ABB智能火焰检测系统在大坝发电有限责任公司的应用.pdf

宁夏电力) 2 0 0 7 年第 6 期 a b b 智能火焰检测系统 在大坝发电有限责任公司的应用 徐 志娅 ( 宁夏大坝发电有限责任公司， 青铜峡市7 5 1 6 0 7 ) 摘要： 针对宁夏大坝发电有限责任公司原 机组火检监测系统存在的不足和改造情况，介绍了改造后产 品的原理、 各个组成部件及参数功能。 关键词： 火焰； 燃煤； 燃油； 信号； 参数 中图分类号 ：t k 2 2 3 6 8 文献标志码 ： b 文章编 号： 1 6 7 2 3 6 4 3 ( 2 0 0 7 ) 0 6 - 0 0 5 6 - - 0 2 ap p l i c a t i o n o f abb i n t e l l i g e n t fir e d e t e c t i o n s y s t e m i n da b a po we r ge n e r a t i o n co ，l t d xu zh i - y a ( n i n g x i a d a b a e l e c t r i c p o w e r g e n e r a ti o n c o ， l t d ， q i n g t o n g x i a 7 5 1 6 0 7 ， c h i n a ) ab s t r a c t ： ai mi n g a t t h e e x i s t i n g d e le t i o n o f fir e d e t e c t i o n mo n i t o r i n g s y s t e m i n o rig i n a l n o 4 u n i t s ， p u t s f o r wa r d i m p r o v i n g p r o j e c t s ， i n t r o d u c e s t h e e q u i p m e n t p ri n c i p l e ， c o m p o n e n t s a n d p a r a m e t e r f u n c ti o n a f t e r i m p rov e me n t ke y wo r d s ： fl a me ； b u r n i n g c o a l ； b u r n i n g o i l ； s i g n a l ； p a r a me t e r 1 设备现状 宁夏大坝发电有限责任公司 # 4炉火焰检测系统原为 北京 a b b贝利控制有限公司 4 9 9 3型火检，这种类型的火 检在机组变负荷或煤种发生变化时， 检测性能差， 不能满足 锅炉安全、 稳定运行的要求。2 0 0 2年后 1 炉共有 1 4台 磨煤机组先后改为ab b的 u r o 0 一 u v i r智能火检。 该火检 运行稳定，特别是适合于根据不同的运行条件选择不同的 设置参数进行火检信号的检测 ， 实现了燃煤和燃油的分检， 改变了该公司掺烧劣质煤火检不稳定的现状。 2 概述 对于锅炉安全系统而言， 火焰检测器是至关重要的部件， 误判断火焰可能会造成机组设备的严重损坏。 它的主要功能就 是能准确地鉴别出燃料送入炉膛而未被点燃和燃烧时可能导 致炉膛爆炸的潜在危险。 全炉膛灭火及燃料丧失两个重要的跳 炉( nf r 柑都是由火检装置检测及判断得出的， 火检均无火 信号也是进行炉膛吹扫的必备条件之一。正是由于它的重要 性，所以宁夏大坝发电有限责任公司最终对原贝利公司的 4 9 9 3 型火检进行了设备改造， 选择了北京a b b贝利控制有限 公司的 u v i s o r系列火焰检测系统。 a b b开发出的u v i s o r系列中最新的可编程火焰检测系 统， 它是基于微处理器的智能单 1 元， 内置了火焰检测软件包。 由于 操作员或 营 理系统可以通过 u v i s o r产品控制全部参数， 从而使火焰检测器适用于电厂中不同的操f 佟 和环境，能够 非常理想地 众多燃烧器： j ( 焰和背景火焰中鉴别出目标火焰。 3 火焰检测装置的工作原理 火焰检测装置是依据火焰信号的特性来检测火焰的。 首先将火焰信号分成 2路信号： 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!欠 焰的闪动。 对强度信号 的处理比较简单，只需将实时火焰强度与强度阈值进行比 收稿 日期 ： 2 0 0 7 - 0 5 2 5 作者简介： 徐志娅( 1 9 7 1 一 ) ， 女， 工程师， 从事发电厂热工自动化技术工作。 5 6 维普资讯 宁夏电力) 2 0 0 7年第 6期 a b b智能火焰检测系统在大坝发电有限责任公司的应用 较， 当火焰强度高于强度阈值时， 判定火焰强度条件成立。 频 率的处理实际上是对火焰信号波动部分的处理。 频率信号包 含信号的频谱、 带宽、 峰一 峰值等参数， 要对这部分信号进行 滤波、 交换， 从中提取火焰的燃烧特征。 由于火焰的频率信号 大约为 1 h rz 2 0 0 hz ， 而炉膛内炽热的焦渣及灰粉发光的频率 不超过 2 hz ， 所以通过频率信号的频谱分析完全可以确定火 焰的存在。对火焰频率信号不只是要进行简单的分析 ， 还要 对火焰 的波形进行数字滤波、 傅立叶变换， 提供火焰波形中 最具火焰特征的信号。 