河鋼宣鋼設(shè)備能源部 王秀枝
摘要：自動(dòng)點(diǎn)火和熄火保護(hù)系統(tǒng)系統(tǒng)在設(shè)備能源部現(xiàn)有鍋爐系統(tǒng)中屬首次應(yīng)用，通過PLC系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)點(diǎn)火及熄火保護(hù)，在煤氣壓力不正常及爐膛熄火時(shí)，能夠自動(dòng)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(fā)生，提高了鍋爐點(diǎn)火和運(yùn)行時(shí)的安全性和可靠性，同時(shí)為設(shè)備能源部其它鍋爐實(shí)現(xiàn)自動(dòng)點(diǎn)火提供了借鑒和依據(jù)。
關(guān)鍵詞：燃?xì)忮仩t 點(diǎn)火 控制 聯(lián)鎖
1.概述
宣鋼設(shè)備能源部共有九臺(tái)全燃?xì)忮仩t,主要燃料為高爐煤氣和轉(zhuǎn)爐煤氣。焦?fàn)t煤氣為點(diǎn)火及穩(wěn)燃燃料。原設(shè)計(jì)鍋爐采用人工手動(dòng)點(diǎn)火方式，即將點(diǎn)燃的焦?fàn)t煤氣作為點(diǎn)火槍，依次送入鍋爐四角點(diǎn)火孔內(nèi)引燃焦?fàn)t煤氣，待焦?fàn)t煤氣燃燒穩(wěn)定后抽出點(diǎn)火槍，點(diǎn)火完畢。若送煤氣后不著火或著火后又滅火時(shí)，則關(guān)閉煤氣門，查明原因，經(jīng)引風(fēng)機(jī)抽凈爐內(nèi)混合氣體后，再按規(guī)定重新點(diǎn)火。手動(dòng)點(diǎn)火的缺點(diǎn)是操作步驟多、耗時(shí)長(zhǎng)、職工勞動(dòng)強(qiáng)度大、安全性低。此外鍋爐沒有安裝火檢裝置，觀測(cè)鍋爐燃燒情況需要通過觀火孔肉眼觀察，具有一定危險(xiǎn)性。為此，設(shè)備能源部對(duì)鍋爐點(diǎn)火系統(tǒng)進(jìn)行改造，并增加熄火保護(hù)系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)鍋爐點(diǎn)火及運(yùn)行時(shí)設(shè)備安全性和穩(wěn)定性的目的。
2.項(xiàng)目實(shí)施的技術(shù)方案
利用鍋爐技改工程對(duì)1#75t/h鍋爐裝設(shè)自動(dòng)點(diǎn)火及熄火保護(hù)系統(tǒng)。為配合自動(dòng)點(diǎn)火及熄火保護(hù)系統(tǒng)的安裝，在高爐煤氣和轉(zhuǎn)爐煤氣主管道上各加一個(gè)氣動(dòng)切斷閥，在轉(zhuǎn)爐煤氣、高爐煤氣燃燒器上加設(shè)點(diǎn)火孔、觀火孔、火焰檢測(cè)孔，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)點(diǎn)火及火焰監(jiān)測(cè)，進(jìn)行熄火保護(hù)。
2.1.1安裝主機(jī)柜和PLC控制系統(tǒng)，用于收集系統(tǒng)所需監(jiān)測(cè)信號(hào)和發(fā)出控制指令。此次設(shè)計(jì)在煤氣燃燒器加裝自動(dòng)點(diǎn)火及管路熄火保護(hù)系統(tǒng)，并增加PLC集中控制系統(tǒng)。自動(dòng)點(diǎn)火系統(tǒng)和熄火保護(hù)系統(tǒng)均由PLC集中控制,通過PLC系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖保護(hù)，該點(diǎn)火系統(tǒng)具有遠(yuǎn)傳功能，以后可實(shí)現(xiàn)通過后臺(tái)在主控室進(jìn)行自動(dòng)點(diǎn)火操作。
2.1.2由于自動(dòng)點(diǎn)火系統(tǒng)需要能夠安全快速的開啟、關(guān)斷煤氣，且發(fā)生熄火事故后要能夠及時(shí)排出煤氣，為實(shí)現(xiàn)以上目的在焦?fàn)t煤氣總管安裝電動(dòng)蝶閥，在四角焦?fàn)t煤氣燃燒器進(jìn)口前主管道上依次安裝蒸汽吹掃閥、煤氣放散閥、手動(dòng)調(diào)節(jié)閥、氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、及檢漏儀，在煤氣管道及熱風(fēng)管道內(nèi)安裝欠壓開關(guān)并將控制信號(hào)接引至主機(jī)柜。
檢漏儀在管道閥門系統(tǒng)前后各有一個(gè)壓力測(cè)點(diǎn)，正常運(yùn)行管道前后的壓力應(yīng)該一致，如果由于閥門、法蘭密封不嚴(yán)造成的煤氣泄露，檢漏開關(guān)的前后壓力就會(huì)發(fā)生較大的偏差，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)管道的漏點(diǎn)檢測(cè)。可有效防止煤氣泄露，如煤氣發(fā)生泄漏則通過放散氣動(dòng)閥放散，避免造成進(jìn)一步的傷害。
