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火检  

2010-05-25 20:11:31|  分类: 学海无涯 |  标签: |举报 |字号 订阅

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? ? 根据国际通行的研究结果,认为燃料在工业锅炉炉膛中燃烧形成的火焰,主要有下面几个特点:第一,火焰具有很宽的连续光谱,发射形态与波长关系图类似黑体曲线,波长从200 nm的紫外线区,经400700 nm的可见光区,一直延伸到4 000 nm的红外线区。第二,光辐射强度的波动(火焰闪烁频率)能表征燃料种类和燃烧阶段火焰状态,火焰闪烁频率伴随燃烧阶段不同而变化,频率分布在2600 Hz之间,火焰底部或点火处闪烁频率较高。第三,工业火焰是不透明的。

? ? 油燃烧器的火焰、煤粉燃烧器的火焰和具有较强发光率的火焰,一般都能发射出几乎连续的发光光谱,其放射源多为燃烧过程中产生的高温碳微粒子群(碳墨)及粉煤粒子群(烧成碳)等,其光谱主要分布于可见光和红外区。燃料在炉膛内燃烧产生的火焰,以各种形式向四周辐射,而最便于检测的是火焰的光辐射(包括紫外、红外),因此利用光学原理检测火焰是如今大部分火焰检测器所采用的方法。煤粉火焰的燃烧信号是一种不规则的脉动信号,是由火焰在燃烧过程中,微粒的集结、运动、发光、燃尽的结果所致。煤粉的燃烧可分为如下4个区段。 a. 预热区风粉混合物在逐步加热的过程中与燃烧中的明火开始接触,逐渐加热至燃烧点。 b. 初始燃烧区风粉混合物开始燃烧,大量地辐射光和热,形成闪烁,这时火焰的亮度不是最大,但闪烁的频率达最大。 c. 完全燃烧区这时火焰释放的光和热达到最高。 d. 燃尽区燃料燃烧完毕,形成灰粉,炽热的灰粉仍能发光,但其亮度和闪烁频率都很低。

? ? 火焰检测装置的原理 火检放大器主要用于检测在不同燃烧工况下火焰的存在与否。火检放大器的工作原理:其主要靠火检内红外线扫描器扫描火焰后产生一定的脉冲率,经火检辨认火焰存在与否。 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,频率信号代表火焰的闪动。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1200 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。由于相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。火焰检测器除提供增益调整方式外,还具有频段选择功能。共有8个频段,可以选择不同频率以适应火焰识别的需要。频段选择与增益设定值配合,可获得最终的识别效果。频段选择还具有一个自动频段,由信号处理器根据频率信号的不同自动调整频段

? ? 频率和强度均高于设定的阈值时,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。但也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阈值,这时如果发出无火信号,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15 s的延时。但延时长短很难确定,因为延时短了难免误动,延时太长又会降低保护动作的灵敏性,甚至引起拒动。智能型火焰检测装置专门设计了一种反时限特性的延时电路,使无火延时的长短取决于灭火前的强度和频率的变化速率。当火焰的强度、频率值以高速率降至阈值以下时,延时应长一些。因为这时炉内有足够的能量支持燃烧,不会达到真正灭火的状态。当火焰的强度、频率缓慢地降至阈值时 ,说明火焰的支持能量较小,延时时间就要短一些,以防止拒动。无火”—“有火延时与强度、频率的上升速率成反比;有火”—“无火延时与强度、频率的下降速率成反比。从而提高了火焰检测的可靠性和准确性。

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