这些参数处理最终得到的综合标量仍 称为频率， 作为判定火焰“ 有” 、 “ 无” 的依据。 对于来自不同燃烧器火焰的识别是火焰检测的难点。 由于桐邻燃烧器火焰的频率和主火焰有时非常接近，要对 频率信号进行频谱分析， 从而提高识别能力。 当频率和强度 均高于漫定的阈值时， 判定为“ 有火” ； 反之， 判定为“ 无火” 。 这在多数情况下是十分可靠的。似有时由于火焰燃烧过程 中偶尔出现扰动或“ 黑龙” 的影响， 火焰的强度或频率会短 时间低于阂值， 这h ,j - n 果发出“ 无火” 信号， 就将增加灭火保 护系统误动的可能性 。 为 了避免误发灭火信号 ， 提高火焰检 测器的可靠性 ， 一般 的火 焰检测器都增加 1 s 5 s 的延时。 4 u v i s o r系列火焰检测装置的组成 u v i s o r多种燃料 火焰检测 系统 ，由基于微处理 器的 智 能单元 m f d s a， u r系列 检测器 探头 ， mf d s a参 数 管 理软件 3 部分组成。 4 1 检测器探头 根据燃料的不同， 检测器探头分为 3个类型， 分别是紫外线 ( u v )型感应检测器 、红外线 ( i r)型感应检测器和双感应 ( u v & i r) 榭 则 器。大坝发电有限责任公司所使用的红外线( i r ) 型感应检测器为 u r 6 0 0 1 0 0 0 i r型， 检测光谱范围从 6 0 0 n n 到 3 0 0 0 n m， 只接收f j f 燃料在燃烧时湍流而引起的闪烁部分的火 焰信号， 即燃烧的动态辐射部分， 探头 u r 6 0 0 i r中安装了一个 石英镜头，个p b s 红外线感应元件和个信号调节 前置放大 器印刷电路板。端子到控制单元采用螺钥紧 固的方式。 4 2 mf d s a智能单元体 mf d s a智 能单元体是基于微处理器的放大设备 ， 具有 同时接收两个检测器探头信号的能力 ，从每个探头来的信 号送人它 自己独立 的通道 ，每个通道 义有其 自己的火焰 继 电器 ， 各 自提供 0 v i o v或 4 m a - 2 0 ma的模拟输出。m f d s a 智能单元体具有卓越的自诊断功能，其 自诊断功能的持续 运行保证了燃烧器控制的安全可靠。 诊断包分为 3 种不同 的类型： 启动诊断在设备上电时进行； 在线诊断在 上电后的任何时间内进行； 周期诊断上电后定期进行。 没备上电时将按顺序进行系列的测试，测试程序记忆代 码将显示在左侧显示器上同时测试结果会显示在右侧显示 器上。如果右侧显示器上显示“ o k” 表示测试成功， 显示 “ f a i l ” 表示测试失败。 另一方面 ， 只要周期或在线测 试出现 故障， 错误代码就会显示在左侧显示器上， “ f a i l ” 将在右侧 显示 。除此 ， 它还有 以下两个最为突 出的功能 ： 4 2 1 参数选择 功能 大部分火焰检测技术一般还是通过锅炉运行在某一特 定负荷时进行参数的设置，这个参数组既要适应当前负荷 状况， 又要满足对其它负荷状况火焰的检测。 而 u v i s o r系 列火焰检测系统具有独特的参数选择功能，针对不同燃烧 工况分别选择不同参数组 ，而且可根据当时的背景工况进 行火焰跟踪， 以实现对火焰检测的一一对应。u v i o s r正是 抓住了火焰在燃烧时这一特有的属性，除了对背景火焰进 行处理外， 还弓 i 入了火焰光谱的自动分析， 给出适合本火嘴 的低频切断和高频切断频率，即低于低频率的火焰信号被 滤除， 高于高频率的火焰信号也被滤除。 f _丁炉膛内的火焰 和热管壁基本属于静态辐射， 即使其火焰信号再强， 但频率 却远远低于低频率切断值 ， 信号被滤除； 其它火嘴的火焰由 于都是尾部对本火嘴有影响， 频率值也较低， 同样被滤除； 这样就保证了火焰检测器只采集本火嘴的火焰信号，极大 提高 了检测准确度 。可供 选择 的参数有 ： b ( 背景 ) 用 d b表 示 衰减 值 ( 1 d b 9 9 d b ) ； t ( 时钟 ) 火焰 继 电器延迟 1 s 5 s ； p ( 预报警) 火焰信号预警极限 l d b 4 0 d b ； l f ( 带宽滤波器的 低终止频率 ) ； hf ( 带宽滤波器的高终止频 率 ) 。 4 2 2 自 动扫描功能及数据库 针列 u v i s o r火焰检测系统的 自动扫捕功能它 的参数设 置。 可以通过智能单元 内的微处理器 自动扫描完成。 对于某一 种特定工况， 处理器只要经过有火和无火扫描后的计算， 就能 准确给出实现对当n 臼 这种工况的火焰检测的频率值、背景值、 低频率切断频率、 高频率切断频率以及增益值等参数设置。 通过此套软件 ， 运行人员只需要在 o i s上， 就能够很轻松 地在集控室监视和管理所有的火焰检测器的运行， 同行检修人 员还可以随时修改组态以适应运行中的特殊 睛况和要求 ， 大大 减少了工作人员的劳动量， 真正实现了生产管理的自动化。 5 结束语 大坝发电有限责任公司 l 机组的锅炉炉膛火焰检测 系统 自从改造为 ab b公司的 u v i s o r火焰检测 系统后 ， 调 试、 运行情况良好。能够准确、 及时地检测煤、 油燃烧器的火 焰情况， 实现了燃煤 和燃油的分检。满足了该公司掺烧劣 质煤火检不稳定的现状，