燃燒控制系統(tǒng)在循環(huán)流化床鍋爐中的應(yīng)用及改進(jìn)

索治斌，董仲喜

(河南能源化工集團(tuán)安化公司，河南安陽 455133)

0 前言

循環(huán)流化床鍋爐是一種高效、低污染的自然循環(huán)水管鍋爐，采用旋風(fēng)分離器組成的循環(huán)燃燒系統(tǒng)，具有燃燒效率高、對燃料適應(yīng)性強(qiáng)、負(fù)荷調(diào)節(jié)比例大等多種優(yōu)點，使得近年來我國循環(huán)流化床鍋爐得到了迅猛發(fā)展。我公司供汽系統(tǒng)現(xiàn)有四臺75 t/h循環(huán)流化床鍋爐，采用的是合成氨弛放氣作為點火燃料進(jìn)行床下點火，燃燒控制器是保障鍋爐安全運(yùn)行的重要儀表設(shè)備。由于我國絕大多數(shù)的鍋爐點火燃料采用的是重油或柴油，采用合成氨弛放氣作為鍋爐點火燃料的廠家極少，所以燃燒控制器的選擇就顯得極其重要。弛放氣中的成分主要有氫氣、氨氣、氮?dú)狻⒓淄楹蜕倭康臍鍤獾?，鍋爐在點火升溫過程中弛放氣流量平均在3 000 m3/h，若此時出現(xiàn)意外情況滅火時，如不及時切斷煤氣閥，在極短的時間內(nèi)弛放氣就會充滿燃燒室，遇火源就會有發(fā)生爆炸的危險。

1 燃燒控制器原理及其邏輯控制關(guān)系

燃燒控制器采用高壓點火器點燃小火，通過紫外火焰?zhèn)鞲衅鳈z測火焰是否建立，實現(xiàn)主煤氣閥的開/關(guān)、報警及聯(lián)鎖、遠(yuǎn)程監(jiān)控等智能化全自動控制功能。采用特殊設(shè)計使其具有極強(qiáng)的抗干擾性，不受其它光源和工業(yè)干擾，不會因誤操作而造成設(shè)備誤動作，廣泛適用于燃油、燃?xì)獾热紵b置的自動控制和熄火保護(hù)。

1.1 自動點火

接通電源，打開電源開關(guān)，將控制器“手動/自動”開關(guān)撥至自動檔，5 s后再按下“點火”開關(guān)，控制器即由程序控制自動點火，并同時打開小火電磁閥，如小火著火(兩臺火焰檢測器同時檢測到火焰)，控制器保持點火40 s后停止點火，延時5 s打開大火電磁閥，在大火電磁閥打開70 s后關(guān)閉小火電磁閥。在運(yùn)行中如出現(xiàn)故障熄火(兩臺火焰檢測器中有任意一臺未檢測到火焰信號)，控制器將自動關(guān)閉主煤氣電磁閥，并發(fā)出聲光故障報警信號?？刂破鞴收蠄缶?，必須按下“復(fù)位”開關(guān)將報警消除，才能再次點火。

1.2 手動點火

接通電源，打開電源開關(guān)，將控制器“手動/自動”開關(guān)撥至手動檔，5 s后再按下“點火”開關(guān)和“小火”開關(guān)，如小火著火(兩臺火焰檢測器同時檢測到火焰)，10 s后關(guān)閉高壓點火器電源，按下“大火”開關(guān)，允許打開主煤氣電磁閥，主煤氣電磁閥打開大火點著后，關(guān)閉小火電磁閥。在運(yùn)行中如出現(xiàn)故障熄火(兩臺火焰檢測器中有任意一臺未檢測到火焰信號)，控制器將自動關(guān)閉主煤氣電磁閥，并發(fā)出聲光故障報警信號。另外剛開始點火時如小火電磁閥打開后10 s內(nèi)小火未點著(兩臺火焰檢測器中有任意一臺未檢測到火焰信號)，此時將無法打開大火電磁閥，且控制器將自動關(guān)閉小火電磁閥和高壓點火器，并發(fā)出聲光故障報警信號。控制器每次故障報警后，必須按下“復(fù)位”開關(guān)將報警消除，才能再次點火。

