锅炉火焰检测系统改造

曾 春

（湛江电力有限公司 广东湛江）

一 、炉膛火焰检测系统工作状况

炉膛火焰检测系统在炉膛点火时，检查4只轻油枪火检系统运行良好，着火信号开关量正常，着火信号强度正常，强度为100%。投运第一层（A层）煤层运行，第一层煤火检着火信号开关量正常，着火信号强度正常在100%附近变化，随后投第二层（B层）煤层运行，负荷升到60 MW左右，第二层煤火检着火信号开关量正常，着火信号强度正常在100%附近变化。负荷升到100 MW左右，第一层、第二层煤火检运行正常，投运第三层（C层）煤层运行，负荷升到150 MW左右，第三层煤火检着火信号开关量正常，着火信号强度正常在100%附近变化，第一层、第二层、第三层煤火检运行正常。负荷升到200 MW时，发现第二层B3煤火检着火信号强度有波动，在60%～100%之间变化，着火信号开关量正常，负荷继续升高到300 MW，发现C1，B1煤火检着火信号强度有波动，在60%～100%之间变化，着火信号开关量正常。跟踪观察发现负荷低时（150 MW），煤火检着火信号开关量正常，着火信号强度正常在100%附近变化，负荷升高时（200 MW），煤火检着火信号开关量正常，个别煤火检着火信号强度有波动在60%～100%之间变化。随着负荷升高，火检强度模拟量信号反而逐渐降低，甚至出现火检信号无火报警。为了满足火检信号强度，有时通过调整燃烧器摆角来实现，这又无法满足主蒸汽温度要求，导致4#锅炉烟煤改造后火检保护一直未能投入，锅炉运行存在较大隐患。

二、炉膛火焰检测系统情况原因分析

针对炉膛火焰检测系统工作状况，经过半年多的对比跟踪分析，发现4#锅炉烟煤改造后，刚开始点火及低负荷时，火检强度模拟量信号及开关量信号都工作正常。炉膛火焰检测系统随着锅炉负荷升高，煤量、配风随之增大，锅炉燃烧中心上移，煤火焰发生变化，火焰初始燃烧区前移，火检光纤视角未变，因火焰燃烧区逐渐远离火检光纤视角检测区域，引起火检信号强度波动，即随着锅炉负荷升高，火检强度模拟量信号反而逐渐降低，甚至出现火检信号无火报警情况。进一步查找资料深入分析，认为火检系统光纤在二次风口安装时，有一个向下的视角，东方锅炉厂设计的火检观火角度为15°，初步判断为火检光纤视角角度过大是引起火检检测系统不能正常工作，从而引起火检强度模拟量波动的主要原因。

三、炉膛火焰检测系统改造措施

根据炉膛火焰检测系统运行情况的分析，与东方锅炉厂及FORNY火检系统供货商技术人员进行充分协商，认为火检系统光纤视角角度过大是引起火检检测系统不能正常工作的主要原因。决定将火检光纤视角角度进行调整，建议由原来的15°改为5～8°，即将4#锅炉原火检光纤安装垫块（确定火检观察角度）拆除，由FORNY火检系统供货商重新提供火检光纤安装垫块，以满足火检观察视线与燃烧器中心线相交成5～8°的角度需要，并对4#锅炉火检系统进行优化及对火检光纤的观火角度进行改造。

四、炉膛火焰检测系统改造项目内容及效果

1.火检探头固定接头的安装

火检的万向接头固定在燃烧器面板上。将垫块（确定火检观察角度）焊接在外导管前端的直管前端，垫块的另一面焊接在二次风隔板上指定位置处（焊接使用不锈钢焊条）。同时注意外导管后端的冷却风管接口应朝冷却风来的方向。三通内通冷却风，用以冷却和清洁火检探头。喇叭口的安装法兰环套可方便的安装和拆下火检探头。

2.火检角度安装

探头绕性光纤安装时，应满足导管的视线与燃烧器中心线相交成一个很小的角度α（如5～8°），并且能最大限度地看到主燃烧区，以获得最佳效果（图1）。

图1 火检安装角度示意图

图1中L1是燃烧器喷口到主燃烧中心区的距离，L2是外导管在二次风箱的安装位置到燃烧器喷口距离，安装角度α，tgα=L2/L1。

3.火检视线的调节（图 2、图 3）

火检视线的调节对于成功安装非常重要。火检安装位置的选择及角度调整（燃烧器启动前）遵循以下原则。

（1）将火检安装在燃烧器护板或炉壁上，初步安装的视线应瞄准设计火焰长度的1/3处，火检视线应无障碍，如有导风板等挡住视线时，应与燃烧器厂家协商并开孔，使火检能检测到主燃烧区域。

（2）火检开孔的大小应考虑到检测区域的火焰大小、形状、检测距离等因素。

（3）火检开孔的位置应考虑到助燃空气的顺时针或者是逆时针转向，因为有些场所将会导致着火点的偏移。

（4）当采用一个火检同时检测主火焰和点火火焰时，要使火检能同时检测到该两种火焰。

（5）采用二个火检来检测主火焰和点火火焰时，要使主火焰火检检测不到点火火焰。

4.锅炉火检角度调整

将4＃锅炉火检光纤的观火角度进行了调整，将火检探头安装固定垫块改为5°，并根据FORNY火检系统供货商技术人员建议将初始燃烧区调整为1.5 m，并对安装位置与角度进行核对。

5.具体改造项目内容

（1）拆除火焰检测系统观火部分旧设备，切除原火检探头安装固定垫块，并在原位置重新焊接观火角度为5°的火检探头安装固定垫块。

（2）重新对火焰检测系统火检观火部分进行安装。

（3）清扫火检光纤与吹扫火检冷却风通道。

（4）重新对火检参数进行了预设，利用发光源的晃动来进行模拟试验并检查正常。

（5）火检系统点火及高负荷后火检参数检查分析。

（6）确认火焰检测系统在各工况下工作正常一周后投入锅炉角火焰保护与全炉膛失火保护。

6.改造后效果

锅炉火焰检测系统经改造后工作正常，各工况下火检系统运行良好，着火信号开关量检测正常，着火信号强度检测正常，使锅炉燃烧的工况得到了有效监视，并投入了锅炉角火焰保护与失去所有火焰保护，确保了锅炉燃烧运行的安全性；而且4#炉膛火焰检测系统技术改造整改后，炉膛火焰检测系统工作正常，火检信号强度检测满足要求。

由于出现设计及安装问题，热工人员对火检系统的认识进一步加深，并将该次炉膛火焰检测系统技术整改措施推广应用到其他锅炉火检系统改造中，可避免其他锅炉烟煤改造中出现同样的问题。