UVISOR火焰检测系统在华能大连电厂的应用

金鹏

摘 要：本文介绍了UVISOR火焰检测系统在华能大连电厂的应用，详细阐述了UVISOR火焰检测系统的组成和原理。并就该套产品在实际中的使用情况进行了介绍。

关键词：火焰检测系统;燃烧器;锅炉;火检保护

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.24.104

1 引言

华能大连电厂二期机组锅炉为英国BABCOCK公司生产，亚临界单鼓一次中间再热自然循环燃煤锅炉[5]。采用单炉膛，旋流燃烧器前后墙布置，平衡通风，固态排渣，半露天Π型[5]。锅炉配有四台中速MPS-89G型磨的正压直吹式制粉系统，前后墙各有二层每层六台共24台低NOX轴向旋流燃烧器[5]。每台燃烧器配有一只油枪，其中B层油枪为微油枪，其余三层为大油枪。电厂为每台燃烧器和每只大油枪配备了火检探头，原火检为BABCOCK配套生产，存在老化，定期吹扫，设备不稳定等诸多弊端，于是将两台炉的火检系统改造成ABB公司的UVISOR火焰检测系统，在实际使用中具有维护量小，信号稳定等优点，取得了良好的效果。

2 UVISOR火焰检测系统的组成和原理

ABB UVISOR火检系统主要由SF810火检探头、FAU810火焰分析单元、DCS信号连接三部分组成。如图1所示：

其中，单台机组共有42个SF810火检探头（对应24个燃烧器与18个大油枪），21个FAU810火焰分析单元（一个FAU810可以容纳两个通道）。使用时，SF810检测的火焰信号传输给火焰分析单元，经过它的计算（主要是与门槛值进行比较），判断有火或无火信号，传输给DCS。

2.1 SF810火检探头

SF810由较小的圆形铝制壳体构成（防爆），在其内部安装了电路板，电缆通过侧孔进入机壳，在电缆端子的一侧装有一个二极管，帮助用户将设备瞄准目标火焰，发光二极管的闪烁频率与火焰强度有关，即强度越大，闪烁频率越快[9]。SF810探头特性如下：

全光谱检测：可检测紫外线、可见光和红外线

检测器光谱响应峰值920nm，检测信号灵敏

内置两个冗余Modbus和Profibus，火焰实时信号检测技术

探头耐温85摄氏度，光纤耐温480摄氏度

2.2 FAU810智能分析单元

FAU810测量的火焰特性数值，包括强度、闪烁频率、AC振幅、燃烧指数[9]。这些数值与在调试阶段设置的引入和退出设定值相比较，如果测量值大于引入设定值，FAU810将选择有火状态，给火焰继电器加电，在冗余串行端口提供一个有火信号[9];如果测量值低于编程的退出设定值，FAU810将选择无火状态，切断火焰继电器供电，在冗余串行端口提供一个无火信号[9]。因为炉膛内的火焰是实时变化的，在FAU810的参数设置中有一项为平滑滤波（Normalization），通过调节它的大小能保证火焰检测不受瞬时变化的影响。另外，FAU810能一个单元容纳两个通道的火焰检测，具体对应到实际中就是一个单元包含一个燃烧器的煤火检和油火检。

FAU810智能单元特性：冗余电源和总线摩托罗拉ColdFire处理器4-20mA模拟输出和开关量输出多种调试手段，可以在现场也可以在电子间完成单只耗电仅3.6W，无需再强制散热，且环保节能连续自检功能保证设备的完整性和火焰信号的真实性专利技术的燃料数据库结合自动调谐功能优化对火焰的辨别能力，信号准确可靠。

2.3 DCS信号连接

FAU810智能单元如果判断有火状态则向DCS输出有火信号，不仅输出一个4-20mA模拟量信号，用于表征火焰的燃烧状态（DCS中用百分数表示），而且输出一个数字量信号用于火检保护。华能大连电厂二期每台机组共有四台磨煤机，如果其中一层燃烧器的6个角有四个或四个以上判断为无火，则该层燃烧器的火检保护动作，磨煤机跳闸。如果四层燃烧器都判断为无火状态，则全火焰丧失保护动作，发生MFT。

3 运行情况

改造前火检每周需要定期吹扫，维护工作量大，每年投入大量经费，并且火检偷看现象严重，特别是油火检灵敏度不高等问题经常出现导致油枪点不着。经过改造后油火检和煤火检都用SF810检测探头，提高了火检的稳定性。在使用中尤其要注意门槛参数的设置，只有当检测到的火焰强度和频率都高于门槛值时才能判断有火。如果门槛设置过高，则会发生“点不着火”的现象;如果设置的过低，则会发生偷看现象，增大火检拒动的风险。在冷态调试时可以预先进行参数的设定，但是合理的参数设定需要等到热态调试时才能确定。如表1所示以一台燃烧器的火检参数为例，各参数设定如下表：

如表格中所示，PULLIN为它的拉入值，DROPOUT为它的剔除值，只有强度和频率同时满足要求才能判断为有火。采用了合理的参数设定，能大大提高火检的检测能力，能够准确地从众多火焰中区分出被检测火焰和背景火焰，在准确见火的同时，有效地防止了“偷看”现象。改造后，火检的灵敏度和准确度有了很大的提高，准确及时地反映出炉膛的燃烧状况，为运行值班人员调整运行工况提供有力的依据和保障。

4 结语

自从华能大连电厂二期机组进行火检改造以来，火检系统运行良好，未发生误动和拒动现象。火检保护装置投入正常，有力的保障了机组的安全，并为运行人员判断燃烧工况提供了依据，因为它既能输出一个数字量信号，也能输出一个模拟量信号。总之，经济性和安全性都有了很大的提高。

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