技术领域：
本发明涉及一种监视装置的安装方法，特别是涉及一种锅炉炉膛高温火焰监视装置安装施工方法。
背景技术：
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炉膛火焰监视装置是采用专用高温摄像机对炉膛进行直接监视,比较直观地反映炉膛燃烧状况,通过推进器将内窥式高温摄像头送至炉内获取炉内燃烧工况，并将图像传输至控制室监视器显示的特种监视装置系统，炉膛火焰监视装置系统可以直观地、不间断地反映炉内各种燃烧工况，包括炉内火焰大小和火焰的形状等，锅炉运行人员可在集控室通过监视器清晰地观察锅炉内部点火、正常燃烧及灭火等工况，为操作员提供了不间断的看火条件，实时地将炉内的燃烧工况显示出来，为锅炉高效稳定运行提供了必要的条件。它能够提高锅炉燃烧效率、减少烟尘排放，同时也能有效防止锅炉炉膛内部爆燃等恶性事故发生，保证机组安全、高效、环保运行。炉膛火焰监视装置安装的质量好坏，直接关系到锅炉的安全可靠运行，并影响到机组的安全稳定运行。
技术实现要素：
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本发明所要解决的技术问题是：提供一种锅炉炉膛高温火焰监视装置安装施工方法，减少安装中的偏差，提高测量精准度。
本发明为解决技术问题所采取的技术方案是：
一种锅炉炉膛高温火焰监视装置安装施工方法，其具体步骤如下：
a：火焰监视装置的安装：
①安装角及视场角的选择：
假设a1、b1、c1、d1和a2、b2、c2、d2分别为锅炉最下层和最上层燃烧器的参考位置，摄像头端部位于o点处；o点至最下层燃烧器平面的高度为h，上下层燃烧器的距离为h，锅炉的宽度为b，深度为a，f、g分别为a2b2与c2d2的中点，oe为＜fog的平分线，要看到全部燃烧器的最佳情况，摄像头视轴与oe线重合，设oe与垂直面上of的夹角为q，求角公式为：
由于光轴偏折角有0、30、45、90等几种，相对应的实际安装角0、30+q、45+q、90+q，设光轴偏拆角为q，则实际的安装角即为所求的q角，视场角选择能在监视器中看到全部燃烧器的条件是镜头视场角β应同时满足下列条件：
水平方向：即a2b2方向tg(oa1b1)≥a/2（h-h）；
垂直方面：即b2c2方向0.3β≥0，式中的β为镜头本身的视场角；
②检查炉膛开孔设计位置是否符合炉膛火焰监视装置系统要求，如果不符合，需在炉墙上重新开孔，外孔直径大于摄像机管道外径10mm，俯仰角度根据监视目标及现场安装位置确定，为保证设备的安装与维护,以开孔圆心为中心在500mm半径范围内不可被占用；
③保护管及炉门的配制及安装：
摄像镜管和摄像机安装：用螺栓将镜管支架与保护管连接，将摄像机镜头固定到镜头罩内，固定牢固并找正角度，然后分别取下镜头的后盖和摄像机的前镜盖，将摄像机放到镜头罩内，使镜头的后孔与摄像机前镜孔对准并找正，用螺栓固定，组合好后，再搬运到安装地点用螺栓将其整体固定，保护管与支架法兰间加装密封垫片；取下镜管和镜头上的保护物体，套上隔垫套、插入支架孔中，用螺钉将镜管固定在支架上；将摄像机固定在保护罩内，再从保护罩上取下前端盖，窗口对准镜管后部，用螺钉固定在支架上，使定位销到位；
④调整位置和安装角度，火焰检测设备和锅炉本体同步移动，根据锅炉热膨胀引起的测量误差来进行膨胀位移补偿，炉膛火焰监视装置摄像头对准火焰中心；
⑤固定方式：采用焊接在水冷壁炉墙结构上，活动支架底部采用槽钢焊接，支架采用活动型，便于调整摄像头的高度及位置，用螺栓定位的方法达到安装要求；传动装置的安装预埋件焊接在炉墙上，摄像机探头固定在预埋件上，将传动装置底座焊装炉门看火孔，传动装置窥孔与看火孔中心等高，窥孔中心线向炉门外侧偏离看火孔中心线20mm；
