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1、IR7200 型锅炉火检频繁误发故障的解决 朱建军 （天津大唐国际盘山发电有限责任公司 301900） 摘 要： 本文分析了美国进口 IR7200 型锅炉火焰检测装置频繁误发故障信号的原因及危害，并给出了具体的解决 方案。 关键词：IR7200 火检 天津大唐国际盘山发电有限责任公司装备有两台 600MW 亚临界燃煤火电机组，使用进口 IR7200 型锅炉火焰检测装置 （以下简称火检） 监测煤、 油喷燃器的燃烧状态。 其基本结构组成如下： 图 1 IR7200 型火检的探头型号为 IR7200A， 火焰信号通过标准的红外线镜头传导给内部的硅光电二 极管和硫化铅光电池，经过转换后将信号输出给放大
2、器显示火 焰状态。 火检放大器为 IR7000B 型，安装在电子设备间的盘柜里， 通过放大器上的指针表来显示火焰强度，并通过面板上的通道 灯指示火焰状态。放大器本身可以输出“ON” （有火） 、 “OFF” （无火）的开关量信号，使用辅助的 420mA 插件板可以输出 模拟量信号。除上述信号外，送往 DCS（Distribute Control System 集散控制系统）的信号还有“Fault” （故障）信号。图 2 是该火检放大器的正面照片。 在实际使用过程中，火检放大器经常在火焰强度较高时误 发“Fault”信号，必须由人工按下前面板上指示表左侧的 “Reset” （复位）按钮才能继续工
3、作，否则火检放大器持续给 出“OFF” （未检到火焰）信号，并按一定频率点亮“Fault”指示灯。 为什么在火焰强度较高时火检放大器反而误发“故障”信号呢？原来，该型火检放大器为了适 应火焰强度较弱时的信号，信号阈值不得不设置得比较低，当火焰强度较高时，信号过大超出了量 火检放大器 框架 预制电缆 探头 图 2 程，火检放大器误认为是信号回路出现了故障，为了安全起见，把火焰检测信号置成“无火” ，同时 报出故障信号。 这种设计带来了几个十分严重的后果： 一、火焰强度较高时，往往机组的负荷比较高。如果某层四个喷燃器中的三个因误发“Fault” 信号而导致火检“OFF”信号误发，保护系统就会使该层
4、喷燃器全部跳闸。这无疑会对锅炉内的温 度场造成巨大的扰动，直接威胁到炉膛内燃烧的稳定。 二、由于“故障”信号不断发出，DCS 事件记录被重复的火检故障信号所充斥，占用了大量的 磁盘空间。对于较早型的 DCS 系统，还将直接导致将事件记录队列中的早期数据被排挤出去，使事 故分析无据可查。 三、占用了大量的人工劳动。为避免火检放大器误报“Fault”信号带来的上述恶果，运行人员 不得不在放大器报故障的时候立即到电子间盘柜处进行复位操作， 直接影响了运行人员的监盘工作， 带来了不必要的劳动量。 最初， 笔者试图通过将火检放大器的阈值调高来解 决这个问题。 然而在锅炉启动初期， 或者低负荷运行的 工况
5、下， 火焰强度本身就比较弱， 火检放大器的阈值调 高后，容易因为信号强度太弱误报“OFF”信号，同样 会误跳喷燃器。而且此时由于锅炉内燃烧强度比较低， 跳掉一层喷燃器极有可能直接造成锅炉灭火， 后果更加 严重。 为了解决这个问题， 美国生产厂家曾两次专门派遣 国内、 外专家到现场对该型火检放大器进行调试， 都没 有取得预期的效果。 在互联网上搜索也没有找到任何资 料可以借鉴。 在没有任何该型火检放大器的原理图或电 路图的困难条件下， 对其电路构成原理进行剖析， 是唯 一可行的探索方向。 整体研究该放大器的电路， 发现该型火检放大器面 板后面的电路板主要负责人、 机接口， 完成信号强度的 显示，
6、为部分参数如零点、量程的调整电位器等提供安 装空间。从放大器后部向面板方向看，左侧的电路板主 要为电源组件， 负责为整个放大器提供各种等级的电源。 右侧的电路板为逻辑电路组件，从火检探头来的原始信 号在这里得到处理， 并最终生成开关量信号和故障信号。 见图 3。 仔细研究该型火检放大器的逻辑板，理清其电路走 向，发现位于逻辑板元件侧右上角的 K2 继电器负责输 出故障接点，它的一对常开接点输出到金手指 E1 的第 1、3 号端子，作为放大器的故障信号转送往 DCS 系统。 对该继电器的结构进行剖析，发现该继电器还有另 外一对常开的干接点信号没有使用。如果能把这对接点 引出来，接到故障复位按钮的
7、常开接点上，那么每当 “Fault”信号发出时，该接点就闭合，相当于立即按下 人、机接口板 电源板 逻辑板 图 3 K 2 继 电 器 按钮的常开接点 图 4 了“Reset”按钮，就可以实现自动复位。 通过对人、机接口板正反两面的对照检查和实测，在非元件面板上找 到了故障复位按钮的两个常开接点，如图 4 所示。 利用两根导线，将两个接点的两端小心地分别焊接起来，工作就完成 了。其原理如图 5 所示。 图 6 和图 7 分别为改造后从两个角度观察放大器的实物照片， 图中显 示了两端导线的实际焊接点。 工作中， 建议在满足接点容量要求的前提下， 使用更细一些的导线，不但便于焊接，而且当放大器插入
8、槽笼的时候，更 加节省空间，防止影响金手指插入到位。在实际测试中，图中所用导线可以方便地放在放大器与槽 笼之间的空隙中，不影响放大器的正常工作。 需要注意的是，人、机接口板上的焊点相距较近，附近元件众多，焊接时务必注意不要与周围 的焊点发生粘连，更要掌握好焊接时间和温度，防止由于焊接加热时间过长对周边元件造成损坏， 建议由具有一定焊接能力的人员完成此项工作。 2009 年 1 月 5 日，#3 炉 E1 火检频繁报故障，换用改造好的火检放大器。下图为更换前原火检 放大器报出的“故障”信号记录： 图 6 图 5 复位按钮 K 2 继电器接点 去复位电路 图 5 由于频繁报出故障系统，正常的“有火
9、”信号被闭锁，如下图所示： 下图是改造后的火检放大器，置于同样的参数下仍发出“故障”信号的记录。由图中可见虽然 仍有“故障”信号报出，但均被立即（平均间隔时间 496 毫秒）复位： 下图显示了改造后的火检放大器的“有火”信号记录。可见虽然偶尔被“故障”信号闭锁，但 绝大部分时间均保持着正常的“有火”信号，给检修人员提供了宝贵的时间。 经过改造，利用闲置的故障信号继电器接点作为自动复位按钮使用，在尽可能不改变原有电路 的基础上，可以实现自动复位虚假故障的功能，运行人员不必再频繁地跑到设备柜处复位火检放大 器，喷燃器误跳的可能性被大大降低，提高了锅炉运行的稳定性和可靠性。 参考文献： 1 Series 7000 Flame Scanning System Users Manual, COEN Company, INC. 作者简介： 朱建军（1971- ） ，男，天津市蓟县人，毕业于华北电力大学，工学学士，高级工程师，目前在天津大唐国际盘 山发电有限责任公司工作。联系电话：13370313681