火焰檢測器

鍋爐爐膛安全監控系統中的設備

火焰檢測器是鍋爐爐膛安全監控系統（Furnace Safety Supervision System，簡稱FSSS）中的重要設備，其作用是根據火焰的燃燒特性對燃燒工況進行實時檢測，一旦火焰燃燒狀態不滿足正常條件或熄火時，按一定方式給出信號，保證鍋爐滅火時停止燃料供應。它主要是由探頭和信號處理器兩個部分組成。

1簡介 2檢測原理 3基本分類

4主要特性 5基本簡介

簡介

火焰檢測設備是火力發電廠鍋爐爐膛安全監控系統（FSSS）中的關鍵設備，它的作用貫穿於從鍋爐啟動至滿負荷運行的全過程，用於判定全爐膛內或單元燃燒器火焰的建立/熄滅或有火與無火，當發生全爐膛滅火或單元燃燒器熄火時，火焰檢測設備觸點準確動作發出報警，依靠FSSS系統連鎖功能，停止相應給粉機、磨煤機、燃油總閥或一次風機等的運行，防止爐膛內積聚燃料，異常情況被點燃引起鍋爐爆炸惡性事故的發生，因此設備性能即設備運行的可靠性與檢測的準確性直接關係到機組的運行安全與穩定性。

最早的火焰檢測器出現在上世紀50年代，60年代國外首先研製出了紫外線火焰檢測器，70年代開始，國外陸續出現了檢測火焰燃燒時釋放紅外線和可見光的火焰檢測器，80年代又出現了基於圖像、視頻的鍋爐燃燒監控裝置，後來又有了組合探頭（紅外線、紫外線）的火焰檢測器。發展至今，火焰檢測器的檢測辨別能力越來越強，檢測也不斷趨於智能化。

檢測原理

油、煤或氣體燃料的燃燒其實質是燃料化學能以電磁波的形式釋放，燃燒器火焰一般都能發射幾乎連續的發光光譜，其發射源是燃燒過程中生成的高溫炭素微粒子、微粉炭粒子群和氣體等，不同的燃料燃燒過程中的中間產物不完全相同或中間產物的所佔比例各不相同，不同的燃燒中間產物所發射的光譜不完全一樣，這是選擇不同類型火焰檢測器依據，C2發射可見光（發射波長為473.7納米左右）、CH化合物發射紫外到藍光區波段的光譜、炭素粒子群發射紅光區光譜、CO2、H2O和SO2等三原子氣體發射紅外光，不同燃料的光譜分佈特性是油火焰含有大量的紅外線、部分可見光、和少量紫外線，煤粉火焰含有少量紫外線、豐富的可見光和少量紅外線。氣體火焰有豐富的紫外線、紅外線和較少的可見光，而且對於單隻燃燒器火焰，其輻射光譜沿火焰軸線分佈是有規律的，例如煤粉鍋爐中煤粉燃燒器沿軸線從里至外分為4個區域即預熱區、初始燃燒區、安全燃燒區和燃盡區，在初始燃燒區不但可見光較豐富而且能量輻射率變化聚烈，因此火焰檢測探頭準確對準燃燒器的初始燃燒區是最佳選擇。

基本分類

火焰檢測器發展到現在，其檢測的內容主要包括火焰信息的光能、熱能、圖像，不同的只是檢測的原理，根據檢測的原理可以將火焰檢測器分為以下幾種。

基於相關原理

基於相關原理的火焰檢測器最早由英國的Land Combustion公司推出，在確定火焰燃燒的三維空間位置的基礎上，利用兩個探測器的視線形成交叉點，將交叉點對準燃燒空間位置的中心點，兩個探測器採集到的火焰信號始終保持一致，結合相關理論，根據相關係數大小判斷火焰燃燒情況。

基於光能

基於光能的火焰檢測器應用比較廣泛，主要包括基於可見光、紅外線以及紫外線檢測的火焰檢測器，其原理就是利用火焰燃燒發出的光能來進行檢測的，一般使用光電元器件作為採集裝置，將光能信號轉換為電信號，經過處理后判斷爐膛的燃燒狀況。