⑥炉膛火焰监视装置控制箱选择在环境温度不高于50℃，电子箱上已穿电缆的引线孔通过设备附带密封件进行密封，现场控制箱安装在距自动退出装置1.5～3米的位置处；
⑦报警控制器设在集控室，控制柜系统各种硬件的外观完好，数量及安装到位，控制柜内电缆配备齐全，电源设备的安装正确无误，插装整齐，标志醒目有序，无缺件；
⑧空气冷却系统装置安装：
压缩空气控制箱安装在距现场1米位置处，控制系统装置包括控制盘、温度显示仪表、压力控制器、精密过滤器、减压阀、自动除油器等气路处理系统；风冷系统采用仪用压缩空气，满足条件：气温小于40℃，冷却空气压力为0.4～0.6mpa，冷却空气流量5～10m3/h；压缩空气直接送至镜头前端，在镜头前形成螺旋风向，增加风的强度和吹扫面积；压缩空气经滤清箱除尘后，经过过滤器后进入探头罩及探头外腔，由探头前部喷入炉内并在探头前部形成风幕，压缩空气经多级精密过滤后进入涡旋制冷管制出冷风，再输入探头防护罩直接沿摄像机、镜头向前吹扫；气流直接吹扫镜头前端使镜头前端长时间不积灰；
b、气源管路配置：
管路不敷设在有腐蚀性介质、易受机械损伤、妨碍检修和震动较大的地方，选择长度最短，转弯最少的路线；管路敷设于地下及穿过平台、墙壁时加装保护套管，管路敷设时要有一定坡度，管路敷设坡度应大于1：100；
c、炉膛火焰监视装置电缆敷设及接线：
①电缆敷设区域的温度低于电缆的长期允许工作温度，电缆敷设时，应防止电缆之间及电缆与其他硬质物体之间的摩擦，绑扎电缆时，应按顺序排列，不宜交叉，松紧要适度，并留有适当的余量，所有电缆均使用阻燃电缆，桥架或钢管所穿过的墙体或楼板处的孔洞采用非燃性材料严密堵塞；
②系统接地采用一点式接地方式，接地母线采用铜质线，信号电缆及通讯电缆的屏蔽层均在盘柜侧接地，现场浮空；电缆头要接近端子附近，以消除由导线静电耦合而产生的串模干扰；屏蔽电缆不与供电导线平行走线或穿同一根保护管内，以免信号干扰；盘柜外壳、电源负极、电缆屏蔽层分别用单独的导线并行连接到接地干线上，电缆屏蔽层必须全程连接；
③焊接屏蔽接地线：电缆头制作时将电缆屏蔽层用截面1.0mm2多股铜芯软线引出，屏蔽接地线编织成辫子后通过线鼻子压接，接在盘柜内的接地铜排上，保证连接牢固、而且每一根接地线都要与接地铜排相连；
④电缆接线前，每根电缆芯线均要拉直，电缆芯线绑扎间距均匀一致，一般为12cm左右，成型流畅；电缆排线时有线槽的将芯线放进线槽内，没有线槽的将排线绑扎到接线端子处再采用暗抽线方式进行接线；进入端子排分线从线把后面分出，进入端子排线芯的直线段的长度在50～70mm之间，回弯半径为15mm，同一端子排上的端子头朝向一致，端子头的文字不能倒置，端子头上文字的书写顺序为：垂直端子排由左向右书写，水平端子排与厂家配线号头书写顺序保持一致，字迹清晰且不易脱色；线芯与端子的连接，硬线的煨弯旋向与所接端子排的紧固螺丝旋向一致，任何软线和多股、多芯线不与端子排直接连接，使用线鼻子进行过渡或烫锡后接入端子，备用芯留至盘内最高点；
⑤电缆接入就地接线盒时，使用金属软管连接，软管留有一定弧度，所有弧度均一致；
d、系统调试：
①监视器的检查：将监视器av/tv转换键置于tv档，屏幕上出现亮的雪花点，使用频道自动搜索功能，能显示搜索过程；若不正常，证明监视器有故障，若正确无误，进行下一步检查；
②视频电缆及摄像探头供电电源的检查：先检查系统各器件之间的电缆接头是否有松动或损坏，然后将摄像探头连接电缆取下，测量电缆的航空插头芯线与接头外壳之间的电阻，若阻值过低则说明视频电缆短路，则进一步检查各接口和电缆线路；再测量电缆的芯线之间的电压，电压值一般为交流24v或直流12v，若电压值正常则进行下一步检查，若不正常则检查摄像机控制器输出口处芯线之间的电压值以及电缆线路；
