第四章第五章点火器及火焰检测

第四章 点火器及火焰检测第一节 点火器概述目前，大容量锅炉的煤粉燃烧器点火均使用液体燃料或气体燃料，采用多级点火方式。由电引燃器发火，逐级点燃气体燃料、液体燃料和煤粉；或者由电引燃器直接点燃液体燃料 （轻油或重油 ） ， 再点燃煤粉。 点火过程可在主燃烧器上进行， 也可先点燃启动（辅助 ）燃烧器，再由它们来点燃主燃烧器。常规点火器的引燃器，有电火花、电弧、电阻丝等各种类型。电阻丝点火器设备简单，结构紧凑，但电阻易氧化烧损，在直接点燃重油时烧损极为严重，目前仅在一些燃油锅炉上使用。电弧点火器可获得较大功率，但因电压低不易击穿污染层起弧，且烧蚀严重，设备体积大而笨重，逐渐为电火花装置所取代。电火花引燃装置中以高压电火花（ 由 50008000V 的电压通过两极间的间隙放电）的使用为最广。进而还有高频高压电火花和高能电火花引燃装置，其性能更为优异。除了专供点火的点火（燃烧）器之外，尚有兼点火和稳燃或带低负荷功能的辅助燃烧器。在常规的点火燃烧器中， 专供点火的点火燃烧器和辅助燃烧器有时并不能区分得很清楚。但一般前者只用于启动时点燃燃料，容量很小，在点燃主火焰并稳定燃烧后很快就停掉，而不用它来维持整个点火和启动过程。但对于现代的大容量锅炉而言，为了保证运行的安全，有的点火燃烧器除了在点火时投入外，在不利工况或事故工况下 （如煤质差、负荷低或给煤不正常等等）也需要利用它来维持着火稳定；在有的锅炉上，主燃烧器熄火前也先要投入点火器以保证安全。 这后一种点火器则属于点火和辅助燃烧器之列，或按有的习惯称之为维持点火的点火燃烧器。另一种辅助燃烧器则是启动燃烧器，其用途是在锅炉启动过程中用来升压带负荷。点火燃烧器的功用不同，其容量或点火能量也不相同。点火能量系指单只点火器点燃与之相邻的主燃料所需的能量与该主燃料喷口设计热功率之比。它与主燃料特性、燃料空气混合物浓度和流速、燃烧器和点火器型式和布置以及火焰结构等有关。一般而言，点火器的最小容量（能量 ）约为所点燃的主燃料喷口设计输入热功率的 1一2。燃煤锅炉的油点火器不小于580kW（2100MJ h）。CE 公司的有关标准规定，冷炉启动时作为烘炉用的油枪的出力为所点燃的单只燃烧器喷口设计输入热功率的 10； B W 公司设计的一般点火器热功率也约为主 （煤粉 ）燃烧器热功率的10，该公司经过改进的点火器的热功率可减少至4一5。至于可带低负荷的启动燃烧器， 其总热功率一般为锅炉额定负荷下总输入热功率的0一 30。不过这类燃烧器往往还要由另外的点火燃烧器点火。为了点火可靠，点火器应有足够的容量，但容量如果太大，从防止爆炸事故的角度来看是不适宜的。因而，应在保证可靠点燃的前提下，减小点火器的容量。有些点火器原放在燃烧器的外围，后改放在燃烧器的中心，容量就可减小一半。和上述的理由类似，如果用能量较小的引燃装置（如高压电火花等）直接点燃大容量的燃烧器，也往往不够安全。故而实际中的做法先用高能点火器直接点燃轻油燃烧器，由轻油再点燃煤粉。第二节 常规的点火燃烧器点火燃烧器主要由电引燃器（包括电源系统）、续燃火嘴（或油枪） 、火焰检测器及控制系统等组成。有的点火系统还备有专用的冷却风机，用来冷却火焰检测器等。1、高频电压电火花点火器这种点火器主要部件为电火花发生器及棒形点火枪。电火花发生器实质上是一高频、高压振荡发生器。电源电压经高频升压变压器升压至约2500V,此时电火花塞被击穿，在振荡回路中产生100kHz左右的高频振荡，并经高频变压器升压至约 20000V 。在高压作用下放电头击穿，产生高频电压电火花，在放电的瞬间，通过扼流圈向放电头引人大功率电能，使放电头具有数千瓦功率，甚至可直接点燃 250 号重油。与电火花发生器相配的棒形点火枪由电火花打火枪及打火点火检测元件组成。 打火枪用氧化铝高温瓷套件绝缘，放电头材料一般为钼、钨或碳化硅，其打火间隙可根据打火电压调整至最佳位置。棒形点火枪外壳应良好接地，以确保运行安全。火花发生器与点火枪间的电气连线采用同轴电缆，为防止电缆的沿面闪络，电缆两端应采取特殊的绝缘措施。高频电火花点火器的特点是高压击穿能力强， 易起弧、 高频使火花稳定， 连续性好， 且因高频的趋表效应，避免高压对人体的危害。同时整个设备简单紧凑。但由于在点火 时高压回路要通过很大的电流，因而高频变压器及高压回路在设计制造上应有特殊要求。2、高能电火花点火器高能电火花点火器由高能点火变压器和点火电嘴组成。利用点火变压器的 RC 电路 充放电功能，使点火电嘴两极间的半导体面上形成能量很大的火花，以点燃燃料。在点火电嘴的中心电极与侧电极间系具有负的电阻温度特性的半导体材料。