1.3 點火要求

①控制器設(shè)定最長點火時間為3 min，即當(dāng)按下“點火”開關(guān)點火器進(jìn)行點火時，如果3 min內(nèi)未將小火點著，控制器將自動關(guān)閉高壓點火器。②點火器未點火時，控制器無法打開小火、大火電磁閥，小火未點著時控制器無法打開大火電磁閥。③在運(yùn)行中如出現(xiàn)故障熄火(非人工操作關(guān)閉大火電磁閥而出現(xiàn)燃燒熄火現(xiàn)象)，控制器將自動關(guān)閉主煤氣電磁閥，并發(fā)出聲光故障報警信號。④如在無火狀態(tài)下，任意一臺火焰檢測器檢測到有火(誤判)，控制器將自動關(guān)閉其任意功能，并發(fā)出聲光故障報警信號，此時說明檢測器或紫外傳感器出現(xiàn)故障。

2 運(yùn)行中出現(xiàn)的問題及改進(jìn)

2.1 小火點著后無法點燃大火

小火點著后，兩臺火焰檢測器同時檢測到火焰信號，控制器具備打開大火電磁閥條件，大火閥打開后，主煤氣通過噴嘴進(jìn)入燃燒室卻無法引燃大火，雖多次調(diào)整一次風(fēng)及啟動風(fēng)流量，卻仍然無法點燃大火。經(jīng)分析，初步判斷點火噴嘴與主煤氣噴嘴距離上有偏差，經(jīng)仔細(xì)查閱圖紙及現(xiàn)場實際測量，調(diào)整了點火噴嘴長度，解決了以上問題，順利點燃了大火。

2.2 大火點燃投運(yùn)主煤氣后卻發(fā)生多次熄火現(xiàn)象

大火點著投運(yùn)主煤氣后，接連多次發(fā)生熄火現(xiàn)象。在現(xiàn)場仔細(xì)觀察，發(fā)現(xiàn)火焰檢測器在主煤氣燃燒正常的情況下，卻時有發(fā)生火焰信號頻閃的情況，其閃動時間極短，僅為短短的1 s甚至不到1 s，但足以驅(qū)動火焰檢測器的輸出繼電器動作，導(dǎo)致燃燒控制器聯(lián)鎖動作，最終關(guān)閉主煤氣電磁閥，致使鍋爐點火升溫過程中出現(xiàn)多次重復(fù)點火現(xiàn)象，嚴(yán)重影響鍋爐的安全運(yùn)行。初步判斷，原因為火焰檢測器紫外管由于長時間工作性能下降，加上受高溫和煤氣成分不純等諸多因素的影響，工作不太穩(wěn)定。原紫外管型號為GD-18型，經(jīng)查閱資料將其更換為性能更加穩(wěn)定的GD-708型，經(jīng)過檢驗新型紫外傳感器裝入現(xiàn)場后，滅火現(xiàn)象仍偶有發(fā)生。經(jīng)過分析進(jìn)一步判斷屬火焰檢測器自身原因及現(xiàn)場存在一些不可抗拒的干擾所致。為此采用以下方案消除以上的故障現(xiàn)象:①根據(jù)鍋爐點火控制系統(tǒng)PLC程序，對目前火焰檢測器存在的問題，修改PLC程序，將火焰檢測器故障判斷時間增加到PLC程序中，使得火焰檢測器在判斷燃燒器滅火時能夠延長3 s，消除隨機(jī)故障，從而避免火焰檢測器的誤判斷和誤動作，保證鍋爐點火升溫的順利進(jìn)行。②對紫外傳感器連接管進(jìn)行改造，將儀表壓縮空氣引入到紫外傳感器連接管中，對紫外傳感器進(jìn)行降溫冷卻，不但增加紫外傳感器的工作穩(wěn)定性，而且延長了紫外傳感器的使用壽命。

經(jīng)過討論，主煤氣快速切斷球閥采用的是吳忠儀表廠ZSRJ型氣動O型球閥，其動作時間大約為4 s，加入延時后即使出現(xiàn)意外情況滅火時，主煤氣快速切斷球閥完全關(guān)閉的時間為7 s，從安全角度考慮完全可以滿足其安全條件。延時加入后，火焰檢測器工作穩(wěn)定，經(jīng)過一段時間的運(yùn)行觀察，鍋爐點火升溫過程中未再出現(xiàn)火焰檢測器受干擾原因出現(xiàn)的滅火現(xiàn)象。

3 結(jié)束語

燃燒控制器經(jīng)過一系列的改造后，穩(wěn)定性得到了明顯提高，不僅保證了鍋爐的安全穩(wěn)定運(yùn)行，為整個化工系統(tǒng)生產(chǎn)創(chuàng)造了必要的先決條件，同時也在合成氨弛放氣點火方面積累了豐富的工作經(jīng)驗，使得業(yè)務(wù)技術(shù)水平、分析判斷問題能力以及解決問題能力都得到了進(jìn)一步的提高。