③摄像探头的检查：打开摄像探头，检查内部器件有无损坏，输入电源是否正常，输出信号是否为0～1v的视频信号；若控制系统出现故障，则按安装调试的有关方法及步骤进行检查；
④在炉膛四角放入行灯通电点亮，检查火焰监视装置显示情况，查看点亮的行灯是否在监视装置图像的标准位置，如果出现偏移则需要进行调整。
本发明在安装施工过程中的注意事项：
1、由于环境的影响，镜头表面在长期工作后可能被污染，因此需要进行定期清理，用软刷或镜头纸将其表面的灰尘除去；若污染较严重，可用医用棉球蘸工业乙醇与工业乙醚按1:1比例构成的混合液，轻轻擦拭镜头表面，以除去污垢。
2、摄像机控制器和彩色监视器等仪器的维护检查工作应由专业人员进行。
3、定期检查各种管道、电缆的连接情况，保证整个系统正常运行。
4、施工现场按符合安全规定及安全施工要求进行布置，并完善布置各种安全标识。
5、露天摆放的电焊机放在干燥场所，有棚遮蔽或使用电焊机专用箱。电焊机二次线接头必须包好，绝缘良好，无漏电，电焊把线与电焊机连接必须使用铜鼻子连接，接触必须牢固可靠。
6、所有电器末端开关处，必须使用满足安全要求的漏电保护装置，现场动力线与照明线要分开，并按规定进行标识。使用角向磨光机，电磨头等电动工具时，必须装设触电保安器，使用过程中必须戴绝缘手套和护目镜。
7、现场施工时，把材料、工具码放整齐在自备的帆布中，合理组织施工，减少高空作业。垂直交叉作业层间用脚手板隔离。交叉作业各方作业前进行周密安排，统一调度。
8、高处作业必须正确使用安全带。脚手架验收合格，挂牌后，方可施工。施工人员穿防滑鞋。施工前进行安全技术交底，禁止高空作业抛掷物件，传递物品时使用传递绳。
本发明的应用实例：
1、华润焦作柏山电厂2×660mw燃煤发电机组：
华润焦作柏山电厂2×660mw燃煤发电机组采用本发明的锅炉炉膛高温火焰监视装置安装施工方法，从2015年6月完成168小时试运行，炉膛火焰监视装置运行稳定，提高了测量的准确度和可靠性，实现了锅炉的安全稳定运行制，降低能源消耗，提高燃烧效率，减少烟尘总量排放等，对机组的安全、经济、稳定运行有重要意义，提高了电厂的经济效益。
11.2神华国华焦作电厂2×660mw燃煤机组机组
神华国华焦作电厂2×660机组为锅炉为东方锅炉(集团)股份有限公司生产的超临界锅炉，神华国华焦作电厂采用本发明的锅炉炉膛高温火焰监视装置安装施工方法，从2015年6月完成168小时试运行，炉膛火焰监视装置运行稳定，提高了测量的准确度和可靠性，实现了锅炉的安全稳定运行制，降低能源消耗，提高燃烧效率，减少烟尘总量排放等，对机组的安全、经济、稳定运行有重要意义，提高了电厂的经济效益。
本发明的特点如下：
1、施工简单，质量工艺易于控制，提前发现并解决设计、设备问题，炉膛火焰监视装置安装准确,确保锅炉炉膛安全监控系统安全可靠运行。
2、根据摄像头光轴偏折角与实际的安装角进行对比，安装角度选择能在监视器中看到全部燃烧器，精确调整火焰电视安装位置和角度，准确定位，保证火焰检测设备和锅炉本体同步移动，预估由于锅炉受热热膨胀引起的位移，并进行膨胀位移补偿，保证火焰电视摄像头在冷态和热态始终对准火焰中心。
3、通过采集温度、压力、流量等数据，进行处理，使炉膛火焰监视装置系统具有自我保护的功能，当现场出现温度过高、冷却风压力流量过低时，保护系统会发出声光报警，情况严重时炉膛火焰监视装置自动退出运行。
4、高温摄像头采用小孔成像的原理，避免了炉堂内部辐射热及锅炉烧正压时对探头的影响，提高了系统的可靠度，做到了免维护使用，能够在高温、高粉尘等恶劣环境下长期稳定的工作。
5、采用纯空气冷却，不采用水冷却循环装置，简化了设备的安装工作量及日常维护工作量。
6、本发明的适用范围：发电厂燃煤、燃气、燃油锅炉炉膛火焰监视装置的安装上。