第三节 火焰检测器火焰检测器是燃烧器自动装置中的重要部件之一， 它的作用是对火焰进行检测和监视，在锅炉点火、低负荷运行或有异常情况时防止锅炉灭火和炉内爆炸事故，确保锅炉安全运行。现代大容量锅炉燃烧器及炉膛内应装置此设备，以便对点火器的点火工况、每只主燃烧器的着火工况以及全炉膛的燃烧稳定性进行自动检测。一、炉膛中的火焰特性和辐射光谱锅炉使用的燃料主要有煤、 油、 可燃气体等， 这些燃料在燃烧过程中会发出可见光、红外线、紫外线等。燃料不同，三种光线的强度也不同：煤粉火焰除有不发光的 CO2和水蒸汽等三原子气体外，还有部分灼热发光的焦炭粒子和灰粒等，它们有较强的可见光和一定数量的紫外线，而且火焰的形状会随着负荷的变动而有明显的变化；可燃气体火焰中含有大量的透明的 CO2 和水蒸汽等三原子气体，主要是不发光火焰，但还包含有较强的紫外线和一定数量的可见光， 天然气火焰的紫外线主要产生在火焰根部的初始燃烧区；重油火焰中除了有部分CO2 和水蒸气外，还悬浮着大量发光的炭黑粒子，它也有丰富的紫外线和可见光。二、火焰检测器的分类和性能1. 火焰检测器分类火焰检测器的种类很多，按其工作原理可分类如下：利用热膨胀原理。金属、液体等在火焰高温作用下受热膨胀，作为脉冲信号，直接 或放大后作用于执行机构。利用热电原理。热电偶在火焰高温作用下产生电动势，经放大后作用于执行机构。利用声电原理。即利用燃烧时的扰动噪声特性。利用火焰周围压力变化原理。利用火焰周围压力变化发出信号，也可用差压变送器将风箱与炉膛间的差压变换为接点的开闭信号，转为火焰检测信号。利用火焰导电性原理。燃烧时的化学反应使火焰电离产生导电性，敏感元件的一个电极直接放置在火焰中；另一个电极接在炉膛外壳上，燃烧时则有电流通过两电极，将这一脉冲信号放大，使继电器动作。利用火焰整流原理。火焰中电子轻，易被电极吸收，而离子重，速度慢，不易被电极吸收，产生局部整流，可将加在电极两端的交流电部分整流为直流。火焰熄灭时，直流电消失，这一脉冲经放大后使继电器动作。利用火焰产生电动势原理。用高灵敏度检流计一端接喷口，另一端放在火焰中的电极上，火焰产生的电动势，使检流计指针动作。利用火焰有脉动特性原理。用硅光电池或光敏电阻作为敏感元件，将光照的火焰脉动变为交流电脉冲信号，经频带放大器放大后使继电器动作。利用火焰发光性原理；光电管。在光照射下，自金属表面产生电子发射；光导管。灭火后，光照消失，光导管阻值增加，引起电流、电压变化，这一脉冲经放大后使继电器动作。紫外线管。在外来光线中紫外线波的照射下，紫外线管内气体分子电离，电极间激发导电，发出兰色光辉信号。硅光电池。由硅基片上一个PN 结组成，电池受光面为正极，背光面为负极，射在 PN 结上，两端出现电压产生电流。2. 各种火焰检测器特点对火焰检测器的要求是：发出的检测信号可靠；有足够的灵敏度；对干扰信号有一定的识别能力；元件有一定的耐温性和抗氧化性，使用寿命较长等。对以上各种火焰检测器进行比较，它们的特点如下：1)利用热膨胀原理研制的火焰检测器，其优点是造价低，结构简单。缺点是热惯性大，动作时间长，感受元件直接承受高温火焰，可靠性差。一般用于小型工业炉。2) 利用热电原理研制的火焰检测器，其优点是造价低、结构简单。缺点是热电偶热惯性较大、灵敏度差、寿命较短、可靠性差。一般用于小型工业炉。利用声电原理研制的火焰检测器，其优点是信号简单，缺点是受外界声源，噪声影响，易产生误动作。现很少采用。利用火焰周围压力变化原理研制的火焰检测器， 其优点是检测方法较为简单， 可靠、反应灵敏。火焰检测的高压检测管紧接在涡流板上，低压检测管装于点火喇叭出口处。点火器熄火时， 则涡流板处压力比喇叭出口处低； 在点火器点火时， 开始在喇叭内燃烧，由于燃烧产物增加，高压检测管处的压力剧增，形成点火器点火、熄火时风箱一炉膛差压与点火器差压的关系。 因而可以用差压变送器将风箱一炉膛差压变换成为接点的开关信号作为火焰检测信号。3) 利用火焰导电原理研制的火焰检测器，信号导线连接端子是用来将取出信号的导线接在电缆上。放大器是将检测电极的输出电压进行放大的电进行放大的电子回路，设置有燃烧指示灯和输入整定开关等。 电极本体用以支持火焰电极并借助法兰固定在点火器的导管内。接触电极直接插入火焰中取得输入信号。其特点是利用火焰电阻整定回路来测定正常运转时的火焰导电性；利用动作区分回路来适应火焰的稳定性；利用限时回路的时间整定来解决邻近火焰的卷入和火焰熄灭等过渡现象。这种型式较适用于无焰燃烧的煤气点火器，轻油点火器以及煤粉炉用重油点火油枪。其缺点是探头必须置于高温火焰区，易损坏，电极会积炭。此外火焰突然熄灭后，导电性消失较慢，反应持续时间较长。