摘要：本文主要介绍了美国COEN公司的火焰检测系统的基本原理及其主要构成部件，详细阐述了对COEN7000火焰检测系统的调试步骤及方法，重点对COEN7000火焰检测系统在发电公司应用中常见问题及优化措施进行了分析和探讨。
关键词：火焰检测系统（火检）常见问题探讨调试
一、大唐信阳发电公司火检系统概况
大唐信阳发电公司一期工程为2*300兆瓦火电机组，锅炉采用的是上海锅炉厂生产的采用单炉膛、π型布置、四角切向燃烧、平衡通风锅炉（型号为SG-1025/17 .4-M847）。锅炉的本体用垂直的方柱形炉膛组成上升烟道，用对流烟道组成水平烟道和下降烟道的锅炉。我厂火检系统采用美国COEN公司7000系列火焰扫描系统，经过精心的调试和逐步完善，总的来看，能满足设计要求。
二、信阳发电公司火检系统介绍
信阳发电公司采用美国COEN公司火检系统，主要包括以下部分：顶部观测仪，主要支架安装，信号处理器，电缆插入端，燃烧器顼部观测仪前端安装的硬件等，信号处理器型号为IR7000B，顶部观测仪（光电转换仪）型号为IR7200A。
COEN公司火检系统的基本工作原理：COEN公司火检系统综合应用了光纤技术，光／电转换敏感元件，先进的CMOS及对数放大器等集成电路，它通过探测燃烧辐射的可见光脉动频率和火焰强度来检测火焰。根据燃烧理论和实测结果表明，着火燃料的初始燃烧区存在光谱范围为0.2～2Um的光波闪烁或脉动，其频率与燃料类别有关，应用光电池可以检测这个频率和脉动分量，并把它送到放大器上。测取初始燃烧区的光波频率，能排除相邻火焰尾部的低频光波干扰。
火焰检测系统的主要信号是火焰的频率和强度。火焰的光信号通过光纤送到探头内，使光电二级管发出电信号。光电管的特性决定了火焰检测系统的主要特性。频率检测部分的核心是一个频率比较器，送进来的火焰信号进过一个交流放大器和比较器变换成一系列的方波脉冲，方波脉冲的频率既是火焰的频率，此火焰频率与一个内部设定频率在一个可调频率鉴别器里进行比较。当前者的频率高于设定频率，同时若强度信号存在，则输出火焰信号。
三、对COEN7000火检的调试步骤及方法
火检的调试是一个较烦琐的过程，要求运行积极配合。尤其在第一次投入过程中，建议遵循以下的调试步骤和方法：
3.1在打开处理器之前，记下所有的最初设置。
3.2燃烧器点燃时，第一步是调整在火焰上的顶部观测仪，直到EASI闪烁到最快（仪表上的最高读数）。
3.3如果仪表上没有读数，或是读数偏低，检查线路确定工作正常后，打开在占线通道上的滤波器，所有的都朝逆时针方向旋转，这时通过顺时针旋转增益螺丝，增加增益直到最大读数出现，记录增益大小。
3.4如果仍有读数不正常，关掉电源，将开关掷到高一级的增益范围。一般情况下对煤火检设为高增益，对油火检设为中增益。
3.5重复第2，3，4步直到满意的读数出现。对于一个低负荷水平要求，4-6V读数就可以了。
3.6辨别／校准。当进行区分校准时，建议所有读数和校准的设置记录保存下来。
3.6.1打开燃烧器：零校准开关将顺时针旋到底，空间校准开关将逆时针旋到底。当最优信号出现时，逐步减少增益，逆时针旋转，直到仪表上的电压读数下降到0.25 V-0.5V。
3.6.2关掉燃烧器：燃烧器关掉时，如果有一个偶然的闪烁辐射使仪表的读数升到2.5V以上，调整容错按纽。如果随着燃烧器关闭，仪表读数在2.5V-5V之间，并且“火焰开”档指示邓仍亮着，要提高滤波器的设置点，顺时针方向，并且减少增益，逆时针方向，直到信号水平低于“火焰开”档的门槛电压，大约3V，现在重新启动燃烧器。
3.6.3重起燃烧器：仪表的读数现在将会比较低，若信号水平超过整个燃烧器的点火范围再一次检查，记录出现这种情况的最高和最稳定的“火焰关闭”的读数。如果以上的调整仍不能达到满意的效果，就必须使用零／空间功能，零／空间功能提供了一种提高火焰开／芙信号率的方法。