欠壓開關(guān)當(dāng)煤氣、助燃風(fēng)壓力低于設(shè)定值時(shí)會(huì)動(dòng)作，向PLC系統(tǒng)發(fā)出信號(hào)，通過程序聯(lián)鎖切斷主管煤氣閥，可有效防止由于煤氣、助燃風(fēng)壓力過低，造成燃燒不充分，而發(fā)生管道回火、爆燃、爆炸等情況。
2.1.3安裝點(diǎn)火管路，在四角焦?fàn)t煤氣管道煤氣放散閥后接引Ф20煤氣點(diǎn)火管，并安裝手動(dòng)閥、電動(dòng)閥各一個(gè)；在四角熱風(fēng)管道各引出一根Ф25點(diǎn)火助燃空氣管，安裝手動(dòng)蝶閥一個(gè)，這兩個(gè)管路分別與焦?fàn)t煤氣點(diǎn)火燒嘴連接。
2.1.4在煤氣燃燒器上安裝點(diǎn)火裝置、及火檢裝置，并將火檢信號(hào)引入主機(jī)柜中。
點(diǎn)火裝置主要包括高壓點(diǎn)火電極及控制器，安裝在點(diǎn)火管路入口，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)出點(diǎn)火信號(hào)后，高壓點(diǎn)火電極會(huì)進(jìn)行放電，在點(diǎn)火管路入口產(chǎn)生電火花，此時(shí)通入焦?fàn)t煤氣，經(jīng)過點(diǎn)火電極處開始燃燒，從而實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火。
火檢裝置采用RSK-1紫外線火焰監(jiān)測(cè)器，由控制器和紫外線傳感器兩部份組成。根據(jù)火焰能放射出紫外線的原理，由紫外線傳感器經(jīng)信號(hào)處理電路處理后送比較電路進(jìn)行判別，結(jié)果送至PLC系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控。當(dāng)火焰正常燃燒時(shí)，控制器著火指示燈亮。當(dāng)火焰未燃燒或熄火時(shí)，控制器熄火指示燈亮。
2.1.5熄火保護(hù)系統(tǒng)是通過火檢裝置來對(duì)閥門組進(jìn)行安全聯(lián)鎖的控制系統(tǒng)，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(huì)造成大量未然煤氣進(jìn)入爐膛，如遇明火，會(huì)產(chǎn)生爆燃或爆炸。熄火保護(hù)就是在燃燒器熄火后火檢裝置會(huì)向系統(tǒng)發(fā)出熄火信號(hào)，系統(tǒng)會(huì)通過程序控制自動(dòng)切斷煤氣閥，避免未燃燒的煤氣進(jìn)入爐膛，發(fā)生危險(xiǎn)。
2.1.6 點(diǎn)火操作采用小火點(diǎn)大火方式。即啟動(dòng)電子點(diǎn)火器，讓設(shè)置在點(diǎn)燒嘴上的電極放電，同時(shí)開啟小火煤氣閥，點(diǎn)燃小火。系統(tǒng)將自動(dòng)開啟大火煤氣閥進(jìn)行正常燃燒。具體點(diǎn)火過程如下，PLC系統(tǒng)首先對(duì)煤氣管路進(jìn)行檢測(cè)是否有漏點(diǎn)、管道煤氣壓力是否符合要求，滿足要求后，發(fā)送允許點(diǎn)火信號(hào)，并顯示在主機(jī)屏上，此時(shí)按照A、C、B、D四角順序，依次按下點(diǎn)火按鈕，點(diǎn)火電級(jí)開始放電，同時(shí)自動(dòng)打開點(diǎn)火管路的氣動(dòng)快切閥通入煤氣，焦?fàn)t煤氣通過點(diǎn)火電極處開始燃燒，點(diǎn)燃點(diǎn)火燒嘴，此時(shí)系統(tǒng)將得到火檢信號(hào)確認(rèn)小火點(diǎn)燃，然后開啟四角焦?fàn)t煤氣主管上的氣動(dòng)閥，四角焦?fàn)t煤氣主管通入煤氣，利用點(diǎn)火燒嘴引燃主燃燒器。如果系統(tǒng)沒有得到火檢信號(hào)，將不會(huì)開啟焦?fàn)t煤氣主管上的氣動(dòng)閥，并在10秒后自動(dòng)切斷點(diǎn)火管路的氣動(dòng)快切閥，防止?fàn)t膛通入大量煤氣。如果點(diǎn)火失敗，在5分鐘內(nèi)系統(tǒng)不允許自動(dòng)點(diǎn)火再啟動(dòng)，可以有效防止?fàn)t膛混合氣體未排凈就點(diǎn)火引起爐膛爆燃事故。
（見附圖一:自動(dòng)點(diǎn)火系統(tǒng)點(diǎn)火流程圖）
3.實(shí)施效果
改造完成后，75t/h鍋爐實(shí)現(xiàn)了鍋爐自動(dòng)點(diǎn)火、火焰自動(dòng)在線監(jiān)測(cè)、聯(lián)鎖自動(dòng)保護(hù)等功能，提高了鍋爐點(diǎn)火的自動(dòng)化程度，降低了降低點(diǎn)火時(shí)間和職工勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了人員和的設(shè)備安全性。增加了煤氣管道檢漏、火焰在線監(jiān)測(cè)和聯(lián)鎖自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)。加強(qiáng)了鍋爐點(diǎn)火和運(yùn)行時(shí)的安全性。
附圖一 自動(dòng)點(diǎn)火系統(tǒng)點(diǎn)火流程圖