4) 利用火焰有整流原理研制的火焰检测器较适用于间断运行的点火器，特别是无焰燃烧的气炉。5) 利用火焰产生电动势原理研制的火焰检测器的优点是其检测系统动作比较准确、灵敏，而且具有自我监督作用。缺点是要求有高灵敏度的检流计；电极易烧坏和积炭。多用于煤炉和气炉。6) 利用火焰有脉动特性原理研制的火焰检测器，与利用发光性原理研制的检测器主要区别在于放大器。此放大器只放大同火焰光照脉动频率一致的交流电脉冲信号，因此它能非常准确地反映火焰的熄灭的工况，能检测出煤粉火焰的“闪动” 。其缺点是因为火焰闪动只能在可见光区才能检测到，不太适用于气炉，而多用于煤炉、油炉。7)利用火焰发光性原理研制的火焰检测器试验表明， 利用火焰的声学和热量特性研制的检测器易受锅炉其它声源和热源的干扰而难以准确使用。目前电厂使用较多的是下述的光电火焰检测器。a) 光电管在抽真空的玻璃泡内放置两个电极：阳极与具有光敏面的阴极。有氧化铂和锑铂光电管（真空和充气的） 。它们对可见光敏感，动作惰性小，结构简单，用来监视整个炉膛熄火较好。光电管的缺点是炉墙的红外线会干扰其测量信号；管子使用温度不高；工作一段时间后灵敏度会降低。光电管多用于煤炉。b）光导管（光敏电阻）光导管是由铠、镉、铅、微：等的硒化物制成的，例如红外线硫化铅光导管，它是最先应用于燃油炉上的一种。光敏电阻多用硫化铅、硫化镉等，它主要对红外线、可见光感光。光导管结构简单、体积小、有一定灵敏度。缺点是用光导管监视火焰检测器信号会受到高温耐火炉墙射出红外线的干扰，且尚无法区分不同热源。为了避免干扰，可将控制系统设计成选择性地接受某一脉动频率内的信号； 但相邻燃烧器火焰对信号干扰难以完全避免，而且不同燃料发出的红外线辐射的波长差别很大，光导管对不同燃料火焰的灵敏度不同，因此不适用于混合燃料。此外，管子耐温不高（不得高于60 ） ，管子工作稳定性差，照度特性呈非线性，动作惰性也较光电管大。国内电厂用反光镜解决光导管工作温度过高问题或用专门供光导管用的冷却风机， 也有研制成功用水冷却装置的光导管灭火报警放大器。光导管检测器可用于油、气炉和煤粉炉。c）紫外线管优点是管子结构牢固， 灵敏度高、 体积小、 工作环境温度高（200以下能长期工作），它仅对光谱中的狭小波长段0. 20. 3im的紫外线敏感，对可见光和红外线不敏感，因此它能进行优异的辐射源的辨别，避免因炉墙发出辐射红外线而引起的误动作。而且紫外线辐射主要存在于火焰的初始燃烧区 （即火焰根部），因而能有效地避免相邻燃烧器的干扰。该元件对有较强紫外线的煤气、天然气的火焰检测较为有效。油炉也适用，只要将传感器对准火焰根部， 就能很好工作。 而在煤粉炉上使用紫外线管的可靠性就较差，这是因为煤粉燃烧时发射出紫外线并不多，且炉内有高温灼热的煤粉，飞灰及腐蚀性气体使传感器的工作条件很差。沿燃烧器周围还有较多的稠密的未燃煤粉“裙” ，有较强的可见光。所以对煤粉炉一般不用紫外线作为火焰检测。d）硅光电池对煤粉炉比较适用的是硅光电池，光导管或光电二极管式红外线传感器。采用硅光电池能将所检测到的脉动信号（其频率为150Hz或更高）送至频带为250 280Hz的放大器上来检测火焰中幅值变化的频率（即火焰的闪烁） 。因红外线传感器对温度十分敏感，工作温度不能超过60，因此不能像紫外线传感器那样可伸入炉墙内。 为此研制成功一种特殊的光导纤维管，能将炉膛内火焰的红外线传送到安装在炉外的传感器。这种传感器和适当的电子系统相配合，可以用来监视煤粉炉的每只燃烧器。与光电管、光导管相比，硅光电池具有体积小、重量轻，光电转换效率高，不需要外加电源装置等优点，温度性能比光导管好。其缺点是对紫外线不敏感，温度性能不及紫外线管。硅光电池火焰检测适用于煤炉、油炉。3. 火焰检测器在锅炉上的应用20世纪 60年代和 70年代， 工业发达国家广泛采用紫外线型火焰检测器， 这种检测器以紫外线光敏管作为检测元件。目前国内外采用以探测红外线和可见光为基础的新型火焰检测器，逐步取代传统的紫外线光敏管检测器。燃煤锅炉火焰监测技术的关键是提高单只燃烧器火焰检测的可靠性，以及对所监视的燃烧器与相邻或相对燃烧器火焰间的有效识别。所有火焰都会发出电磁辐射，辐射一定量的紫外线 （UV）与大量的红外线（IR）,光谱范围从红外、可见直到紫外，整个光谱范围都可以用来检测火焰的“有”或“无” 。所有的火焰，除辐射稳态电磁波外，均呈脉动变化。单只燃烧器的工业锅炉火焰监视，就可以利用火焰的这个特性，采用带低通滤波器（1020Hz）的红外固体检测器（通常 用硫化铅 ） 。但电站锅炉多个燃烧器炉膛火焰的闪烁规律与单燃烧器工业锅炉大不一样，特别是在燃烧器的喉部，闪烁频率的范围要宽得多。