由于不同種類的燃料,其燃燒火焰輻射的光線強(qiáng)度不同,相應(yīng)采用的火焰檢測(cè)元件也會(huì)不一樣。一般說來,煤粉火焰中除了含有不發(fā)光的CO2 和水蒸氣等三原子氣體外,還有部分灼熱發(fā)光的焦炭粒子和炭粒,它們輻射較強(qiáng)的紅外線、可見光和一些紫外線,而紫外線往往容易被燃燒產(chǎn)物和灰粒吸收而很快被減弱,因此煤粉燃燒火焰宜采用可見光或紅外線火焰檢測(cè)器。而在用于暖爐和點(diǎn)火用的油火焰中,除了有一部分CO2 和水蒸氣外,還有大量的發(fā)光碳黑粒子,它也能輻射較強(qiáng)的可見光、紅外線和紫外線,因此可采用對(duì)這三種火焰較敏感的檢測(cè)元件進(jìn)行測(cè)量。而可燃?xì)怏w作為主燃料燃燒時(shí),在火焰初始燃燒區(qū)輻射較強(qiáng)的紫外線,此時(shí)可采用紫外線火焰檢測(cè)器進(jìn)行檢測(cè)。 除輻射穩(wěn)態(tài)電磁波外,所有的火焰均呈脈動(dòng)變化。因此,單燃燒器工業(yè)鍋爐的火焰監(jiān)視可以利用火焰脈動(dòng)變化特性,采用帶低通濾波器(10—20Hz)的紅外固體檢測(cè)器(通常采用硫化鉛)。但電站鍋爐多燃燒器爐膛火焰的閃爍規(guī)律與單燃燒器工業(yè)鍋爐不大一樣,特別是在燃燒器的喉口部分,閃爍頻率的范圍要寬得多。
硫化鉛(PbS)感測(cè)器,這是一種硫化鉛光敏電阻,其特點(diǎn)是對(duì)紅外線輻射特別敏感。燃料在燃燒時(shí),由化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生閃爍的紅外線輻射,使硫化鉛光敏電阻感應(yīng),轉(zhuǎn)變成電信號(hào),再經(jīng)放大器處理后,輸出4-20mA 或 0-10V 的模擬量。在光譜中,紅外線的波長為600nm 以上,而這種硫化鉛感測(cè)器的光譜靈敏度為600nm-3000nm,對(duì)絕大部分紅外線輻射都可以有效采集,同時(shí)還涵蓋了部分可見光中的紅光,這樣充分保證采集到火焰信號(hào)的真實(shí)性。 磷化鉀(GaP)感測(cè)器,它是一種磷化鉀光敏電阻,其特點(diǎn)是對(duì)紫外線輻射特別敏感。燃料在燃燒時(shí),由化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生閃爍的紫外線輻射,使磷化鉀光敏電阻感應(yīng),轉(zhuǎn)變成電信號(hào),再經(jīng)放大器處理后,輸出4-20mA 或 0-10V 的模擬量。在光譜中,紫外線的波長小于380nm,而這種硫化鉛感測(cè)器的光譜靈敏度為190nm-550nm,對(duì)絕大部分紫外線輻射都可以有效采集,同時(shí)還涵蓋了大部分可見光中的紫光,同樣這樣充分保證采集到火焰信號(hào)的真實(shí)性。
在鍋爐燃燒現(xiàn)場(chǎng)我們可以發(fā)現(xiàn),用紫外線光敏管檢測(cè)器或磷化鉀檢測(cè)器監(jiān)視煤粉燃燒器時(shí),被檢測(cè)火焰的信號(hào)強(qiáng)度可能等同于或低于毗鄰的火焰信號(hào)強(qiáng)度,這是因?yàn)槲慈济悍墼诳拷紵骱砜诓糠滞鸬揭环N遮蓋作用,它實(shí)際上是一股暗黑色的煤粉和一次風(fēng)的混合物,我們叫它黑龍區(qū),若火焰檢測(cè)器視線通過或接近黑龍區(qū),則當(dāng)燃燒器停用而爐膛內(nèi)的其它燃燒器繼續(xù)運(yùn)行燃燒時(shí),信號(hào)強(qiáng)度反而比原來增加了,這個(gè)結(jié)構(gòu)是用紫外線光敏管檢測(cè)器監(jiān)視煤粉燃燒器的一個(gè)大問題,但如果我們選擇用紫外線光敏管或磷化鉀檢測(cè)用于點(diǎn)火的油槍,則起到揚(yáng)長避短的作用,可以有效的防止“偷看”問題。 因此,燃煤鍋爐推薦采用檢測(cè)火焰閃爍高頻分量的可見光檢測(cè)器或紅外線檢測(cè)器。由于氣體火焰不具有煤火焰和油火焰所特有的高頻(100—400Hz) 脈動(dòng)特性,因而紅外線檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)氣體火焰不起作用,所有對(duì)氣體燃料推薦采用紫外線檢測(cè)器。