基於可見光的火焰檢測器利用火焰產生的光強度和跳動的頻率進行判斷，對兩個參數的採集和分析，大大提高了系統判斷的準確性，應用比較多的有三星公司的IFM-IH型火焰檢測器。基於紅外線的火焰檢測器利用火焰燃燒時產生的紅外線來判斷，該類檢測器自發明以來，一直應用比較廣泛。基於紫外線的火焰檢測器同樣是利用火焰燃燒時產生的紫外線進行判斷，該類檢測器特對以原油為燃料燃燒的火焰檢測比較準確。以下對基於光能的三種類型的火焰檢測器進行介紹。

（1）紫外光型

紫外光火焰檢測器採用紫外光敏管作為感測元件，其光譜範圍在0.006~0.4nm之間。紫外光敏管是一種固態脈衝器件，其發出的信號是自身脈衝頻率與紫外輻射頻率成正比例的隨機脈衝。紫外光敏管有二個電極，一般加交流高電壓。當輻射到電極上的紫外光線足夠強時，電極間就產生“雪崩”脈衝電流，其頻率與紫外光線強度有關，最高達幾千赫茲。滅火時則無脈衝。

（2）可見光型

可見光火焰檢測器採用光電二極體作為感測元件，其光譜響應範圍在0.33~0.7nm之間。可見光火焰檢測器由探頭、機箱和冷卻設備等部分組成。爐膛火焰中的可見光穿過探頭端部的透鏡，經由光導纖維到達探頭小室，照到光電二極體上。

該光電二極體將可見光信號轉換為電流信號，經由對數放大器轉換為電壓信號。對數放大器輸出的電壓信號再經過傳輸放大器轉換成電流信號。然後通過屏蔽電纜傳輸至機箱。在機箱中，電流信號又被轉換為電壓信號。代表火焰的電壓信號分別被送到頻率檢測線路、強度檢測線路和故障檢測線路。強度檢測線路設有兩個不同的限值，即上限值和下限值。當火焰強度超過上限值時，強度燈亮，表示著火;當強度低於下限值時，強度燈滅，表示滅火。

頻率檢測線路用來檢測爐膛火焰閃爍頻率，它根據火焰閃爍的頻率是高於還是低於設定頻率，可正確判斷爐膛有無火焰。故障檢測線路也有兩個限值，在正常的情況下，其值保持在上、下限值之間。一旦機箱的信號輸入迴路出現故障，如光電管至機箱的電纜斷線，則上述電壓信號立刻偏離正常範圍，從而發出故障報警信號。

（3）紅外光型

紅外光火焰檢測器採用硫化鉛或硫化鎘光敏電阻作為感測元件，其光譜響應範圍在0.7~3.2nm之間。紅外光火焰檢測器也是由探頭、機箱和冷卻設備組成。燃燒器火焰的一次燃燒區域所產生的紅外輻射，經由光導纖維送到探頭，通過探頭中的光敏電阻轉換成電信號，再由放大器放大。該火焰信號由屏蔽電纜送到機箱，通過頻率響應開關和一個放大器后，再同一個參考電壓（可調）進行比較。

基於圖像或視頻

隨著人們對光學及視頻採集技術和圖像分析技術掌握的日漸成熟，這類火焰檢測器的研究越來越多，並且使用範圍廣，設計中主要採用光學設備和CCD攝像機，分析採集的火焰圖像灰度、火焰燃燒輪廓大小等參數，並能利用圖像處理辦法去除干擾，經過處理可以對火焰燃燒情況做出判斷。該類檢測器不僅可檢測爐膛內的燃燒情況，在森林火災和室內火災的預防上也有廣泛的應用價值。

主要特性

當前國際國內使用比較廣泛，研究比較多的火焰檢測器的主要功能都有相似之處，具體有以下幾點：

（1）能夠與計算機進行基於Modbus匯流排的數據互通，實現遠程監控操作和聯網管理；

（2）利用感測器元件採集火焰信號，提供給系統進行分析處理；

（3）針對火焰/故障狀態，採用單路/雙路繼電器保護系統運行安全；

（4）能將火焰信息及繼電器狀態等數據實時傳輸至上位機，供工作人員查看；

（5）可以設定安全響應時間；

（6）人機界面友好，能通過按鍵和LED數碼管電路，實現查看、設置各種檢測參數，採用LED燈和數碼管顯示系統狀態和火焰狀態。

火焰檢測器的這些特性為實施檢測提供了切入點：模擬爐膛火焰的燃燒狀態提供給待測火焰檢測器，對火焰檢測器輸出的相關參數進行採集計算，並與待測火焰檢測器檢測的數據進行對比分析，可以對火焰檢測器的性能參數及質量狀況進行判斷。

