火检系统技术方案.doc

技术方案Forney Corporation/Fireye Inc单火嘴燃气锅炉火检及点火系统方案一、 概述1背景及原因火焰监测系统是锅炉燃烧保护系统最重要的组成部分，该系统通过检测燃烧器火焰燃烧情况判断锅炉是否灭火，在灭火的情况下发出保护（或报警）信号，锅炉控制系统自动（或通知运行人员）切断所有燃料，保证安全停炉。锅炉正常运行时，在没有火焰检测和相应的安全连锁保护情况下，如果锅炉火焰丧失，而操作人员未及时切断送入此锅炉的燃料，未燃烧的燃料混合气就会进入炉膛内部，当未燃烧的燃料和空气混合到达一定量时，则锅炉内就会发生局部爆燃现象，严重的情况下会损害锅炉设备以及危害人身安全。2技术方案概述我方就多年来运用于电力行业的大型锅炉保护系统，石化行业各种小型加热炉保护系统，以及冶金行业大型高炉煤气锅炉保护系统的经验，提出如下有关安全技术控制方案，供用户参考。首先，在锅炉的基础上加装火焰检测设备，对主燃料燃烧器采用“一对一”（即一个火嘴配一个火焰检测器）的火焰检测方式来检测每个火嘴的燃烧状况，对火焰的真实性做出判断，并对外输出有火/无火信号和火焰强度信号，连锁相应设备。这样可以对火嘴灭火做出迅速的反映，确保锅炉的安全。其次，我方为锅炉的点火控制提供相应的电子点火设备。最后，可根据用户对自动化程度的要求，可以为用户配置锅炉点火控制及灭火保护系统。点火控制及灭火保护系统在锅炉启动、停止和运行等状态下，连续监视锅炉燃烧的参数与状态，并且实时进行逻辑运算和判断，在出现锅炉灭火的情况下，通过系统联锁控制，使燃烧设备中的有关部件按照规定的合理程序完成必要的操作或处理未遂性事故，最大限度的保证锅炉的安全运行。二、 安全技术方案所需设备组成：1）火焰检测系统主要包括火焰检测探头及相关安装附件2）高能电子点火设备主要包括高能点火器，点火枪，及相关安装附件3）点火控制及灭火保护系统主要包括点火控制器等（根据用户对锅炉的控制要求决定型号的选择）三、 技术方案说明1高性能价格比的火焰检测系统火焰检测系统是本方案中的最重要的部分。检测火焰真实存在与否并准确及时的送出有火/无火信号到相应的连锁系统，直接关系到锅炉的安全运转和操作。因此，我方提供此方案最重要的原则就是确保所提供的每一套火检设备都能准确检测到锅炉燃烧火焰的有无。根据我方在多种燃气锅炉的应用的基本情况来看此。由于燃气锅炉燃料燃烧时产生的动态紫外线频率比较高，同时紫外线强度比较大。要对此燃烧器的火焰进行准确严格的检测，则应使用采用紫外线动态检测原理的火焰检测器，对燃烧器火焰的动态频率和强度同时检测和分析，综合比较和处理后送出真实有火/无火的信号参与加热炉的安全保护连锁。我方提出的初步的火检配置方案是使用85UVF2-1EX（防爆等级dIIBT6，如现场仪表的防爆等级为dIICT6，则应使用85UVF2-1CEX）一体化火焰检测器来检测单火嘴燃烧器的火焰情况。1）火焰检测器的性能FIREYE公司的PHOENIX系列的85UVF型火焰检测器是基于微处理器设计的火焰探头，内含紫外动态传感器，一体化的设计使其不再需要远程放大器，本体自带火焰继电器，可对外直接输出火焰有/无节点信号和火焰强度的4-20mA信号，自带电子自检功能，同时可对外输出故障信号。火焰检测器本体自带调节键盘和LED显示灯，可方便现场维护人员进行调整和监视。85UVF火焰检测器的主要性能指标如下：火焰检测器的防护等级：NEMA 4X,IP66火焰检测器的环境温度：-40- +65每套火检所需冷却风压：4.5 Kpa每套火检所需冷却风量：25M3/Hr2）火焰检测器的安装影响火焰检测系统使用效果的因素除了火检设备本身的性能外，设备的安装也是非常关键的因素。