本发明广泛应用于热力发电厂煤粉炉等火焰高温锅炉上。可将摄像镜头直接伸入锅炉内部，在炉内燃烧情况的监测上观察范围较大，图像清晰，应用效果显著。在集控室连续实时地监视炉内火焰的工作状态，可清晰地观察到炉膛内部分布的燃烧喷火嘴及每个喷头嘴喷火形状。在锅炉点火、小负荷运行等发生危害正常运行故障时，能及时显示炉内出现异常情况的监视装置图象，从而采取措施，有助于防止炉膛爆炸，它是锅炉安全、经济运行不可缺少的安装施工方法。
四、附图说明：
图1为本发明中安装角及视场角的模拟结构示意图。
五、具体实施方式：
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的解释和说明：
一种锅炉炉膛高温火焰监视装置安装施工方法，其具体步骤如下：
a：火焰监视装置的安装：
①安装角及视场角的选择：
参见图1，假设图中a1、b1、c1、d1和a2、b2、c2、d2分别为锅炉最下层和最上层燃烧器的参考位置，摄像头端部位于o点处；o点至最下层燃烧器平面的高度为h，上下层燃烧器的距离为h，锅炉的宽度为b，深度为a，f、g分别为a2b2与c2d2的中点，oe为＜fog的平分线，要看到全部燃烧器的最佳情况，摄像头视轴与oe线重合，设oe与垂直面上of的夹角为q，求角公式为：
由于光轴偏折角有0、30、45、90等几种，相对应的实际安装角0、30+q、45+q、90+q，设光轴偏拆角为q，则实际的安装角即为所求的q角，视场角选择能在监视器中看到全部燃烧器的条件是镜头视场角β应同时满足下列条件：
水平方向：即a2b2方向tg(oa1b1)≥a/2（h-h）；
垂直方面：即b2c2方向0.3β≥0，式中的β为镜头本身的视场角；
②检查炉膛开孔设计位置是否符合炉膛火焰监视装置系统要求，如果不符合，需在炉墙上重新开孔，外孔直径大于摄像机管道外径10mm，俯仰角度根据监视目标及现场安装位置确定，为保证设备的安装与维护,以开孔圆心为中心在500mm半径范围内不可被占用；
③保护管及炉门的配制及安装：
摄像镜管和摄像机安装：用螺栓将镜管支架与保护管连接，将摄像机镜头固定到镜头罩内，固定牢固并找正角度，然后分别取下镜头的后盖和摄像机的前镜盖，将摄像机放到镜头罩内，使镜头的后孔与摄像机前镜孔对准并找正，用螺栓固定，组合好后，再搬运到安装地点用螺栓将其整体固定，保护管与支架法兰间加装密封垫片；取下镜管和镜头上的保护物体，套上隔垫套、插入支架孔中，用螺钉将镜管固定在支架上；将摄像机固定在保护罩内，再从保护罩上取下前端盖，窗口对准镜管后部，用螺钉固定在支架上，使定位销到位；
④调整位置和安装角度，火焰检测设备和锅炉本体同步移动，根据锅炉热膨胀引起的测量误差来进行膨胀位移补偿，炉膛火焰监视装置摄像头对准火焰中心；
⑤固定方式：采用焊接在水冷壁炉墙结构上，活动支架底部采用槽钢焊接，支架采用活动型，便于调整摄像头的高度及位置，用螺栓定位的方法达到安装要求；传动装置的安装预埋件焊接在炉墙上，摄像机探头固定在预埋件上，将传动装置底座焊装炉门看火孔，传动装置窥孔与看火孔中心等高，窥孔中心线向炉门外侧偏离看火孔中心线20mm；
⑥炉膛火焰监视装置控制箱选择在环境温度不高于50℃，电子箱上已穿电缆的引线孔通过设备附带密封件进行密封，现场控制箱安装在距自动退出装置1.5～3米的位置处；
⑦报警控制器设在集控室，控制柜系统各种硬件的外观完好，数量及安装到位，控制柜内电缆配备齐全，电源设备的安装正确无误，插装整齐，标志醒目有序，无缺件；
⑧空气冷却系统装置安装：
压缩空气控制箱安装在距现场1米位置处，控制系统装置包括控制盘、温度显示仪表、压力控制器、精密过滤器、减压阀、自动除油器等气路处理系统；风冷系统采用仪用压缩空气，满足条件：气温小于40℃，冷却空气压力为0.4～0.6mpa，冷却空气流量5～10m3/h；压缩空气直接送至镜头前端，在镜头前形成螺旋风向，增加风的强度和吹扫面积；压缩空气经滤清箱除尘后，经过过滤器后进入探头罩及探头外腔，由探头前部喷入炉内并在探头前部形成风幕，压缩空气经多级精密过滤后进入涡旋制冷管制出冷风，再输入探头防护罩直接沿摄像机、镜头向前吹扫；气流直接吹扫镜头前端使镜头前端长时间不积灰；