熱工自動化、電廠化學與金屬

▪火力發電廠熱工自動化	▪自動化水平	▪控制方式	▪單元控制室	▪電纜夾層
▪電子設備間	▪熱工配電箱	▪保溫箱	▪控制盤台	▪單元集中控制
▪就地控制	▪車間無人值班控制	▪熱工檢測	▪熱工檢測儀錶	▪一次儀錶
▪二次儀錶	▪爐膛火焰檢測	▪火焰檢測器	▪工業電視	▪爐管泄漏監測系統
▪煙氣連續監測系統	▪煤量檢測	▪模擬量控制系統	▪水、汽品質監測儀錶	▪自動調度系統
▪單元機組協調控制系統	▪鍋爐跟蹤方式	▪汽輪機跟蹤方式	▪協調控制方式	▪鍋爐模擬量控制系統
▪直流鍋爐模擬量控制系統	▪給水控制系統	▪過熱汽溫度控制系統	▪再熱汽溫度控制系統	▪燃燒控制系統

其他科技名詞

▪燃料量控制系統	▪送風量控制系統	▪爐膛壓力控制系統	▪磨煤機出口溫度控制系統
▪一次風壓力控制系統	▪石灰石量控制系統	▪床溫控制系統	▪床壓控制系統
▪汽輪機控制系統	▪數字式電液控制系統	▪給水泵汽輪機數字式電液控制系統	▪轉速控制
▪負荷控制	▪負荷限制	▪主汽壓力控制	▪閥門管理
▪旁路控制系統	▪汽輪機背壓控制系統	▪冷卻水溫度控制系統	▪總壓力控制系統
▪燃氣輪機控制系統	▪聯合循環機組協調控制	▪燃氣溫度控制系統	▪壓氣機入口導葉控制
▪自動調節裝置	▪基地式調節儀錶	▪單元組合式調節儀錶	▪組裝式調節儀錶
▪數字式調節儀錶	▪開關量控制系統	▪聯鎖控制	▪順序控制系統
▪單元機組自啟停控制	▪功能組級控制	▪子功能組級控制	▪單個操作
▪汽輪機熱應力監控系統	▪汽輪機自啟停控制系統	▪給水泵順序控制	▪鍋爐點火系統順序控制
▪煤粉製備系統順序控制	▪輔機順序控制	▪水處理系統順序控制	▪鍋爐吹灰系統順序控制
▪輸煤系統順序控制	▪熱工報警系統	▪信號器	▪首出原因
▪報警抑制	▪熱工保護	▪單元機組保護	▪爐膛安全監控系統
▪爐膛安全系統	▪燃燒器控制系統	▪爐膛外爆保護	▪爐膛內爆保護
▪全爐膛火焰喪失保護	▪點火失敗保護	▪總燃料跳閘	▪油燃料跳閘
▪穩定火焰	▪火焰	▪火焰包絡	▪單燃燒器火焰檢測
▪全爐膛火焰檢測	▪臨界火焰	▪角火焰消失	▪全爐膛火焰喪失
▪吹掃風量	▪吹洗	▪鍋爐汽包水位保護	▪直流鍋爐給水流量過低保護
▪輔機故障減負荷	▪機組快速切負荷	▪瞬間甩負荷快控保護	▪超速保護控制
▪超速跳閘保護	▪汽輪機緊急跳閘系統	▪潤滑油壓力過低保護	▪凝汽器真空過低保護
▪發電機冷卻系統故障保護	▪汽輪機監視儀錶	▪瞬態數據管理系統	▪分散控制系統
▪工程師站	▪操作員站	▪歷史數據存儲	▪定時列印
▪追憶列印	▪事件順序記錄	▪掃描速率	▪採樣周期
▪過程式控制制級	▪監控級	▪廠級信息系統	▪廠級監控信息系統
▪廠級監控信息系統功能站和客戶機	▪壽命在線監測	▪工藝設備狀態監測	▪機組性能計算
▪廠級性能計算	▪機組運行優化指導	▪負荷優化分配	▪管理信息系統
▪工業控制系統用現場匯流排	▪自動化系統電源	▪自動化系統氣源	▪熱工自動化設計
▪儀錶控制系統安裝	▪儀錶管路敷設	▪儀錶管連接	▪儀錶管固定
▪伴熱	▪管路嚴密性試驗	▪順序控制系統調整試驗	▪聯鎖保護試驗
▪模擬量控制系統調整試驗	▪調節品質	▪模擬量控制系統投入率	▪保護系統投入率
▪輸入輸出點接入率	▪輸入輸出點完好率	▪儀錶完好率	▪儀錶準確率
▪儀錶故障率	▪周期檢驗率	▪熱工技術監督	▪熱工量值傳遞
