О новых устройствах контроля пламени и повышении безопасности работы котельных установок

В установках для сжигания газа, жидкого или твердого топлива одним из основных параметров, обеспечивающих безопасную работу всей установки, является контроль пламени. От правильного выбора устройств контроля пламени зависит надежность работы системы защиты котельной установки в целом. Неправильный выбор датчика пламени могут в итоге привести к несанкционированной остановке котла. Поэтому оборудование для этих целей должно быть изготовлено и испытано в соответствии с действующими стандартами и правилами и только на предприятиях, имеющих большой опыт работы в данной отрасли. Применение качественного отечественного оборудования представляется особенно важным в связи с взятым страной курсом на импортозамещение в условиях, когда цены на импортные аналоги ведущих зарубежных производителей стали близки к запредельным.

Научно-производственная фирма «РАСКО», более 20-ти лет специализирующаяся на комплектных поставках энергосберегающих приборов и газорегуляторного оборудования, являясь официальным представителем ООО «НПП «ПРОМА» и ООО КБ «АГАВА» – ведущих российских разработчиков и изготовителей котельной автоматики с многолетним опытом работы, предлагает широкий спектр современных и недорогих устройств контроля пламени, включающий в себя как фотодатчики, так и датчики-реле контроля пламени (сигнализирующие фотодатчики).

По методу контроля пламени различают фотодатчики, использующие принцип светового излучения, или ионизационные датчики, работающие за счет изменения электрической проводимости пламени. В зависимости от выделяемых из светового излучения спектральных характеристик фотодатчики бывают инфракрасного, видимого и ультрафиолетового спектра излучения. Принцип действия фотодатчиков основан на преобразовании излучаемого факелом светового потока в электрический сигнал напряжения или тока 4-20 мА. В сигнализирующих фотодатчиках электрический сигнал после обработки сравнивается с заданным пороговым значением. В случае превышения порогового значения выдается релейный сигнал, подтверждающий наличие горения, если значение сигнала меньше порогового значения, то переключение реле свидетельствует о погасании пламени. Таким образом, сигнализирующие фотодатчики совмещают в себе функцию датчика пламени и сигнализатора горения, объединенных в одном корпусе.

Спектральные характеристики пламени зависят от вида используемого топлива. Для природного или сжиженного газа преобладают ультрафиолетовое (УФ) и инфракрасное (ИК) излучение. Для жидкого топлива (дизельное топливо, мазут, нефть) преобладает ИК-излучение, для твердого топлива (угольная пыль, бурый уголь, дрова) – ИК и видимое излучение.

При выборе фотодатчика следует учитывать фактор фонового излучения, присутствующий в топке и влияющий на надежную работу фотодатчиков. К фоновым излучениям относятся раскаленная топка или раскаленные поверхности материалов, расположенных в топке.

Для исключения отмеченных негативных факторов в ООО «НПП «ПРОМА» разработана новая серия фотодатчиков, работающих на ультрафиолетовом спектре, такие как ФДС-03, ФДА-03-2К, ФДСА-03М, которые не реагируют на раскаленные поверхности, излучающие ИК спектр. Фотодатчики, работающие на инфракрасном спектре, такие как ФДС-01, ФДСА-03М принимают сигнал переменной составляющей факела (мерцание факела) на частоте 10-15Гц. В большинстве случаев это позволяет избежать влияния раскаленных поверхностей.

Устройства контроля пламени серии ФДСА-03М и фотодатчики ФДС-03-С-Ех являются результатом последовательно проводимых работ по совершенствованию приборов данного типа. ФДСА-03М имеет цифровой индикатор интенсивности пламени, предупредительную и основную сигнализацию о погасании пламени, систему самодиагностики, цифровой и аналоговый выходы, возможность работы в 2-х режимах: с учетом фонового излучения от других горелок и без него. Прибор обеспечивает контроль факела по двум каналам, что позволяет контролировать наличие факела, использующего в качестве топлива газ, уголь, жидкое топливо, а также контролировать одновременно или по отдельности факел на двух видах топлива: газ-мазут, газ-уголь, мазут-уголь. Кроме того, ФДСА-03М обеспечивает селективный контроль факела основной горелки в многогорелочных топках с встречным или плотным расположением горелок, где затруднен индивидуальный контроль факела горелки, а также для контроля факела в топке газомазутных или пылеугольных котлов. Для достижения повышенной селективности прибора введено измерение характеристик фонового факела непосредственно с возмущающей горелки, а также применена фильтрация узкого спектра ультрафиолетового и видимого излучения.

Устройство контроля пламени в исполнении ФДСА-03М-01-IP65 выполнено в моноблочном высокопрочном металлическом корпусе и имеет следующие особенности: подсоединение кабеля с помощью надежной клеммной колодки, температура окружающей среды от минус 60 до плюс 65 0С, кратковременно до плюс 75 0С, встроенная сигнализация от перегрева. Электронные компоненты выполнены на самой современной элементной базе, что является залогом для стабильной и безаварийной работы в тяжелых условиях эксплуатации.

Фотодатчик ФДС-03-С-Ех реализован на основе новейшего высокочувствительного фотоприемника последнего поколения, что обеспечивает эксплуатационный ресурс в 7-10 раз выше, чем у ранее применявшихся колбовых, фоторезистивных и фотодиодных приемников. Диапазон допустимых температур окружающей среды от – 50 до + 60 °С. Прочный антивандальный корпус со степенью защиты IP65 позволяют использовать датчик в самых тяжелых и неблагоприятных климатических и эксплуатационных условиях, в том числе на нефтехимических производствах.

Внешний вид семейства этих приборов показан на рис.1.

Технические характеристики и типы основных сигнализирующих фотодатчиков пламени приведены в таблице 1.

ООО КБ «АГАВА», наряду с традиционно выпускаемыми датчиками-реле контроля пламени АДП-01, имеющими 8 исполнений, также разработало новые модифицированные датчики-реле АДП-01.9 и АДП-01.10 [3]. Все исполнения выполнены в едином конструктиве и отличаются друг от друга только применением различных чувствительных элементов.

В модификациях датчиков пламени АДП-01.9 и АДП-01.10 применен сенсор, реагирующий на ультрафиолетовое излучение. В отличие от оптического датчика, который работает в видимом спектре и может реагировать на «ложные» пульсации от других горелок и раскаленных стенок, ультрафиолетовый датчик работает селективно, практически не реагируя на посторонние засветки в видимой части спектра.

Благодаря этому, при использовании датчиков пламени АДП-01.9 и АДП-01.10 вероятность «срабатывания» прибора от работы «чужой» горелки снижается, что повышает надежность и безопасность работы котельного агрегата.

Для управления работой котла используются дискретные выходы: «открытый коллектор» или реле «сухой контакт». На задней крышке корпуса расположены три светодиода, информирующие о наличии или отсутствии пламени, выходной разъем и переменный резистор, предназначенный для регулировки чувствительности прибора. Внешний вид датчика АДП-01 представлен на рис.2.

Приборы линейки АДП-01 с ультрафиолетовым датчиком являются универсальными и могут применяться для любых газовых горелок и запальников, в т.ч. для котлов и печей с эффектом «светлой топки» и повышенными требованиями к селективности.

Таблица 1.