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四、COEN7000火检在发电公司应用中常见问题探讨及优化
火检的应用常见问题有以下几种：
4.1火检存在“偷看”现象。
火检偷看现象是最常见也是最让人棘手的问题，这主要与火检调试，锅炉运行状况，火检光纤物镜组的安装位置即探头位置有关。
在对火检调试时，一定要确定合适的门槛电压值，见火通道门槛值太低使火检变的很灵敏，很微弱的火焰都会“见火”，非常容易引起偷看现象。调试时应根据具体的燃烧器的情况来调整对应烧器也能检测到“见火”信号。建议在低负荷时调整火检刚好见火为宜。
4.2火检故障
正常时，光电二级管送过来的火焰信号的强度值都在上、下限值之间的区域内，而当探头部分或信号传输电缆出现故障输入信号就会超出这个限值的范围。火检故障一般是由于燃烧时火焰强度的大幅度波动造成的，有时是因为火检强度在临界火焰附近来回波动造成的。强电的干扰也可能引超故障。
另外，探头故障也会导致火检失效，观测通道总是被灰尘或是矿渣阻塞，导致观测的火焰亮度能够强烈的感觉到。
4.3火检光纤及物镜组镜头污染
为了满足一定的冷却风量，将一次风机出口引入一根管道并入火检冷却风出口母管，因为从一次风机过来的风没有经过滤网过滤，这样使得冷却风质量变差，如果光纤端部没有密封好，空气中昀灰尘小颗粒将会进入光纤物镜组污染光纤。
4.4火检信号很弱
火检信号强度小是运行中经常碰到的问题，这主要与探头安装位置不合适，运行状况异常，火检镜头被污染有关。
运行状况也对火检有直接的影响。如果因为堵管、缺角运行等原因导致火球偏斜，甚至出现刷墙现象时，火检信号肯定耍变弱。众所周知，火检探头也只能检测一定范围内的火焰，如果燃烧区中心偏离了探头瞄准中心线，势必会造成火检信号弱甚至不“见火”。
探头安装位置一定要符合要求。燃烧器的切线方向上实际的火形要比理论上计算得要宽。这就要将扫描装置靠近炉壁而不是靠近喷油嘴中心线得延长线上。外壳前端的距离到喷嘴前端的距离至少要大于38.1 mm但不要大于127 mm。
为了适应火焰的运动，端头必须尽可能的与燃料或空气的实际通过路径平行，这样会降低燃烧点变化的敏感度。
五、关于COEN7000火检在发电公司应用中应注意事项
5.1应保证足够清洁的火检冷却风量和风压，正常时应保证一台火检冷却风机备用，应设法消除备用火检冷却风机频繁连锁启动的现象。对于小油枪的冷却风，应设计专门的冷却风源，以保证火检冷却风的独立，洁净，满足设计要求。
5.2对火检光纤物镜组镜头应定期进行检查、清洗，以防火检镜头污染影响信号水平。
5.3将信号处理器拔出或插入主面板之前需断掉系统电源，否则有可能损坏火检信号处理器。
5.4光纤镜头组件在风箱前端面板的小洞上。当将探头装在喷嘴上时不要影响喷嘴的倾斜方向的连接。将探头装在喷嘴上后要检查一下确保喷嘴的活动不受到任何影响。
5.5观测器的电缆不可与电源或控制用的电缆规划在一个槽或同一套管内，更不能与点火用电缆敷设在一块。连接到观测头的电缆应满足外层屏蔽标准：聚乙烯，聚乙烯外套金属网状物，聚四氟乙烯或酰化聚乙烯屏蔽。每种都包括了3股屏蔽双绞线。屏蔽线和信号线应严格分开。
5.6在检查或清洗火检光纤、镜头时应为了确保光纤不被损坏请不要将它迅速冷却或者受到碰撞。当风箱是热的时候在插入光纤时要注意防止温度的突然变化损坏光纤。在插入光纤时每次插入2英尺每次间隔5分钟使其有个预热过程。
参考文献
[1]《热工控制系统》培训教材.
[2]COEN7000操作及参考说明手册COEN COMPANY,INC.
作者简介
本人自1999年6月于长沙电力学院热能工程毕业，在大唐信阳发电公司从事热工专业工作和安全管理工作。
论文作者:郭志波
论文发表刊物:《电力设备》2019年第16期
论文发表时间:2019/12/9
标签：火焰论文; 读数论文; 信号论文; 光纤论文; 信阳论文; 频率论文; 增益论文; 《电力设备》2019年第16期论文;