成熟的安装附件设计有利于增强火检设备的使用效果，我方提供的85UVFS型火检，其安装附件的设计具有非常科学合理的设计。首先，前端采用万向节法兰方式与炉壁连接，有利于调节视角，能够确定准确的安装角度，便于观火。其次，在安装管部分设计了石英镜片，能够有效保证探头前部的清洁，维护时只需对石英镜片擦拭即可。另外，安装管中设计了一段“隔热管”，它既能够减少热量从炉壁向探头的传导，同时也起到绝缘防干扰的效果。这些都是我公司所提供方案的独到之处。（注意：如现场防爆要求为dIICT6，则火检的安装采用直接窥视管安装。）另外，根据锅炉的实际结构和燃烧器的布置方式选择合适的开孔位置也非常关键。理想的开孔位置是，保证能够很好地观测本身所检测燃烧器的火焰状态，同时又不会看到相邻或相对燃烧器的火焰。我公司拥有各种类型锅炉火检安装开孔的经验，能够根据锅炉的实际情况采取理想的开孔位置和安装方式。对于本锅炉开孔，我公司在改造时将根据贵方所提供的锅炉结构图来确定火焰检测器的可靠开孔安装位置，确保为贵方提供全面完善的解决方案。火焰检测器的其他安装附件的安装示意图如下1 火检冷却风系统冷风系统可以保护火检探头能够长期稳定工作。鉴于该锅炉只配置4只火检探头，无需配置单独的冷风系统，现场提供仪表风即可能够保证火检的正常使用。2高能点火设备高能点火设备由如下部件组成（注意：如现场防爆要求为dIICT6，则高能点火设备应采用HESI-EX系列点火设备。）1）HESI点火器安装组件采用安装组件便于HESI点火器安装，根据炉型的不同和燃烧器的复杂程度具有不同的组合方式，其大致分为两类，一种是采用带推进装置得活动安装方式，一种采用不带推进装置得固定安装方式。我方将根据实际用户锅炉的情况使用最合适的安装组件。2）HESI高能点火器HESI高能点火器是等级3的特殊点火器，其可用于直接点燃小型锅炉的油或天然气等燃料，其工作原理是输入交流电源经变压器升压和硅堆整流，成为脉冲直流电向储能电容充电，电容器充电至放电管的放电电压时，放电管起弧导通，电容器中的储能送至半导体电嘴引起火花放电，用于点火。其内含限流电阻并可用以调整火花频率，自带泄放电阻，当点火器断电后可迅速耗尽电容器中的剩余储能，以保证维修安全。3）HESI点火枪点火枪包含导电杆和高能电嘴，导电杆为全不锈钢外壳，内含传输脉冲直流的高压线，高能电嘴为高压放电装置，通过点火器送出的储能引起火花放电，从而引燃燃料。4）HESI电缆组件HESI电缆组件可以看作是点火枪导电杆的软性延长端，其主要作用是传输点火器产生的高压电能。3点火控制及灭火保护系统锅炉灭火保护系统是一个燃烧器管理和燃料安全联锁系统，它能在锅炉正常工作，启动和停止等运行方式下，连续监视燃烧系统的参数与状态，并且进行逻辑运算和判断，通过联锁装置，使燃烧设备中的有关部件按照规定的合理程序完成必要的操作或处理未遂性事故，以保证锅炉炉膛及燃烧系统的安全，最大限度的保证锅炉的安全运行。我方采用MicroM点火逻辑控制器作为单火嘴燃气锅炉的点火控制及灭火保护系统。MicroM点火逻辑控制器为小型锅炉专用一体化点火逻辑控制器，其与HESI系列点火设备和85UVF火焰检测器相配，可完成小型锅炉的点火前的预吹扫，点火等等复杂的逻辑顺控功能。MicroM点火逻辑控制器自带LED指示，内部配有插入式编程控制器和火焰放大器，可实现远程复位。通过配有扩展组件可实现MODBUS远程通讯和远程显示。Fireye的MicroM点火控制器控制及接线如下图所示：四、 设备配置表1