摆动燃烧器火焰检测探头

摘要：为保障电厂锅炉的安全稳定运行、防止燃料浪费及爆炸事故的发生，火焰检测系统必不可少。传统的火焰检测探头因燃烧器的改造升级（燃烧器可进行一定幅度的摆动，保证燃烧稳定充分）逐步出现了种种安全隐患。为防止安全事故的发生，摆动燃烧器火焰检测探头在原有火焰检测探头设计的基础上，融合了金属波纹管以及滑动法兰装置的性能特点，保证火焰检测探头及其组件的正常运作，从而可以更加全面实时的检测到火焰的燃烧状况，增强对锅炉运行安全性的掌控，节约资源。

关键词：火焰检测；燃烧器；火焰检测探头；安全节约

概述

目前全世界火力发电量约占总发电量的70%。因此，电站锅炉无论从它的作用还是从能源消耗来看，对社会经济的发展都有重大的影响。锅炉安全稳定运行和资源节约也显得极为重要。火焰检测探头作为检测锅炉是否安全稳定运行的第一道防线，它能实时的反映出锅炉内部的火焰燃烧状况，防止锅炉灭火引发的资源浪费及爆炸事故的发生。经过锅炉的不断改造升级，传统的固定式燃烧器渐渐被可摆动式燃烧器所取代。摆动燃烧器火焰检测探头，就是可以随着燃烧器喷口进行上下幅度摆动的火焰检测探头。它随着燃烧器喷口摆动，实时准确地监测相应燃烧器的火焰燃烧状况，以此增强对锅炉运行稳定性的监控能力。

1.系统构成

摆动燃烧器火焰检测探头由火检探头管、光纤镜头组件、火焰检测器和滑动法兰装置等构成。各组件之间相互协调运作，共同实现火检探头随燃烧器摆动，实时监控的目的。

1.1火检探头管

火检探头管分为内外两种。内探头管用于连接保护光纤镜头组件及后端处理器。外探头管用于定位探头位置、连接火检冷却风及保护内探头管组件等。因此内探头管置于外探头管中，内外探头管之间的空隙供通火检冷却风用。原有的锅炉燃烧器一般都是不可以摆动的，内外火检探头管也均为普通硬直管。为了使燃料燃烧充分，节约资源，传统的固定式燃烧器渐渐改造升级为可摆动式燃烧器。因此，为了满足火检探头随燃烧器摆动的目的，内外探头管在原来的基础上都各自加有一段金属波纹管（弯曲韧性较强），其作用是在探头随燃烧器喷口摆动时，可进行一定程度的运动补偿，防止刚性拉扯。火检探头管的长度需要根据锅炉燃烧器的尺寸来定制。

1.2光纤镜头组件

光纤镜头组件的作用是将炉膛内火焰的光信号传输至处理器的探头板上。光纤是采用高折射率的芯体与低折射率的包覆材料拉制而成。芯体具有良好的透光性能，它以极低的衰减将目标火焰的信号从镜头组前端传至后端。光学镜头组位于探头的最前端，作用是将火焰发出的光聚焦后传至光纤的端面上。

1.3火焰检测器

常见的火焰检测器一般分为：紫外光火焰检测器、红外光火焰检测器、可见光火焰检测器三种。火焰检测器的原理是通过发光二极管将火焰光信号转换为电信号，通过处理器放大变换以数显型式输出。

1.4滑动法兰装置

滑动法兰装置，由管、填料函、密封件、螺母、外挡圈、内挡圈等组成。具体操作方法为：首先将滑动法兰后端的螺母拆下，并取出内外挡圈，随后将其穿在外套管上。将内挡圈、密封件、外挡圈依次放入滑动法兰装置与外探头管之间的空隙中，并用大螺母将其把紧，最后将滑动法兰装置固定在炉壁上。当燃烧器带动火检探头管摆动时，可实现外探头管与炉壁之间的相对运动，且密封性能良好。

摆动燃烧器火焰检测探头

2.工作原理

火焰检测：煤粉（燃油）在锅炉内燃烧时，火焰发出的光通过镜头聚焦后传至光纤上，经过光纤传送至火焰检测器的光源接收器上，通过光电转换、A / D转换、放大器增益放大等方式将信号传输给处理器。根据预先设定的火焰强度和脉动频率有火、无火识别标准，自行进行识别，并通过数模转换等方式给出相应的指示和信号。

摆动说明：火检外探头管前端通过焊接方式固定在燃烧器的二次风道喷口处，当燃烧器进行摆动时（一般为±30°幅度），将带动着火检外探头管一起运动。此时火检外探头管上的金属波纹管凭借着自身的弯曲韧性，在外探头管拉动时起到相对运动补偿的作用。过去，火检外探头管的后端都是直接焊接在炉壁上的，所以当金属波纹管部位发生运动补偿不足时，将出现刚性拉扯，使外探头管破裂，冷却风外泄，设备烧损。为了防止这一问题的发生，摆动燃烧器火检探头在原有的基础上又加上滑动法兰装置来调节。将滑动法兰装置套在外探头管后端，使滑动法兰装置与炉壁焊接。当金属软管部位出现补偿不足时，外探头管可以凭借着滑动法兰装置与炉壁之间进行相对运动，以此消除刚性拉扯力。同时滑动法兰装置也可以满足其密封性，防止热气外泄，烧损后端的火焰检测器。

3.结语

摆动燃烧器火焰检测探头结构简单、易于安装维护，且安全性能高。实现了火检探头随燃烧器摆动检测的功能。

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