闪烁频率与振幅间的关系，取决于燃料种类、燃烧器的运行条件（燃料一空气比、一次风速度）、燃烧器结构布置、检测的方法以及观测角度等。一般火焰闪烁频率在一次燃烧区较高， 在火焰外围处较低。 检测器距一次燃烧区越近， 所检测到的高频成分（100 300Hz）越强。检测器探头视角越狭窄，所检测到的频率越高；视角扩大，则会测及较低频的闪烁。可以推论，全炉膛监视的闪烁频率要比单只燃烧器监视的频率低得多。在锅炉燃烧现场可以发现， 被监视火焰的信号强度可能等同于或低于毗邻的火焰信号强度，这是因为未燃煤粉在靠近燃烧器喉部处往往起到一种遮盖作用。若火焰检测器视线通过或接近遮盖区，则当该燃烧器停用而炉膛内的其他燃烧器继续燃烧时，信号强度反而比原来增加了，这个结果是用紫外线光敏管检测器监视煤粉燃烧器的一个大问题。因此燃煤或燃油锅炉推荐采用火焰闪烁高频分量的红外检测；对气体燃科则推荐紫外检测。气体火焰看来并不具有煤和油所具有的高频（200400Ih）脉冲特性。因而红外监视系统对气体火焰是不起作用的。1） 紫外火焰检测紫外光敏管是一种固态脉冲器件， 其发出的信号是自身脉冲频率与紫外辐射频率成比例的随机脉冲，紫外光敏管有两个电极，一般加交流高压。当辐射到电极上的紫外线足够强时，电极间就产生“雪崩”脉冲电流，其频率与紫外线强度有关，最高达几千Hz。熄火时则无脉冲。由于紫外辐射会被油雾、水蒸气、煤尘及燃烧副产品所吸收，所以燃煤或燃油锅炉在配风失调工况下，用紫外线光敏管进行火焰检测是不可靠的。尤其是在锅炉低负荷时紫外线的辐射会大量减少（燃用劣质煤时更是这样） ，紫外线光敏管检测煤火焰的灵敏度很低。与油、气不同，燃煤锅炉的火焰监视具有下列特点：a）紫外辐射强度低；b）正常启停时无明显的燃料开/关控制，即从给煤机启动到燃烧器火焰建立以及给煤 机停止到火焰熄灭，均有延滞时间；c）检测探头工作条件恶劣（受辐射热、煤尘、飞灰与腐蚀性气体影响）0目前大型锅 炉较多采用四角切圆燃烧方式， 特别是当采用摆动式燃烧器时， 探头只能安装在风盒里，这样的布置使探头工作条件更为恶劣；d）煤粉喷嘴周围有大片浓密的未燃煤粉遮盖区；e）由于火焰向喷嘴方向的传播速度不会超过燃料的喷口速度，所以喷嘴出口处有脱火区。这些情况增加了紫外线检测火焰的不可靠性， 一般认为紫外线检测适用于气体燃料而不适宜于煤粉燃烧。2） 可见光与红外检测硅固态检测器（光敏电阻、光电二极管、硅光电池）能产生与火焰亮度成比例的模拟信号，其频率相应可达10kHz 以上， 光谱范围一般从远红外到可见光。敏感元件光谱的选择可在生产过程中加以控制，或用带通滤波器来确定。有多种煤粉火焰监视产品可检测火焰在可见光谱段的闪烁，如 BALLEY 的火焰闪烁检测器及CE 的 Safe Scan I 等，前者采用硅光电池；后者采用带抑制红外滤波器的硅光电二极管，光敏元件的预放一般都采用对数放大器。检测器同时还能一定程度上检测火焰亮度信号及火焰闪烁频率信号，这样可正确判断有无火焰。 Safe Scan I 用于燃煤锅炉的火球监视，在低负荷时反映比紫外监视灵敏。红外火焰监视是利用红外线探测器件， 检测燃烧火焰发射的红外线和近红外线来验证火焰存在与否。FORNEY的IDD II红外动态检测器在世界各地燃烧不同煤种（包括褐煤、无烟煤） 的锅炉上，取得了良好的单只燃烧器监视效果。红外辐射的波长较长，所以不易烟、飞灰或C02 所吸收。 检测器被设计成仅对煤火焰一次燃烧区的动态特性产生反应，而对其它火焰、炉墙等背景的红外辐射没有反应。IDD II型红外火焰检测器的探头主要包括以下部件：平镜、平凸镜、光导纤维、光电二极管及放大电路。透镜接受到火焰中的红外线由光导纤维传送，经光一电器转换成电信号送到远方安装的电子线路板上。光导纤维是经过特殊处理的，以减少红外线的传输损失。电子线路板是以集成电路为主的，可对送来的电信号进行处理，输入有高 /低二个信号通道， 以适合不同工况或不同燃料的信号灵敏度需要， 高/低信号通道还有助于对单只燃烧器火焰鉴别。 IDD B 装置可对时间延迟量进行调整，并有自检回路，可对探头和线路进行自检。火焰检测器探头布置于四角切圆燃烧炉膛各角燃烧器的二次风风口内， 在同一水平高度 （同一层 ） 的四角（四个）探头与同一机箱相接。当鉴别单根油枪的火焰时，通常将探头安装在油枪旁边（上游、下游均可） ；当检测全炉膛火焰时，通常将探头置于二个相邻煤粉燃烧器层中间的二次风口内，视角为3。红外元件的可靠性大大优于紫外光敏管。紫外光敏管往往会“自激” ，其故障形式表现为在“无”火时指示“有”火，因而必须采用带机械快门的自检系统，周期检查管子与线路否正常。