▪標準計量儀器	▪標準計量設備	▪[計量器具的]檢驗	▪火電廠模擬機
▪全範圍高逼真度模擬機	▪通用型模擬機	▪教練員台	▪就地操作站
▪天然水	▪水質分析	▪懸浮物	▪膠體物
▪有機物	▪濁度	▪沉積物	▪沉渣
▪鹼度	▪酸度	▪溶解氧	▪化學需氧量
▪鈉度計	▪電導儀	▪水預處理	▪D值
▪pH值	▪加氯處理	▪除有機物	▪污染密度指數
▪澄清預處理	▪澄清器	▪過濾預處理	▪過濾器
▪覆蓋過濾器	▪電磁過濾器	▪離子交換技術	▪離子交換樹脂
▪陰離子交換樹脂	▪陽離子交換樹脂	▪樹脂傳輸系統	▪樹脂再生
▪對流再生	▪鹼耗	▪酸耗	▪再生劑用量
▪氨化混床	▪總硬度	▪軟化	▪軟化器
▪軟化水	▪蘇打石灰法	▪反洗	▪浮動床
▪混合床	▪雙層床	▪三層床	▪雙室床
▪除硅	▪超濾	▪微濾	▪納濾
▪總含鹽量	▪除鹽水	▪海水淡化	▪反滲透
▪透過性	▪卷式反滲透膜元件	▪複合膜	▪中空纖維滲透器
▪電滲析	▪電除鹽	▪倒極電滲析	▪蒸餾法海水淡化
▪閃蒸	▪多效蒸發	▪壓汽蒸餾	▪太陽能蒸餾
▪鍋爐給水處理	▪鍋內水處理	▪聯氨處理	▪磷酸鹽處理
▪零固形物處理	▪凝結水精處理	▪化學監督	▪化學監督儀錶
▪排污率	▪汽水損失	▪選擇性攜帶	▪鍋水質量
▪水垢	▪水垢分析	▪防垢處理	▪化學清洗
▪化學清洗介質	▪酸洗	▪酸洗緩蝕劑	▪鈍化劑
▪水汽取樣	▪鹽類暫時消失	▪氧腐蝕	▪防腐蝕處理
▪油務監督	▪變壓器油	▪汽輪機油	▪油樣分析
▪界面張力	▪遊離碳	▪機械雜質	▪酸值
▪[油中]水溶性酸	▪抗氧化劑	▪氧化穩定性	▪油質老化
▪油質老化試驗	▪可燃氣體分析	▪連續再生裝置	▪薄膜密封
▪充氮保護	▪防鏽劑	▪油凈化	▪油再生
▪油中含氣量	▪油析氣性	▪紅外光譜分析	▪油中水分
▪高壓液相色譜分析	▪油凈化裝置	▪油中顆粒度	▪油系統泄漏試驗
▪油壓裝置	▪油系統清洗	▪金屬性能	▪抗拉強度
▪屈服強度	▪金屬韌性	▪斷裂韌度	▪衝擊韌性
▪斷面收縮率	▪缺口敏感性	▪脆性轉變溫度	▪金屬硬度
▪蠕變	▪蠕變變形	▪蠕變斷裂	▪蠕變試驗
▪蠕變速度	▪持久強度	▪持久塑性	▪應力鬆弛
▪疲勞	▪疲勞斷裂	▪低周疲勞	▪疲勞曲線
▪疲勞極限	▪[金屬]熱疲勞	▪腐蝕疲勞	▪蠕變疲勞
▪金屬宏觀檢驗	▪金屬電子顯微技術	▪光學金相顯微分析	▪定量金相技術
▪合金相分析	▪金屬化學成分分析	▪金屬碳化物分析	▪X射線衍射技術
▪金屬熱處理	▪退火	▪正火	▪淬火
▪回火	▪調質	▪形變熱處理	▪金屬化學熱處理
▪表面處理	▪金屬監督	▪蠕脹測點	▪蠕脹監察段
▪石墨化	▪珠光體球化	▪時效	▪新相形成
▪失效分析	▪斷口分析	▪斷裂力學	▪斷裂力學試驗
▪脆性斷裂	▪韌性斷裂	▪氫脆	▪氫脆斷裂
▪應力腐蝕斷裂	▪[金屬]磨損	▪腐蝕	▪低溫腐蝕
▪高溫腐蝕	▪應力腐蝕	▪點腐蝕	▪垢下腐蝕
▪無損檢測	▪無損探傷	▪射線探傷	▪超聲波檢測
▪磁粉探傷	▪渦流探傷	▪滲透探傷	▪超聲測厚
▪紅外線檢測	▪裂紋深度測量	▪焊接	▪熔焊
▪壓焊	▪釺焊	▪電弧焊	▪氬弧焊
▪焊接接頭	▪焊縫	▪焊接材料	▪焊縫金屬
▪焊接工藝	▪焊接殘餘應力	▪焊后熱處理	▪焊接缺陷
▪焊接裂紋	▪焊接網	▪壽命管理	▪設計壽命
▪壽命預測	▪壽命診斷技術	▪電廠延壽	▪高溫蒸汽管道壽命
▪珠光體耐熱鋼	▪奧氏體耐熱鋼	▪馬氏體耐熱鋼	▪鐵素體耐熱鋼

