在低頻范圍(10—20Hz),煤粉與油有火與無(wú)火之間閃爍強(qiáng)度的差異都很小;煤粉有火與無(wú)火之間輻射強(qiáng)度最大差異處的閃爍頻率約300Hz,油有火與無(wú)火之間區(qū)別都要在較高的頻率(100Hz 以上)才能較好地實(shí)現(xiàn)檢測(cè)。 閃爍頻率與輻射強(qiáng)度之間的關(guān)系取決于燃燒器結(jié)構(gòu)布置、檢測(cè)方法、燃料種類(lèi)、燃燒器的運(yùn)行條件(如燃料與空氣比、一次風(fēng)速)、以及觀察角度等因素。一般來(lái)說(shuō): 1) 火焰閃爍頻率在火焰的初始燃燒器較高,然后向燃燼區(qū)依次降低, 2) 檢測(cè)器距火焰初始燃燒區(qū)越近,檢測(cè)到的高頻成分(100—400Hz)越強(qiáng); 3) 檢測(cè)器探頭視角越狹窄,所檢測(cè)到的火焰信號(hào)越真實(shí);反之亦然。 可以推斷,全爐膛監(jiān)視的閃爍頻率要比單只燃燒器監(jiān)視的頻率低得多。
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_(kāi)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(kāi)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。
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(guò)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(lái)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(wèn)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?zhuān)瑒t起到揚(yáng)長(zhǎng)避短的作用,可以有效的防止“偷看”問(wèn)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(jiàn)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。