直燃式點(diǎn)火器在高爐煤氣放散點(diǎn)火系統(tǒng)的應(yīng)用

文/范保昊 范中偉

本文作者供職于安鋼集團(tuán)信陽鋼鐵有限責(zé)任公司 。

對(duì)高爐煤氣放散塔燃燒器的改造——本文主要介紹FYZR-IG等離子激火器的工作原理和結(jié)構(gòu)組成及在高爐煤氣放散點(diǎn)火系統(tǒng)應(yīng)用后出現(xiàn)的故障現(xiàn)象及原因分析。

某鋼鐵公司煉鐵作業(yè)部高爐煤氣放散點(diǎn)火塔，原采用焦?fàn)t煤氣助燃來把高爐煤氣點(diǎn)燃。當(dāng)煤氣壓力達(dá)到放散值時(shí)，煤氣調(diào)節(jié)閥自動(dòng)打開，用焦?fàn)t煤氣燃燒來點(diǎn)燃高爐煤氣，一旦焦?fàn)t煤氣停氣，該裝置無法直接點(diǎn)燃高爐煤氣，直接放散到空氣中，對(duì)環(huán)境造成一定的污染，而煤氣壓力高時(shí)若不及時(shí)放散對(duì)公司煤氣管網(wǎng)沖擊較大，存在較大的安全隱患。由于原焦?fàn)t產(chǎn)能淘汰被迫停產(chǎn)，無焦?fàn)t煤氣使用，原來的焦?fàn)t煤氣伴燒氣源被切斷，因此對(duì)高爐煤氣放散塔燃燒器改造。

工作原理及組成

FYZR-IG等離子激火器具有單路輸出高壓功能，是利用特殊工藝制成的升壓變壓器，由高壓發(fā)生部分和高壓調(diào)理部分組成，采用環(huán)氧樹脂真空灌注而成。高壓發(fā)生部分主要將220 V交流電提升至15 000 V 高壓電。高壓調(diào)理部分是對(duì)高壓發(fā)生部分的補(bǔ)充，消除負(fù)載回路中分布電容或分布電感的影響，同時(shí)，對(duì)輸出高壓電流進(jìn)行調(diào)整，防止輸出短路或過載損壞。高壓調(diào)理部分將產(chǎn)生的高壓15 000 V進(jìn)一步提升到雙路30 000 V，穩(wěn)定地提供給高爐點(diǎn)火器進(jìn)行點(diǎn)火。

系統(tǒng)主要配置及作用

防風(fēng)式燃燒器

防風(fēng)式燃燒器是安裝在放散管頭部的，對(duì)放散的煤氣進(jìn)行有效充分的燃燒，林格曼黑度≤1也是起到煤氣防回火的一個(gè)主要設(shè)備之一。在每一個(gè)火炬燃燒器上配置3套直燃式點(diǎn)火嘴，均布在火炬頭頂部；點(diǎn)火氣源采用自身的放散煤氣。

火焰探測(cè)組件

放散火焰檢測(cè)器是來判斷是否點(diǎn)燃的設(shè)施，它是構(gòu)成自動(dòng)點(diǎn)火系統(tǒng)的關(guān)鍵信號(hào)源。本系統(tǒng)在每個(gè)直燃式點(diǎn)火嘴內(nèi)各安裝一只熱電偶作為點(diǎn)火焰檢測(cè)的信號(hào)。

高溫高壓支撐系統(tǒng)

從等離子激火器到點(diǎn)火嘴的高壓引線和支撐引線的部分稱為高壓支撐系統(tǒng)。一般將靠近放散管頂部約10 m段稱為高溫易腐蝕段，以下10 m段稱為次高溫段，高溫段受大火襲擊的可能性最大，要求高壓支撐系統(tǒng)必須抗腐蝕，耐高溫的沖擊和溫度的急劇變化，本系統(tǒng)有效地解決了這一技術(shù)難題。

點(diǎn)火控制柜

主控制內(nèi)安裝有PLC和各種信號(hào)處理器、驅(qū)動(dòng)器、電源等，控制器面上有各種信號(hào)指示燈、按鈕、硬手動(dòng)點(diǎn)火開關(guān)等。控制器是該系統(tǒng)的控制核心，已形成了一個(gè)獨(dú)立系統(tǒng)，只需要給AC220V單相交流電源連接各種現(xiàn)場輸入輸出控制信號(hào)，便可以獨(dú)立工作。

現(xiàn)場氮?dú)獯祾呦到y(tǒng)