而红外元件的故障形式，多表现为“有”火时表示“无”火（不灵敏），从保护设备角度看动作是偏于安全的，红外元件本身没有虚假指示火焰闪烁的缺陷，不必自检。采用什么原理是表征火焰检测器性能的重要条件， 但火焰检测器性能的优劣还得从 多方面来综合考虑， 譬如探头定位的难易程度， 电子线路的设计技巧， 维护是否方便等，最终的性能优劣则应视现场应用的成功与否。第五章 锅炉吹灰器及烟温探针第一节 概述锅炉吹灰器的作用是清除受热面的结渣和积灰，维持受热面清洁，以保证锅炉的安全经济运行。锅炉水冷壁结渣或积灰，不但使炉膛受热面吸热量减少，使锅炉蒸发量降低。而且由于炉膛出口烟温升高，引起过热汽和再热汽温升高，过热器及再热器管壁温度也升高；水冷壁严重结渣，影响锅炉工作安全；此外，当水冷壁管屏各管或各管屏的吸热量严重不均时，还会导致水冷壁管壁超温爆管。锅炉对流受热面管束积灰，不但会降低传热效果，使过热汽温、再热汽温降低，并使排烟温度升高，排沿热损失增加。如果产生局部积灰，会使过热器、再热器的热偏差增大，影响过热器、再热器的安全。积灰还会增加管束的通风阻力，使引风机的电耗增加，严重时还会限制锅炉出力。为此，根据受热面不同工作状况及其积灰、结渣的可能程度，装设适量的工作性能良好的吹灰器，同时拟定合理的吹灰程度，装设适量的、工作性能良好的吹灰器，同时拟定合理的吹灰制度，并认真执行是保证锅炉受热面安全的重要前提。吹灰器种类很多，按结构特征的不同，有简单喷嘴式、固定回转式、伸缩式（又分短伸缩型吹灰器和长伸缩型吹灰器）以及摆动式等。各种吹灰器工作机理基本上是相同的，即都是利用吹灰介质在吹灰器出口处所形成的高速射流，冲刷受热面上的积灰和结焦。当汽流（或气、水流）的冲击力大于灰粒与灰粒之间，或灰粒（焦渣）与受热面之间的粘着力时，灰粒（或焦粒）便脱落，其中小颗粒被烟气带走，大块渣、灰则沉落至灰斗或烟道。目前，锅炉受热面吹灰器吹灰介质绝大部分采用具有一定压力和过热度的蒸汽，蒸汽易凝结成水，吹灰器疏水不畅会造成蒸汽携带水滴，水滴对受热面管束的危害极大，严重时会使管束局部发生龟裂变形或爆破。 在锅炉低负荷吹灰频度会使尾部受热面积灰板结发生尾部堵灰，严重影响锅炉安全。对于燃用神华煤的发电厂，尾部积灰板结问题必须引起高度重视， 在机组负荷低于 70以下， 尽量少吹灰或不吹灰， 避免受热面积灰板结。第二节蒸汽吹灰器的性能参数锅炉本体吹灰器用的蒸汽汽源抽自过热器分割屏出口联箱，汽源压力为18.1MPa,温度为423 C o在下列条件下，辅助汽源不需经过减温、减压既可直接用于吹灰系统： 蒸汽压力： 4.2Mpa,蒸汽温度0 3710附表：主要技术参数汇总序号名 称炉膛吹灰器长伸缩式吹灰器烟温探针1型号IR-3DIK-545TP-5002行程（mm）2671020070003吹扫角度360360/4有效吹扫半径（mm）25002500/5吹灰管行走速度（m/min）0.292.5 3.56吹灰管旋转速度（rpm）2.525 357吹扫时间（s）25.8340/475/8工作时间（s）169.8350/489.61299汽耗率(kg/min)664387/10电动机型号A026324-B5YIK90S-B5YIK90S-B511电动机电源要求380V 3 相50Hz380V 3 相 50Hz380V 3 相50Hz12电动机功率（kw）0.181.51.113推荐吹才3压力（MPa）1.41.2 1.6/14吹灰器本体接口法兰口径DN50DN50/15喷嘴数量12/16喷嘴喉口直径（mm）25.422.22 28.6/17喷嘴与吹灰管中心线交角后倾390/序号名 称单位数值1炉膛吹灰器型号IR-3D2炉膛吹灰器数量台703炉膛吹灰器吹灰管材质ZG35Cr26Ni12Mo4炉膛吹灰器吹灰管规格mm 60X520G5炉膛吹灰器喷头管材质ZG35Cr26Ni12Mo6炉膛吹灰器喷头管规格mm 60X57对流受热面配备的吹灰器型号IK-545序号名 称单位数值8对流受热面配备的吹灰器长度m10.29对流受热面配备的吹灰器数量台6410对流受热面配备的吹灰外管材质30Cr1MoV11对流受热面配备的吹灰外管规格mm102X11-4512对流受热面配备的吹灰内管材质1Cr18Ni9Ti13对流受热面配备的吹灰内管规格mm 60X514对流受热面吹灰器喷嘴材质1Cr18Ni9Ti15吹灰汽源屏过出口集箱16减压站配用减压阀的入口侧蒸汽压力MPa18.117减压站配用减压阀的出口侧蒸汽压力MPa4.218减压站配用减压阀的入口侧蒸汽温度C42319减压站配用减压阀的供汽量t/h10 2020减压站配用减压阀的疏水方式电动21减压站配用减压阀的型式气动基地膜式22减压站配用减压阀的制造厂进口 (FISHER)23减压站配用减压阀的公称直径mm5024减压站安全阀的制造厂进口 (DRESSER)25减压站安全阀的型式弹簧26减压站安全阀的公称直径mm10027烟温探针的型式TP-50028烟温探针的数量229烟温探针的测量温度c53830烟温探针的测温精度+ 131烟温探针的测温位置误差+5第三节蒸汽吹灰器结构及工作原理一.