07.09.2017

В установках для сжигания газа, жидкого или твердого топлива одним из основных параметров, обеспечивающих безопасную работу всей установки, является контроль пламени.
Требования о необходимости контроля пламени и перекрытия подачи топлива, в случае его погасания, изложены в [1]. 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 [2], 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 ^оС, кратковременно до плюс 75 ^оС, 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.

Рис.1

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

Модель	Спектр	Выходной сигнал	Ресурс фотоприемника, тыс.ч
ФДС-01	ИК	Реле	5…10
ФДС-03	УФ	Реле	20…30
ФДС-03-2К	УФ + ионизационный	2 реле	20…30
ФДС-03	УФ	4-20 мА; 2 реле	50…80
ФДС-03-С-Ех	УФ	4-20 мА; 2 оптоэлектронных ключа	50…80
ФДСА-03М-01	УФ + ИК	4-20 мА 4 реле	50…80
ФДСА-03М-02	УФ + видимый
ФДСА-03М-04	ИК + видимый

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.

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.

В таблице 3 представлены рекомендации по выбору приборов контроля пламени в зависимости от типа контролируемого объекта и вида используемого топлива.

Наименование объекта	Вид топлива	Тип прибора
Котлы с 1 или 2 двумя горелками (ДЕ, ДКВР, НР, КВГМ и т.д.)	мазут	ФД-05ГМ; АДП-01.2
	газ	ФДС-03; АДП-01.10
	уголь	ФДС-01; ФДС-03
Котлы с расположением до 4-х горелок на одном ярусе	мазут	ФДСА-03, ФДСА-02
	газ	ФДС-03; ФДС-03-2К + КЭ
	уголь	ФДС-03-С; ФДС-03; АДП-01.10
Многогорелочные котлы ТЭЦ, ГРЭС со встречным и плотным расположением горелок ПТВМ, КВГМ, ТП	уголь/ жидкое топливо	ФДА-02
	газ + мазут	ФДСА-03М-01
	газ + уголь	ФДСА-03М-02
	мазут + уголь	ФДСА-03М-04
	газ	ФДА-03, ФДСА-03М-01; АДП-01.10
Печи подогрева нефти, газа, установки, работающие на открытом воздухе	газ	ФДС-01Г, ФДС-03-С-Ех
Печи нефтехимических производств, металлургические печи, туннельные и камерные печи обжига кирпича и керамики	газ	ФДСА-03; ФДС-03; ФДС-03-2К; АДП-01.10
	уголь/ жидкое топливо	ФДА-02
	газ + мазут	ФДСА-03М-01
	газ + уголь	ФДСА-03М-02
	газ	чФДС-03-С; ФДС-03-С-Ех; АДП-01.10*
	мазут + уголь	ФДСА-03М-04
Контроль потускнения пылеугольного факела	уголь	ФДСА-03М-02, -04

*- кроме взрывоопасных зон

Представленные приборы контроля факела ориентированы на котлы и горелки, эксплуатируемые в России и других странах СНГ, и  полностью удовлетворяют всем требованиям потребителей в различных отраслях промышленности как по видам топлива, спектральным характеристикам, селективности, так и по надежности.

Производимые фотодатчики и устройства контроля пламени можно с уверенностью рекомендовать к дальнейшему широкому промышленному внедрению, как наилучшие на данный момент технические решения в т.ч. по совокупности показателей «цена/качество».

Литература:

1. СВОД ПРАВИЛ СП 89.13330.2012. КОТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ. Актуализированная редакция СНиП II-35-76. Москва – 2012.
2. Апарин Е.Л., Телешев И.В. Внедрение качественных устройств розжига и контроля пламени – необходимое условие надежной и безопасной работы котельных установок // Трубопроводная арматура и оборудование. – №4, 2016.
3. О.В.Полтавцев. Датчики контроля пламени - один из важнейших факторов безопасной работы котельной // Новости теплоснабжения. – №12 (164), 2016.

Контактная информация:
ООО «НПФ «РАСКО»
125464, г. Москва, ул. Митинская, 12
E-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
Сайт: packo.ru
Тел./факс: (495) 970-16-83 (многоканальный)