以上科技名詞按拼音字母排序,排名不分先後

基本簡介

上海誠昀是專業從事電氣及自動化控制設備、儀錶及閥門設備銷售及工程配套服務的高科技公司，尤其在燃燒領域包括火焰檢測系統、燃燒管理系統、點火熄火保護系統有著豐富的工程設計、現場實施等經驗。

質量服務：“優質的產品、優惠的價格、優良的服務”是我們永遠的承諾。

售後服務：技術培訓、現場安裝指導

技術諮詢、系統升級

設備改造、備件供應

100%的質量是我們的承諾。因為設計和產品質量所產生的問題由我們公司負全部責任！

Fireye生產的Phoenix85UVF/IRF系列火焰檢測器是應用了固態火焰檢測感測器的微處理器設備。它設有一可以自動設定ON/OF門檻值的內部繼電器，因此可以取消遠程放大器或者火焰開關。

Phoenix火檢探頭檢測目標火焰產生的調製振幅（即火焰閃爍特性），可檢測寬廣的頻率。在探頭的設定程序中，目標火焰的振幅將會與最佳的ON/OF值一起被自動儲存。相應適合的傳增益也將被自動選取。探頭兼有全部自診斷和電子自檢功能。

Phoenix85UVF/IRF探頭因為熄火相應時間（FFRT）設置和適用危險區的認證不同而分成多種型號。

Phoenix85UVF/IRF火焰探頭需24Vdc供電，隨機附帶10－foot(3meter)長的電纜。還有標準4－20mA的火焰強度信號輸出。

應用

Phoenix85UVF自檢探頭可檢測295－340NM波長的紫外線。

典型應用：管道燃燒器，工業燃氣燃燒器，煉油設備的點火系統，低NOx燃燒器，廢氣裝置以及焚燒爐。

Phoenix85IRF自檢探頭可檢測830－1100NM波長的紅外線。

典型應用：管道燃燒器，工業燃油燃燒器，煉油設備的點火系統，低NOx的檢測系統，廢油回收裝置和焚燒爐，以及連續運行和非連續運行的燃燒器。

操作界面

在探頭本體上通過按鈕式小鍵盤和LED顯示屏來形成操作界面。它能連續顯示火焰信號、火焰繼電器狀態、所選運行模式下的探頭狀態。簡單的按鍵操作可以在幾秒內完成設定程序。另外對於遠程界面控制，可輸出火焰開關信號、故障開關信號、和4－20mA火焰強度信號