锅炉炉膛吹灰器巴威公司所配的吹灰器为湖北戴蒙德公司生产的吹灰器。锅炉炉膛吹灰器采用短伸缩型吹灰器，它是一种短行程、可退回的吹灰器，型号为IR-3D,用来吹扫炉膛水冷壁，它的螺纹管在行进中可以旋转 3600,并有一个凸轮控制，对预先设定的部位进行吹1、IR 3D短伸缩型吹灰器如下图所示1.结构概况图5-1 IR3D型吹灰器结构IR-3D吹灰器的结构由以下六个部分组成：鹅颈阀（包括阀门启动壁和内管一供汽 管），驱动系统（包括电机、涡轮箱、齿轮轴和控制箱），前支承系统（包括主驱动齿轮）， 主齿轮罩，导向杆和支承板系统（托盘装置），螺纹管、密封填料、凸轮装置。驱动系统为吹灰器的喷嘴、旋转和伸缩提供动力，控制箱控制吹灰器喷吹的圈数和 提供吹灰终了信号。螺纹管的发兰上安装一个弧长合适的凸轮，控制启动臂，在喷嘴对 准所需吹扫的部位时开启阀门。当阀门开启后，装在螺纹管端部的喷嘴随即进行吹扫。 鹅颈阀是吹灰器的主要支承部件，与不锈钢内管（供汽管）连在一起，输送吹灰介质（蒸 汽）经过螺纹管到喷嘴，装在内管和螺纹管之间的填料在吹灰器旋转时起密封作用。吹灰器由自身或遥控按钮、或操作盘控制。其工作时间由串联在蜗轮减速箱上的齿 轮驱动，因此，它和螺纹管及其凸轮发兰运动同步。蜗轮箱的轴通过联轴器和销与吹灰 器的驱动轴连接（见吹灰器主要部件连接图）。如果吹灰器受到异常的负荷，电机会因 此跳闸，吹灰器停止运行。后行成开关动作之前发生这种情况（后行成开关的一个作用 是本吹灰器正常工作结束，把信号通知操作盘），通过控制盘发出报警声。在问题未解 决或超负荷未排除，控制盘不会将程序传递到下一台吹灰器。2、IR 3D短伸缩型吹灰器工作电源接通，吹灰器启动，大齿轮顺时针转动，螺纹管伸出，凸轮部件前移。凸轮发 兰上的导向槽卡在导向杆内移动，防止螺纹管和凸轮的转动。当螺纹管前进到前极限限 位时，凸轮脱开导向杆和弹簧定位的棘爪，螺纹管、凸轮和喷嘴顺时针转动，吹灰过程 开始。固定在发兰上的凸轮环面触及启动臂打开吹灰器介质阀门，按照预定圈数吹灰。图5-2 IR-3D短伸缩型吹灰器部件图吹灰完成预定圈数后，控制系统使电机反转，大齿轮逆时针方向转动，螺纹管和凸轮也 逆时针方向转动，当凸轮上的导向槽导入弹簧定位棘爪后，作用于蒸汽阀阀杆上的顶力 消失，于是在复位弹簧力及残余蒸汽压力作用下阀门立即关闭，蒸汽被切断。棘爪阻止 了凸轮的继续转动，使螺纹管和凸轮沿着导向杆回到了起始位置。螺纹管回到起始位置 后，凸轮上的导向槽脱开导向杆继续逆时针旋转，螺纹管前端的定位环防止螺纹管继续 后退。.烟道长伸缩型吹灰器巴威公司锅炉上部过热器、再热器和IK-545型吹灰器用于吹扫锅炉受热面见下图, 对流井内低温段过热器、省煤器上的极灰和结渣。图5-3 IK 545吹灰器示意图1.结构概况IK 545型吹灰器主要由电动机、跑车、吹灰阀门、托架、内管、吹灰枪、喷嘴和螺旋相变机构组成。1）跑车跑车驱动吹灰器进出锅炉烟道，它包括电机、齿轮箱及吹灰枪和内管间的密封压 盖。电机通过位于齿轮箱外部的一级齿轮变缩后，将运动传给主齿轮箱。当仅要改变进 退速度，而保留螺旋线导程不变时，只需要更换这级齿轮。当需要改变螺旋线导程时， 必须变换末级正齿轮组（位移正齿轮组），齿轮系如下图所示。标准进度和螺旋线见下 表：行进速度（mm/min ）螺旋线导程mm枪管转速r/min行进速度（mm/min ）螺旋线导程mm枪管转速r/min900100917502008.75175010017.5250020012.5250010025350020017.5350010035175015012.52）吹灰器阀门机械操纵的阀门位于吹灰器的最后端，它可用蒸汽或压缩空气作为吹灰介质，并有 一定压力调节装置。阀门的开与关由跑车进退自动控制。跑车上的撞销操纵凸轮和启动 臂机构自动启闭阀门。撞销位置可调节，以保证在吹灰枪处于吹灰位置时提供吹灰介质 吹灰器退到非吹灰位置时，阀门将自动关闭。3）梁和墙箱梁为一箱盖型部件，对吹灰器的所有零件提供支承和最大限度的保护，梁的两端有端板，后端板支承阀门和内管，前端板支承吹灰器后部，固定在钢架上。这种支承方法可使吹灰器承受锅炉的所有三个坐标方向的膨胀与收缩。墙箱有两个位于同一水平线的孔。销轴螺栓从梁的前支承穿入此两孔内并将负荷（约为吹灰器重量之半） 传递给墙箱。 