火焰探测器的应用和原理

火焰检测器的应用及原理

一、概述

对于大型煤粉锅炉来说，炉膛燃烧火焰的稳定与否是保证锅炉安全和经济运行的最重要条件。锅炉不稳定或不能正常工作时，部分或全部煤粉燃烧器将关闭，锅炉热效率不仅下降，而且还会产生污染和噪音。如果继续向燃烧器供应煤粉，炉子上会堆积煤粉，导致爆燃现象，严重威胁锅炉炉设备的安全和寿命。为了防止爆燃现象，必须对炉子里的火焰进行有效的检测。

火焰探测器是炉子安全监控系统(FSSS)的“眼睛”，用于观察炉子是否有火焰。目前火焰探测器已从普通光学检测基(UV火焰探测器、可见光火焰探测器、红外火焰探测器)发展为火焰图像检测基。

二、火焰检测器的分类

2.1 uv火焰探测器

紫外火焰探测器用作紫外探测元件，光谱范围在0.006~0.4m之间。紫外感应管是发送自脉冲频率与紫外辐射频率成正比的随机脉冲的固体脉冲装置。紫外线感应管有两个电极，一般加交流高电压。如果电极辐射的紫外线线足够强，电极之间就会产生“雪崩”脉冲电流，其频率与紫外线线强度有关，最高可达数千赫兹。关灯的时候没有脉冲。

2.2可见光火焰探测器

可见光火焰探测器使用光电二极管作为传感元件，光谱响应范围在0.33 ~ 0.7米之间。可见光火焰探测器由探针、机箱、冷却装置等组成。炉膛火焰的可见光通过探针末端的透镜，通过光纤到达探针室，照亮光电二极管。

该光电二极管将可见光信号转换为电流信号，并通过对数放大器转换为电压信号。对数放大器输出的电压信号再次经过传输放大器转换为电流信号。然后通过屏蔽电缆传送到机箱。机箱中的电流信号转换回电压信号。表示火焰的电压信号分别以频率检测线路、强度检测线路和故障检测线路发送。强度检测线有两个不同的限制：上限和下限。火焰强度超过上限时，强度指示灯会亮，会着火。强度低于下限时，强度灯熄灭表示消化。

频率检测线路用于检测炉膛火焰闪烁频率。根据火焰是否高于或低于设定的频率，可以准确判断炉子是否有火焰。意外事件检测线也有两个限制，正常情况下，其值保持在上限值和下限值之间。如果机箱的信号输入电路出现故障(例如光伏-机箱电缆连接中断)，上面的电压信号会立即偏离正常范围，发出错误警报信号。

2.3红外火焰探测器

红外火焰探测器使用硫化铅或硫化钚光敏电阻作为检测因素，光谱响应范围在0.7~3.2m之间。红外火焰探测器也由探针、机箱和冷却装置组成。燃烧器火焰一次燃烧区域产生的红外辐射，通过光纤发送到探针，通过探针的光敏电阻转换成电信号，然后由放大器放大。火焰信号从屏蔽电缆发送到机箱，通过频率响应开关和放大器后，比较相同的基准电压(可调)。

火焰信号大于参考信号时，将相应的触发器设置为“1”，触发器输出信号发送到火焰检测线，机箱内的红色火焰指示灯亮起(表示火)。相反，如果探头没有检测to火焰，则启动3.5s计时器，3.5s后将上述触发器设置为“0”，触发器输出信号将发送到火焰http://1219.cn。

2.4火焰图像检测设备

火焰图像检测基是20世纪80年代出现的新产品。火焰图像检测设备主要由光纤、摄像机(CCD)、视频输入处理器、图像存储器和计算机组成。

带有冷却风的图像光纤延伸到炉子上(方形布局、火焰检测，检测上的燃烧器，视频输入处理器将模拟视频信号传输到MD(模拟/

计算机根据特定的火灾标准计算图像内存中数字化的图像信息，计算燃烧器有无火焰(0N/OFF)信号，发送给FSSS。

三、火焰检测器的应用

目前火力发电厂使用的火焰探测器主要有美国FOR-NEY公司IDD-II型火焰探测器、美国CE公司的SAFESCANI型和II型火焰探测器、美国BALLEY公司的BMS型火焰探测器(系统)和日本三菱公司的OPTIS型火焰图像http:

紫外线火焰探测器的优点是报警灵敏度高。锅炉(或燃烧器低负荷运行时火焰明显闪烁或变暗，此时紫外线强度明显减弱，导致检测的报警继电器动作(误报)。燃煤式锅炉在背风不平衡条件(或低负荷)下利用紫外线火焰探测器进行火焰检测是不可靠的。从20世纪70年代末开始，这种检测期的煤粉炉的应用越来越少。

由于红外辐射波长长，不容易被烟雾、粉煤灰或CO2吸收，因此红外火焰探测器在锅炉负载低时比紫外线火焰探测器更稳定，探测器对安装位置和方向的要求也不同于其他类型的http://1219。目前，该火焰探测器在火力发电厂的锅炉上有着广泛的应用。

可见光火焰探测器的特点是与人眼非常相似的光谱反应。这台检测机使用光纤将火焰的可见光传输到探针的对数放大器，因此光纤的形状可以随心所欲。

意弯曲，使得探头不必直接对准火焰，这样有利于延长探头的工作寿命。目前，这种火焰探测器也正在火电厂的锅炉上广泛应用。

普通光学检测器仅依靠一个光敏元件收集火焰特征区的平均光强，所获信息量的局限性经常导致作为前景的火焰和背景无法有效分辨。普通光学检测器探头的视野范围很小，在火焰波动较大(锅炉低负荷运行)时会误报炉膛灭火。