大型燃煤燃气锅炉的安全运行在很大程度上依赖于锅炉炉膛火焰燃烧的稳定性和可靠性检测,论文首先综述了锅炉炉膛安全保护系统(Furnace Safeguard Supervisory System,以下简称FSSS)中火焰检测系统的国内外研究现状,分析了火焰检测系统的国内市场前景,提出了本课题的研究目标和需要解决的主要问题。在此基础上,系统性的讨论了FSSS的工作原理、组成、功能和工作方式,以及炉膛爆炸的基本原因与基本理论,介绍了防止锅炉炉膛爆燃的行业规范。针对FSSS的功能需求,论述了炉膛火焰的特征,分析了煤燃烧时的发光波长,简要介绍了各种火焰检测技术。论文着重介绍了实现FSSS火焰检测功能的火焰检测器电路设计思路,描述了红外光电转换检测单元、信号放大单元、单片机处理单元等主要硬件电路的主要工作原理,阐述了光电信号从小信号检测到标准电压信号变换的电路设计思路,阐述了单片机微处理系统中输入A/D转换、输入人机接口、4-20mA输出单元等电路的设计思路。最后,简述了火焰检测器现场安装,包括简述了火焰检测器产品特点和主要性能、火焰检测器样机在实验室测试的情况和在北京国华电厂30万机组运行的数据和电厂安装的情况。同时简述了为减少现场锅炉高温环境对FSSS光电传感器寿命影响,冷却风装置的功能和作用。