墙箱和弹簧压紧的密封板， 密封吹灰枪管的周围，并能适应锅炉的膨胀，墙箱铸件与安装在锅炉外壳的套管相焊接。4）托架和内管托架在吹灰器梁的前端，固定在墙箱铸件上，大约支承着吹灰器重量一半。托架底部有托轮，这些托轮支承着吹灰枪管，并对枪管通过墙箱进入锅炉起导向作用。调整滚轮旋转方向对准吹灰枪管螺旋线十分重要，见下图。5）吹灰枪吹灰枪的材质有多种，它取决于每台吹灰器的安装位置，对每一种枪管安装时必须“对号入座” 。吹灰枪由跑车和托架支承，托架的两个托轮应调节到旋转方向与枪管螺旋线一致。6）喷头吹灰枪有一个旋压喷头，喷头上钻孔以焊装喷嘴，喷嘴是垂直还是前倾或后倾是根据吹灰要求而定。喷嘴的大小和数量由不同位置吹灰介质流量与压力要求而定。喷嘴焊接非常重要， 喷头在制造厂内已作好平衡试验， 确保两个方向喷射介质的径向推力相等，从而防止枪管抖动。7）控制装置电机驱动的吹灰器，在梁的前端、后端都装有限位开关以控制前进和后退的行程。这些开关由装在跑车上的撞销触动。8）螺旋线相变机构螺旋线相位变化机构简称相变机构，安装在梁的后部左、右两侧，用螺栓固定在梁上，以便调整。此机构使跑车的行走齿轮每次前进时相对齿条多转过一个齿，从而使每次吹灰开始时，喷嘴的相位（即所在方位）不同。2吹灰的工作过程从伸缩旋转的从吹灰枪管端部的一个或几个喷嘴中，喷出蒸汽持续冲击，清扫受热面是本吹灰器的工作原理。喷嘴的轨迹是一条螺旋线，导程 100mm （或150、200mm）,由吹灰器行程和吹灰要求决定。吹灰器退回时，喷嘴的螺旋线轨迹与前进时的螺旋线轨迹错开1/2螺距。如下图为两个喷嘴，100mm导程的吹灰轨迹。如果选用螺旋线相对变化机构在吹灰上，喷嘴轨迹恒定重复的情况就不会出现。这种机构在每个吹灰周期中，使喷嘴的相位预先改变。对于导程100mm的IK 545型吹灰器，每个吹灰周期开始时，吹灰枪比上一周期转过了47.4090,喷嘴轨迹完全重复的图5-4喷嘴吹扫轨迹（100mm导程的螺旋线）情况，要到吹灰448次后才会出现。吹灰器在停用时，除喷头部分伸在炉墙保护套外，其余部分全在炉墙之外，托管托 架的工字钢中间托着吹灰枪，跑车与内管托架靠近阀门端，即吹灰枪在吹灰周期的起始 位置。当电源接通，跑车带着内托管托架沿工字梁向前移动，和跑车栓接在一起，吹灰枪 同时前进并旋转。当吹灰枪进入烟道一定距离后，吹灰器阀门自动打开，吹灰开始。跑 车继续将吹灰枪旋转前进并吹灰，直至达到前端极限。当跑车触及前端行程开关时，电 机反转，使跑车、托架引导吹灰器枪管以与前进时不同的吹灰轨迹后退，边后退边旋转,边继续吹灰。当吹灰枪喷头退到一定距炉墙一定距离时， 蒸汽阀门自动关闭，吹灰停止, 跑车退到起始位置，触及后端行程开关、吹灰枪停止行走。吹灰完成一次吹灰过程。吹灰枪吹灰时，一边前进（或后退），一边旋转，作螺旋运行，喷头上的两只喷嘴 按以上叙述的沿螺旋线轨迹，将两股蒸汽射向对流受热面（过热器、再热器及省煤器）第四节蒸汽吹灰器运行及维护.吹灰器试验及运行1.吹灰器投运前的准备（ 1）逐台检查各吹灰器的安装是否正确，是否符合图纸要求，并检查零件有否损坏。启动前检查现场，清除现场杂物。（ 2）齿轮箱内及各转动处应根据要求加足润滑油，加油后检查是否漏油。（ 3）手动吹灰器管向前推，直至全行程，检查吹灰器枪能否进退旋转。此时检查接地保护措施是否安全可靠。检验电机及电气回路，是否安装正确。（ 4）检查电机用电源和控制电源各参数是否符合设计要求，检查接地保护措施是否安全可靠。检验电机及电气回路，是否安装正确。（ 5）对于长伸缩式吹灰器还应检查以下几点：a 跑车传动轴的两个齿轮与齿条啮合不能错齿，以避免吹灰管和填料室连接处产生不正常应力，并保证齿条的磨损为最小。在梁两侧的检测盖板上部各焊有一个箭头，箭头指着两边齿条相对应的齿。检测盖板中间有一条垂线与箭头对正。 可从两侧检测板上的椭圆型槽来观测齿轮轴中心孔与垂线距离来调整跑车，正常情况下两距离相差不超过30mm 。b 调整跑车的错齿现象前，必须切断电机电源。c 如果发现啮合错齿， 务必重新安装跑车找正， 只要卸下梁一侧的活动导轨 （角钢） ， 就可以改变齿条与跑车齿轮啮合的齿而消除错齿现象。d 安装有螺旋线相变机构的吹灰器如发现啮合错齿，只要手操跑车前进 10-15cm 与 固定齿条啮合，然后退到后部位置，错齿现象就消除了。2冷态试验各电气回路的动作情况（ 1）通电试验吹灰器系统各电动门及吹灰器就地或远方操作情况，试验各程控发信号等。在各吹灰器就地操作箱上对各吹灰器进行操作试验。启动前进按钮，检查电动机的旋转方向。当吹灰器前进一定位置后，再按后退按钮，这是检查后退的限位开关动作是否准确。