每只探头所需冷却风流量：1m3/分钟。 • 探头冷却风压:要求冷却风入口风压与炉膛
101 1
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LX 火焰亮度
图一
通过火焰检测探头的视角调整机构或探 头安装位置准确布置，探头将采集到的可见光 信号经凸透镜、光导纤维等器件组成的传光系 统送至探头放大器，探头放大器的光敏元件将 光信号变为电信号，再经对数放大变为稳定的 0~2mA的电流信号(见上图1)，再将火焰信号 以电流的方式通过4芯屏蔽柔性电缆被传输至 火检处理仪，
内压差大于2Kpa。
• 风源要求：空气中所含尘土及硬质细颗粒 不大于30mg/m3。
• 冷却风接口尺寸：外螺纹M48X2（可根据 用户要求定做）。
• 外接电缆规格：5芯（或4芯）0.75mm平方 屏蔽电缆，外带绝缘套。
• 适用于火检信号处理仪：可与任意型号的 火检处理板相配。
• 探头长度：根据锅炉二次风道长度确定
二、 火焰检测器原理
油、煤或气体燃料的燃烧其实质是燃料化学能以电 磁波的形式释放，燃烧器火焰一般都能发射几乎连续 的发光光谱，其发射源是燃烧过程中生成的高温炭素 微粒子、微粉炭粒子群和气体等，不同的燃料燃烧过 程中的中间产物不完全相同或中间产物的所占比例各 不相同，不同的燃烧中间产物所发射的光谱不完全一 样，这是选择不同类型火焰检测器依据，设备。
炉膛火焰监测系统介绍
闫清顺 2010年3月
一、 火焰检测器作用
火焰检测设备是火力发电厂锅炉炉膛安全监控系统 （FSSS）中的关键设备，它的作用贯穿于从锅炉启动 至满负荷运行的全过程，用于判定全炉膛内或单元燃 烧器火焰的建立/熄灭或有火与无火，当发生全炉膛灭 火或单元燃烧器熄火时，火焰检测设备触点准确动作 发出报警。
火检处理卡件作用：是火检处理仪的核心部 件，它将来自于火检探头的火焰电流信号 进行电流/电压转换、数字滤波、A/D转换、 根据设置的参数进行运算处理，判定火焰 的有/无，把经过光电隔离D/A转换处理的火 焰模拟信号和运算后的开关量结果输出至 火检机箱。
火检处理仪技术参数 – 0~2mA电流输入 – 火检故障信号输出方式： 干接点 常开、 常闭可选，接点容量0.2A – 火检有火信号输出方式：干接点 常开、 常闭、保持可选，接点容量0.2A – 4~20mA有源模拟量信号输出 – 模拟量制式：3线制
ZHJZ-IV型火焰检测器的火焰检测设备是一种 间接辐射型可见光式火焰检测设备，它利用燃烧器 初始燃烧区域内可见光的亮度和燃料燃烧辐射率的 动态变化、火焰包络形状的改变引起的脉动频率来 判断火焰的“有”或“无”，是一种双信号处理的火焰检 测设备。
电流信号 （ μ A） 104
103
102
SMALL AREA LARGE AREA
火检处理仪经1千欧姆检测电阻把来自探头的火 焰电流信号变为电压信号接收下来，电压信号 通过火焰处理仪的强度处理回路与频率处理回 路被分成两路信号：即强度信号和频率信号。 强度信号代表火焰的亮度，频率信号代表火焰 的脉动或闪烁频率。
当强度实时值与频率实时值均高于强度 阈值和频率阈值时，有火继电器触点动作，发 出有火接点信号，任一条件不满足均发出无火 信号。信号采集、转换、放大、传输、处理、 判断、信号输出过程如下图2所示：
不同燃料的光谱分布特性是油火焰含有大量 的红外线、部分可见光、和少量紫外线，煤粉火 焰含有少量紫外线、丰富的可见光和少量红外线 。气体火焰有丰富的紫外线、红外线和较少的可 见光，而且对于单只燃烧器火焰，其辐射光谱沿 火焰轴线分布是有规律的，例如煤粉锅炉中煤粉 燃烧器沿轴线从里至外分为4个区域即预热区、初 始燃烧区、安全燃烧区和燃尽区，在初始燃烧区 不但可见光较丰富而且能量辐射率变化聚烈，因 此火焰检测探头准确对准燃烧器的初始燃烧区是 最佳选择。
一、 火焰检测器作用
依靠FSSS系统连锁功能，停止相应给粉机、磨煤机、 燃油总阀或一次风机等的运行，防止炉膛内积聚燃料， 异常情况被点燃引起锅炉爆炸恶性事故的发生，因此 设备性能即设备运行的可靠性与检测的准确性直接关 系到机组的运行安全与稳定性保证。
我工程采用的ZHJZ-IV型系列火焰检测器是中能公司 开发的第四代智能型火焰检测设备。