燃燒火焰具有各種特性,如發(fā)熱程度、電離狀態(tài)、火焰不同部位的輻射、光譜及火焰的脈動(dòng)或閃爍現(xiàn)象、差壓、音響等,均可用來(lái)檢測(cè)火焰的“有”或“無(wú)”。以煤、油作為燃料的鍋爐在燃燒過(guò)程中會(huì)輻射紅外線(IR)、可見光和紫外線(UV)。 所有的燃料燃燒都輻射一定量的紫外線和大量的紅外線,且光譜范圍涉及紅外線、可見光及紫外線。因此,整個(gè)光譜范圍都可以用來(lái)檢測(cè)火焰的“有”或“無(wú)”。
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(zhǎng)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(zhǎng)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。
燃燒器火焰的形狀,我們?nèi)藶榈貙⑵浞譃樗牟糠郑簭暮砜陂_始依次為黑龍區(qū)、初始燃燒區(qū)、燃燒區(qū)和燃燼區(qū)。 從一次風(fēng)口噴射出的第一段是一股暗黑色的煤粉和一次風(fēng)的混合物流,我們稱其為黑龍區(qū),其輻射強(qiáng)度和閃爍頻率都很低; 第二段是初始燃燒區(qū),煤粉因受到高溫爐氣和火焰回流的加熱開始燃燒,大量煤粉顆粒爆燃形成亮點(diǎn)流,此段的特點(diǎn)是這部分煤粉燃燒亮度不是很大,但其閃爍頻率卻達(dá)到最大值,往往可以在100Hz 以上; 第三段為燃燒區(qū),也稱完全燃燒區(qū),各個(gè)煤粉顆粒在與二次風(fēng)的充分混合下完全燃燒,產(chǎn)生出很大熱量,此段的火焰亮度最高且最穩(wěn)定,但閃爍頻率要低于初始燃燒區(qū); 第四段為燃燼區(qū),這時(shí)的煤粉絕大部分燃燒完畢形成飛灰,少數(shù)較大的顆粒繼續(xù)進(jìn)行燃燒,最后形成高溫爐氣流,其火焰亮度和閃爍頻率都比較低。有一點(diǎn)需要說(shuō)明,上面提到的頻率是指閃爍(Flicker)頻率,它和有些火焰檢測(cè)器中的脈沖(Pulse)頻率有本質(zhì)區(qū)別,前者是燃料混合物火焰燃燒所特有的屬性,而后者只是對(duì)火焰強(qiáng)度的一種顯示方法。