然后再按前进按钮，使吹灰管前进，当吹灰管各转动部件动作无异常情况时，继续前进直至全行程。此时，检查返回限位开关动作是否准确。并校正时间继电器的整定值。（ 2）以上试验做完后，砸在程控柜上做远方操作试验，试验接线是否正确，各电动门、吹灰器的动作是否灵活准确。3疏水系统检查（ 1）疏水管线在焊接到疏水阀前必须进行吹扫。（ 2）疏水阀在吹灰器处于停运状态时要全开，这样能使管中水垢或其它杂质排出。（ 3）疏水阀在吹灰器正式投运前必须进行检验工作，使疏水系统处于可用状态。（ 4）吹灰器投运前，所有管道（包括吹扫、蒸汽管道）都必须吹扫干净，使其内部无杂物。4热态投入校验电动门及吹灰器的动作（ 1）吹灰器热态启动顺序对各电动门及吹灰器进行热态就地操作，远方选线及全自动程序控制系统试验，这时各技术参数值应符合设计要求，热态试验时要进行多次试验才能确定吹灰器工作情况。（ 2）吹灰管道系统投入蒸汽后，检查各焊缝、填料室各发兰接合面有无泄漏。（ 3）在吹灰器阀门蒸汽导入阀上要装上压力表，测量蒸汽压力是否符合设计要求。5全自动程控吹灰由程控柜按预先编制的顺序逐台或逐组的吹灰器顺序进行吹灰。 一般程序按下列顺序进行：（ 1）吹灰前应先提高炉堂负压，例如开大引风机入口导叶（或动叶） 。（ 2）先打开疏水阀，再打开蒸汽总阀、减压阀进行暖管，自动调节吹灰蒸汽温度和压力。（ 3）暖管30min （吹灰器疏水温度达到2300C）后关闭疏水阀，使其投入自动疏水。（ 4）先对空预器进行吹灰。（ 5）再按烟气流动方向顺序进行各受热面吹灰。先从炉堂吹灰器开始吹灰，然后按烟气流程对受热面进行吹灰。（ 6）最后再对空预器进行吹灰一次。（ 7）关闭吹灰蒸汽总门。（ 8）开启吹灰管道疏水门。（ 9）恢复炉膛负压吹灰结束。6单台遥控吹灰器吹灰步骤在程控柜上对某一台吹灰器进行操作时， 按动它的选线开关就可以操纵该吹灰器运行。接通电源。打开疏水阀。打开蒸汽总门、减压阀进行暖管。（4）暖管30分钟（吹灰器疏水温度达到2300C）后，关闭疏水阀，使其处于自动 疏水状态。（ 5）检查总管压力是否正确。（ 6）在程控柜上按顺序进行吹灰。（ 7）全部吹灰结束后，关闭进汽总门，打开疏水门。7单台就地吹灰将程控柜上的选线开关置于“手动”位置，此时操作吹灰器本体上的电气按钮就可以启动吹灰器系统的阀门及吹灰器进行顺序吹灰，其操作程序按前述方法。吹灰器运行可分为自动连续运行（程控）和单台运行方式，无论那种方式，都必须具备吹灰电源和吹灰总管蒸汽压力、温度正常联锁条件。水冷壁、过热器、再热器、省煤器等区域的吹灰应按烟气的流动方向自前向后逐区域进行。在同一区域也应按烟气的流动方向及自上而下进行吹灰，这样可以避免受热面的交叉积灰。但是，当受热面积灰过分严重或燃用高灰分煤时，为了防止后部烟道上受热面在吹灰时发生堵塞，此时采用先逆烟气流动方向，在顺烟气流动方向进行吹灰。吹灰器在运行前，必须进行充分暖管和疏水，否则水滴喷到高温受热面上，一使受热面造成局部过大的温差热应力，甚至会损坏受热面管子。吹灰器伸入炉内后，吹灰管是依靠蒸汽进行冷却。因此吹灰器应严禁在无蒸汽时伸入炉内。 如果吹灰时发生故障， 除设法尽快拉出之外 （必要时采用手动操作退出吹灰器） 在处理过程中绝不能停止该吹灰器蒸汽。处理中注意作好防止烫伤措施。二吹灰器运行及检修维护（ 1）吹灰器投入运行后，就地巡检人员要检查吹灰器工作情况，发现吹灰器故障立即通知主值班员停止吹灰。及时联系检修人员将故障吹灰器手动摇出（吹灰器卡住后严禁停止蒸汽避免吹灰器烧弯无法取出扩大故障） 。（ 2）值班员定期检查吹灰器程序执行情况，发现程序执行错误或停止执行吹灰及时联系热控人员进行处理。（ 3）吹灰器投入后运行人员要加强锅炉燃烧调整，保持较高炉膛负压，避免炉膛反正压。（ 4）锅炉吹灰时，加强对冷灰斗检查，发现掉大焦影响捞渣机运行时应及时联系主值班员停止锅炉吹灰，故障处理后再进行吹灰。（ 5）锅炉吹灰时，注意检查吹灰器拉线电缆安全，发现拉线电缆移动受阻要及时停止该吹灰器运行，联系热工人员及时处理。（ 6）定期对吹灰器齿轮和齿条进行注油维护，避免齿轮及齿条损坏。（ 7）定期更换密封填料，避免填料不严密发生吹灰器漏汽，损坏拉绳电缆和发生人员伤害事故。（ 8）发现疏水门、总门内漏要及时处理（如果不能在机组运行中处理的，要作好处理准备，利用停机机会及时处理） 。（ 9）定期检查电气控制回路，及时发现问题进行处理。（ 10）定期检验吹灰器吹灰角度是否正常，避免因吹灰角度不符合要求，吹损受热面。（ 11）利用停机机会，检查吹灰器吹灰区域受热面外观是否有损伤部位，发现问题及时组织有关技术人员进行分析查找原因及时采取相应对策。