在點(diǎn)火后利用氮?dú)鈱?duì)放散管進(jìn)行吹掃，主要由電控閥門和手動(dòng)閥門組成的一路控制管路，稱為防回火系統(tǒng)，其作用是點(diǎn)火裝置中最重要的防回火設(shè)施。

常見故障及如何排除

固定點(diǎn)火嘴的石英絕緣子損壞

固定點(diǎn)火嘴石英絕緣子偶爾會(huì)出現(xiàn)由于兩頭緊固螺釘過緊，熱脹冷縮會(huì)造成炸裂損壞，因此安裝時(shí)松緊度要適可而止，并增加防緊固螺釘松動(dòng)裝置。

支撐高壓瓷瓶及高壓點(diǎn)火線損壞

固定高壓點(diǎn)火線的高壓支撐系統(tǒng)絕緣瓷瓶炸裂，特別是冬天結(jié)冰容易凍炸，高壓點(diǎn)火線松緊度要適中，防止熱脹冷縮較緊而易斷或較松導(dǎo)致容易發(fā)生短路現(xiàn)象；高壓輸出端連接線處要絕緣處理，防止風(fēng)力擺動(dòng)或絕緣破壞發(fā)生接地現(xiàn)象。雨水凝露天氣會(huì)影響放電，特別是冬天應(yīng)防止瓷瓶結(jié)冰爬電，漏電現(xiàn)象發(fā)生造成點(diǎn)不著火。

激火器無高壓輸出

用高壓輸出電纜對(duì)地點(diǎn)火觀察是否有激火現(xiàn)象，可以判斷激火器好壞。先將激火器引出的高壓輸出電纜接到高壓點(diǎn)火電極，擰緊壓緊螺母和防爆軟管的接頭，然后安裝好蓋，鎖緊螺釘即可。電纜連接在高壓輸出端時(shí)必須接牢固，并用U 形卡鎖緊接頭。

無溫度顯示

首先檢查熱電偶及線路是否良好；火焰探測(cè)熱電偶損壞，由于風(fēng)向問題會(huì)把背風(fēng)面火焰探測(cè)熱電偶引出的補(bǔ)償導(dǎo)線燒壞，其實(shí)現(xiàn)場已點(diǎn)著火，由于檢測(cè)熱電偶損壞，檢測(cè)不到火焰溫度，給值班人員造成沒點(diǎn)著火的假象。因此，使用長度稍長的熱電偶，將熱電偶偶頭接盒遠(yuǎn)離熱源，這樣即使在背風(fēng)面也不會(huì)把引出線燒壞。

PLC柜控制繼電器損壞

PLC柜控制繼電器損壞，煤氣壓力達(dá)到放散點(diǎn)火要求，但系統(tǒng)無點(diǎn)火信號(hào)輸出，可把點(diǎn)火繼電器多余的觸點(diǎn)串到一起，某一副觸點(diǎn)損壞，仍然可以繼續(xù)安全運(yùn)行，所以平常要多加強(qiáng)點(diǎn)檢，發(fā)現(xiàn)觸點(diǎn)故障，利用運(yùn)行間隙立即換掉；或者用點(diǎn)火繼電器控制AC220V交流接觸器代替點(diǎn)火繼電器，這樣可以很有效地保證點(diǎn)火效果，延長點(diǎn)火繼電器使用壽命。

助燃催化劑較少、P L C損壞、煤氣調(diào)節(jié)閥損壞

催化劑要每半年到現(xiàn)場查看損耗情況，當(dāng)剩余只有1/3左右時(shí)要及時(shí)更換。PLC程序丟失或損壞及硬件損壞、放散時(shí)煤氣調(diào)節(jié)閥動(dòng)作不正常均會(huì)造成點(diǎn)火不成功。

點(diǎn)火嘴損壞或距離不合適

檢查高壓電極點(diǎn)火嘴是否燒損或離火炬頭距離不合適，點(diǎn)火距離要保持在2 mm左右。該點(diǎn)火器采用高電壓低電流點(diǎn)火，距離較遠(yuǎn)不產(chǎn)生火花或火花較弱，距離較近會(huì)造成電極短路均會(huì)造成點(diǎn)火不成功，所以要選擇合適的點(diǎn)火間距。

結(jié)語

直燃式點(diǎn)火器在信鋼高爐煤氣放散點(diǎn)火系統(tǒng)改造后已使用一年有余，當(dāng)高爐煤氣放散時(shí)，自動(dòng)點(diǎn)燃放散的低熱值高爐煤氣。當(dāng)高爐煤氣流速變化或火焰溫度場發(fā)生變化時(shí)，仍能保持安全可靠的充分燃燒，為公司有效地緩解了煤氣管網(wǎng)的安全壓力。 ●