b、气源管路配置：
管路不敷设在有腐蚀性介质、易受机械损伤、妨碍检修和震动较大的地方，选择长度最短，转弯最少的路线；管路敷设于地下及穿过平台、墙壁时加装保护套管，管路敷设时要有一定坡度，管路敷设坡度应大于1：100；
c、炉膛火焰监视装置电缆敷设及接线：
①电缆敷设区域的温度低于电缆的长期允许工作温度，电缆敷设时，应防止电缆之间及电缆与其他硬质物体之间的摩擦，绑扎电缆时，应按顺序排列，不宜交叉，松紧要适度，并留有适当的余量，所有电缆均使用阻燃电缆，桥架或钢管所穿过的墙体或楼板处的孔洞采用非燃性材料严密堵塞；
②系统接地采用一点式接地方式，接地母线采用铜质线，信号电缆及通讯电缆的屏蔽层均在盘柜侧接地，现场浮空；电缆头要接近端子附近，以消除由导线静电耦合而产生的串模干扰；屏蔽电缆不与供电导线平行走线或穿同一根保护管内，以免信号干扰；盘柜外壳、电源负极、电缆屏蔽层分别用单独的导线并行连接到接地干线上，电缆屏蔽层必须全程连接；
③焊接屏蔽接地线：电缆头制作时将电缆屏蔽层用截面1.0mm2多股铜芯软线引出，屏蔽接地线编织成辫子后通过线鼻子压接，接在盘柜内的接地铜排上，保证连接牢固、而且每一根接地线都要与接地铜排相连；
④电缆接线前，每根电缆芯线均要拉直，电缆芯线绑扎间距均匀一致，一般为12cm左右，成型流畅；电缆排线时有线槽的将芯线放进线槽内，没有线槽的将排线绑扎到接线端子处再采用暗抽线方式进行接线；进入端子排分线从线把后面分出，进入端子排线芯的直线段的长度在50～70mm之间，回弯半径为15mm，同一端子排上的端子头朝向一致，端子头的文字不能倒置，端子头上文字的书写顺序为：垂直端子排由左向右书写，水平端子排与厂家配线号头书写顺序保持一致，字迹清晰且不易脱色；线芯与端子的连接，硬线的煨弯旋向与所接端子排的紧固螺丝旋向一致，任何软线和多股、多芯线不与端子排直接连接，使用线鼻子进行过渡或烫锡后接入端子，备用芯留至盘内最高点；
⑤电缆接入就地接线盒时，使用金属软管连接，软管留有一定弧度，所有弧度均一致；
d、系统调试：
①监视器的检查：将监视器av/tv转换键置于tv档，屏幕上出现亮的雪花点，使用频道自动搜索功能，能显示搜索过程；若不正常，证明监视器有故障，若正确无误，进行下一步检查；
②视频电缆及摄像探头供电电源的检查：先检查系统各器件之间的电缆接头是否有松动或损坏，然后将摄像探头连接电缆取下，测量电缆的航空插头芯线与接头外壳之间的电阻，若阻值过低则说明视频电缆短路，则进一步检查各接口和电缆线路；再测量电缆的芯线之间的电压，电压值一般为交流24v或直流12v，若电压值正常则进行下一步检查，若不正常则检查摄像机控制器输出口处芯线之间的电压值以及电缆线路；
③摄像探头的检查：打开摄像探头，检查内部器件有无损坏，输入电源是否正常，输出信号是否为0～1v的视频信号；若控制系统出现故障，则按安装调试的有关方法及步骤进行检查；
④在炉膛四角放入行灯通电点亮，检查火焰监视装置显示情况，查看点亮的行灯是否在监视装置图像的标准位置，如果出现偏移则需要进行调整。
本发明广泛应用于热力发电厂煤粉炉等火焰高温锅炉上，可将摄像镜头直接伸入锅炉内部，在炉内燃烧情况的监测上观察范围较大，图像清晰，应用效果显著。在集控室连续实时监视炉内火焰的工作状态，可清晰地观察到炉膛内部分布的燃烧喷火嘴及每个喷头嘴喷火形状。在锅炉点火、小负荷运行等发生危害正常运行故障时，能及时显示炉内出现异常情况的监视装置图象，从而采取措施，有助于防止炉膛爆炸，它是锅炉安全、经济运行不可缺少的安装施工方法。