河鋼宣鋼設備能源部 王秀枝
摘要：自動點火和熄火保護系統系統在設備能源部現有鍋爐系統中屬首次應用，通過PLC系統實現自動點火及熄火保護，在煤氣壓力不正常及爐膛熄火時，能夠自動切斷主管路煤氣，能有效防止鍋爐回火、爐膛爆燃、煤氣外泄等情況的發生，提高了鍋爐點火和運行時的安全性和可靠性，同時為設備能源部其它鍋爐實現自動點火提供了借鑒和依據。
關鍵詞：燃氣鍋爐 點火 控制 聯鎖
1.概述
宣鋼設備能源部共有九臺全燃氣鍋爐,主要燃料為高爐煤氣和轉爐煤氣。焦爐煤氣為點火及穩燃燃料。原設計鍋爐采用人工手動點火方式，即將點燃的焦爐煤氣作為點火槍，依次送入鍋爐四角點火孔內引燃焦爐煤氣，待焦爐煤氣燃燒穩定后抽出點火槍，點火完畢。若送煤氣后不著火或著火后又滅火時，則關閉煤氣門，查明原因，經引風機抽凈爐內混合氣體后，再按規定重新點火。手動點火的缺點是操作步驟多、耗時長、職工勞動強度大、安全性低。此外鍋爐沒有安裝火檢裝置，觀測鍋爐燃燒情況需要通過觀火孔肉眼觀察，具有一定危險性。為此，設備能源部對鍋爐點火系統進行改造，并增加熄火保護系統，以實現鍋爐點火及運行時設備安全性和穩定性的目的。
2.項目實施的技術方案
利用鍋爐技改工程對1#75t/h鍋爐裝設自動點火及熄火保護系統。為配合自動點火及熄火保護系統的安裝，在高爐煤氣和轉爐煤氣主管道上各加一個氣動切斷閥，在轉爐煤氣、高爐煤氣燃燒器上加設點火孔、觀火孔、火焰檢測孔，實現自動點火及火焰監測，進行熄火保護。
2.1.1安裝主機柜和PLC控制系統，用于收集系統所需監測信號和發出控制指令。此次設計在煤氣燃燒器加裝自動點火及管路熄火保護系統，并增加PLC集中控制系統。自動點火系統和熄火保護系統均由PLC集中控制,通過PLC系統實現聯鎖保護，該點火系統具有遠傳功能，以后可實現通過后臺在主控室進行自動點火操作。
2.1.2由于自動點火系統需要能夠安全快速的開啟、關斷煤氣，且發生熄火事故后要能夠及時排出煤氣，為實現以上目的在焦爐煤氣總管安裝電動蝶閥，在四角焦爐煤氣燃燒器進口前主管道上依次安裝蒸汽吹掃閥、煤氣放散閥、手動調節閥、氣動調節閥、電動調節閥、及檢漏儀，在煤氣管道及熱風管道內安裝欠壓開關并將控制信號接引至主機柜。
檢漏儀在管道閥門系統前后各有一個壓力測點，正常運行管道前后的壓力應該一致，如果由于閥門、法蘭密封不嚴造成的煤氣泄露，檢漏開關的前后壓力就會發生較大的偏差，從而實現對管道的漏點檢測。可有效防止煤氣泄露，如煤氣發生泄漏則通過放散氣動閥放散，避免造成進一步的傷害。
欠壓開關當煤氣、助燃風壓力低于設定值時會動作，向PLC系統發出信號，通過程序聯鎖切斷主管煤氣閥，可有效防止由于煤氣、助燃風壓力過低，造成燃燒不充分，而發生管道回火、爆燃、爆炸等情況。
2.1.3安裝點火管路，在四角焦爐煤氣管道煤氣放散閥后接引Ф20煤氣點火管，并安裝手動閥、電動閥各一個；在四角熱風管道各引出一根Ф25點火助燃空氣管，安裝手動蝶閥一個，這兩個管路分別與焦爐煤氣點火燒嘴連接。
2.1.4在煤氣燃燒器上安裝點火裝置、及火檢裝置，并將火檢信號引入主機柜中。
點火裝置主要包括高壓點火電極及控制器，安裝在點火管路入口，當系統發出點火信號后，高壓點火電極會進行放電，在點火管路入口產生電火花，此時通入焦爐煤氣，經過點火電極處開始燃燒，從而實現點火。
火檢裝置采用RSK-1紫外線火焰監測器，由控制器和紫外線傳感器兩部份組成。根據火焰能放射出紫外線的原理，由紫外線傳感器經信號處理電路處理后送比較電路進行判別，結果送至PLC系統進行監控。當火焰正常燃燒時，控制器著火指示燈亮。當火焰未燃燒或熄火時，控制器熄火指示燈亮。
2.1.5熄火保護系統是通過火檢裝置來對閥門組進行安全聯鎖的控制系統，燃燒器燃燒過程中，因某種原因造成燃燒器熄火后，煤氣閥不切斷，會造成大量未然煤氣進入爐膛，如遇明火，會產生爆燃或爆炸。熄火保護就是在燃燒器熄火后火檢裝置會向系統發出熄火信號，系統會通過程序控制自動切斷煤氣閥，避免未燃燒的煤氣進入爐膛，發生危險。
2.1.6 點火操作采用小火點大火方式。即啟動電子點火器，讓設置在點燒嘴上的電極放電，同時開啟小火煤氣閥，點燃小火。系統將自動開啟大火煤氣閥進行正常燃燒。具體點火過程如下，PLC系統首先對煤氣管路進行檢測是否有漏點、管道煤氣壓力是否符合要求，滿足要求后，發送允許點火信號，并顯示在主機屏上，此時按照A、C、B、D四角順序，依次按下點火按鈕，點火電級開始放電，同時自動打開點火管路的氣動快切閥通入煤氣，焦爐煤氣通過點火電極處開始燃燒，點燃點火燒嘴，此時系統將得到火檢信號確認小火點燃，然后開啟四角焦爐煤氣主管上的氣動閥，四角焦爐煤氣主管通入煤氣，利用點火燒嘴引燃主燃燒器。如果系統沒有得到火檢信號，將不會開啟焦爐煤氣主管上的氣動閥，并在10秒后自動切斷點火管路的氣動快切閥，防止爐膛通入大量煤氣。如果點火失敗，在5分鐘內系統不允許自動點火再啟動，可以有效防止爐膛混合氣體未排凈就點火引起爐膛爆燃事故。
（見附圖一:自動點火系統點火流程圖）
3.實施效果
改造完成后，75t/h鍋爐實現了鍋爐自動點火、火焰自動在線監測、聯鎖自動保護等功能，提高了鍋爐點火的自動化程度，降低了降低點火時間和職工勞動強度，提高了人員和的設備安全性。增加了煤氣管道檢漏、火焰在線監測和聯鎖自動保護系統。加強了鍋爐點火和運行時的安全性。
附圖一 自動點火系統點火流程圖