Ультрафиолетовый датчик пламени для горелок промышленных котлов

Всё ещё встречаю монтажников, которые путают УФ-детекторы с ионизационными электродами — мол, ?главное чтобы искра поджигала?. На деле ультрафиолетовый датчик пламени вообще не участвует в поджиге, его задача — мониторинг факела в режиме 24/7. Особенно критично это для многогорелочных систем, где погасшая одна горелка может ?потянуть? за собой весь котёл.

Почему УФ-сенсоры стали стандартом для нефтехимических объектов

На нашем проекте для НПЗ в Омске изначально ставили термопары контроля пламени. Через два месяца эксплуатации пришлось экстренно останавливать линию — сенсоры ?не видели? погасание факела при сильном ветре. Перешли на ультрафиолетовые модули от Siemens, и сразу ушла проблема ложных срабатываний.

Ключевое преимущество — скорость отклика. УФ-трубка регистрирует исчезновение пламени за 2-3 секунды, тогда как термопаре нужно 15-20 секунд на остывание. В промышленных котлах это вечность — за такое время в топке успевает скопиться опасная концентрация газовоздушной смеси.

Коллеги с ООО Лоян Синьпу Разработка Нефтехимического Оборудования как-то делились статистикой: после переоснащения горелок их УФ-датчиками на китайском НПЗ количество аварийных остановок снизилось на 67%. Цифры впечатляют, но я бы добавил — важно ещё правильно подобрать длину волны чувствительности.

Типичные ошибки монтажа и их последствия

Самая болезненная история — установка сенсора напротив смотрового окна. Мастер аргументировал: ?чтоб визуально контролировать?. Итог — датчик фиксировал солнечный свет и не реагировал на реальное пламя. Пришлось переделывать всю обвязку.

Второй частый промах — игнорирование температуры. Видел как на цементном заводе сенсор ставили вплотную к горелке без теплоотвода. Через неделю кварцевое стекло покрылось микротрещинами, чувствительность упала вдвое. Сейчас всегда требую термопасту и минимум 15 см от зоны горения.

Ещё нюанс — ориентация. Немецкие производители прямо указывают угол установки относительно факела, а наши монтажники часто пренебрегают этим. Результат — неравномерный измотр кварцевой трубки и ложные сигналы о затухании.

Кейс с паровым котлом КВ-ГМ-50

В 2021 году наладчики пожаловались на ?дребезг? сигнала с УФ-датчика. Оказалось, при пуске использовали жидкостную продувку горелок — конденсат оседал на смотровом окне. Решили установить пневмопродувку сжатым воздухом перед каждым включением. Проблема ушла, но пришлось докупать ресивер.

Как продлить жизнь УФ-датчикам в агрессивной среде

На химических производствах с выбросами сероводорода стандартные кварцевые окна мутнеют за 3-4 месяца. Специалисты ООО Лоян Синьпу предлагают вариант с сапфировыми стеклами — дороже на 40%, но межсервисный интервал увеличивается до двух лет. Мы пробовали на установке пиролиза — работает, хотя первоначальные затраты отпугивают многих заказчиков.

Чистка — отдельная тема. Нельзя использовать абразивы или спиртосодержащие жидкости. Лучший способ — мягкая кисть и продувка азотом. Видел как техник протёр окно ацетоном — через сутки пришлось менять весь модуль, кварц потускнел.

Регулярная калибровка — миф или необходимость? Лично считаю, что при стабильных параметрах горения достаточно проверять отклик раз в полгода. Но если меняется топливо (например, с газа на мазут), калибровку нужно делать сразу после перевода на новый режим.

Интеграция с системами управления: подводные камни

Современные УФ-датчики выдают не просто ?да/нет?, а сигнал 4-20 мА. Это позволяет отслеживать тенденции угасания пламени. Но на старых котлах (типа ДКВР) контроллеры часто не поддерживают аналоговый ввод — приходится ставить промежуточные реле.

Самая сложная интеграция была на котле-утилизаторе П-83. Там три горелки работали в каскаде, и датчики постоянно ?конфликтовали? из-за взаимного излучения. Решение нашли через последовательное включение с задержкой 0.5 сек — пришлось перепрошивать ПЛК.

Сейчас экспериментируем с передачей данных по HART-протоколу. Пока сыровато — некоторые блоки управления горением не понимают цифровые команды. Но для новых объектов, думаю, это станет стандартом.

Проблема электромагнитных помех

На подстанциях 6 кВ УФ-сенсоры могут давать ложные срабатывания из-за наводок. Решение — экранированный кабель и отдельная земляная шина. Один раз видел, как на объекте https://www.lynorbert.ru смонтировали датчики в гофре рядом с силовыми кабелями — естественно, система постоянно уходила в аварию.

Перспективы и альтернативы

Инфракрасные датчики позиционируют как замену УФ, но на практике они проигрывают в запылённых цехах. Пыль поглощает ИК-излучение, а ультрафиолет проходит лучше. Хотя для печей с прозрачным пламенем (например, на водороде) ИК действительно точнее.

Комбинированные УФ/ИК системы — интересное решение, но стоимость отпугивает. К тому же они требуют сложной настройки. На мой взгляд, это пока избыточно для 80% промышленных котлов.

Из новинок присматриваюсь к волоконно-оптическим датчикам. Их можно выносить из зоны высоких температур, что решает проблему перегрева. Но пока мало практических наработок — боюсь, что производители не учитывают вибрационные нагрузки.

Выводы без глянца

УФ-датчик — не панацея. Без грамотного монтажа и обслуживания он станет источником проблем. Но при правильном применении — самый надёжный способ контроля пламени для промышленных горелок.

Сейчас рекомендую заказчикам рассматривать решения от ООО Лоян Синьпу Разработка Нефтехимического Оборудования — у них хороший баланс цены и качества. Особенно для объектов, где нет возможности часто обслуживать оборудование.

Главное — помнить: никакой датчик не спасёт, если персонал не обучен основам безопасности. Видел случай, когда оператор вручную блокировал сигнал ?нет пламени? потому что ?котел и так работает?. Последствия были печальными, но это уже другая история.