天然气加热炉烧嘴故障分析及处理

庞 强

（宝钛集团锻造厂，陕西 宝鸡 721014）

1 天然气加热炉简介

1.1 主要技术参数

工业加热炉是热加工工艺中的关键设备，种类多，数量大。以L6×W3×H1.5（m）台车式天然气加热炉为例，该炉于2012年上半年我厂购于常州科恒炉业有限公司，下半年安装调试成功。最大加热能力：40t，最大单重15t，最大件尺寸φ1100×3000mm、总功率：约5400kW、加热炉最高温度：≤1300℃、工作温度：800～1250℃、均温区内温度偏差≤±10℃、有效区尺寸：L6000mm×W3000mm×H1500mm、烧嘴数量12个，平焰烧嘴4个，脉冲烧嘴8个、其控温区段4个、以天然气为燃料，控制方式为脉冲燃烧控制。

1.2 主要组成结构

该天然气加热炉由炉壳、炉衬、台车及传动机构、炉门升降机构、料枕、燃烧系统、空气供给系统、助燃空气预热器、烟囱及管道及自动控制系统组成，主要通过自动控制系统来调节空气及天然气的气氛比例，控制其炉内氧含量，使其充分燃烧，对加热料进行最合理的加热。保证其性能可靠。

2 加热炉燃烧系统

本加热炉燃烧加热系统全部采用德国霍科德公司原装进口产品，包括烧嘴、空气和燃气管路阀门、燃烧控制系统、脉冲控制系统、检漏系统及控温系统。燃气主管路调压系统包括手动球阀、过滤器GFK、机械超压切断阀JSAV、调压阀VGBF、超压放散阀VSBV、高/低压力表、高/低压力报警开关、电动紧急切断阀VK、检漏仪TC410、压力开关DG。燃气支管路由手动球阀、空/燃比例电磁阀VAG、功率调节阀GEHV、金属软管连接组成，用于对单个烧嘴安全切断和燃气流量调整。并安装气氛闭环自动调节系统，实现λ值的自动控制。空气支管路主要由手动高温蝶阀、智能空气调节阀IC40组成燃气主管路调压系统包括手动球阀、过滤器、机械超压切断阀、调压阀、超压放散阀、高/低压力表、高/低压力报警开关、电动紧急切断阀。

4 烧嘴燃烧原理

给加热炉点火时，点火控制器给出信号，点火变压器得电，烧嘴内部的点火电极引出电火花，并打开天然气管路的电磁阀，燃气进入烧嘴后被电火花引燃。约3秒内，烧嘴内检测火焰的电离式火检检测的火焰，点火控制器得到信号后，给出黄色运行信号灯，点火成功。然后助燃空气管路的电动蝶阀慢慢开大，增大助燃风量，同时天然气管路的空燃比例阀通过导压管检测到风压变大，比例阀的开度增大，天然气的流量按比例增大，实现烧嘴由小火状态向大火状态的转换。

5 烧嘴故障解析

图1 加热炉燃烧系统图

图2

常见故障：⑴现象：始终有烧嘴故障，复位后现象依旧。可能原因:复位频繁导致烧嘴控制器自动保护。解决方法: 打开对应的烧嘴控制箱，按下烧嘴控制器面板左侧的复位按钮。⑵现象：多次在烧嘴控制器IFD258面板中复位，烧嘴仍不能点火成功。可能原因: a.燃气压力是否正常；b.风机供风压力是否正常；c.燃气电磁阀是否正常工作；d.点火功能是否正常；“02”闪烁是点火失败。请检查电极e.监火功能是否正常；“04”闪烁是监火失败。请检查电极；f.电器线路是否正常。解决方法：依次根据具体原因进行解决。⑶现象：控制器启动-没有点火火花“02”闪烁。可能原因: 点火电压太低；点火电缆和电极接头接触不好；点火电缆接地。解决方法:检查点火变压器好坏或；重新确定电缆和电极接头的连接；检查电缆安装，擦拭点火电极。⑷现象：控制器启动--没有燃气“02”闪烁。可能原因: 燃气阀未开启；管线中有空气，如：管线安装后长时间没有使用。解决方法: 检查燃气阀的供电电压；吹扫管线并重复复位几次。⑸现象：控制器启动-烧嘴点燃、未监测到“04”闪烁。可能原因: 测量火焰的监测电流低于设定值；电极绝缘套上有结碳，结焦，灰尘或水分；火焰监测电极短路；火焰电离监测电极的位置没有放在火焰的根部；燃气/ 空气比例不正确；燃气压力或空气压力过高，火焰没有和烧嘴头接触；烧嘴或控制器没有正确接地；火焰监测电缆短接或断路。解决方法:1）检查监火、点火电极是否烧损烧坏，被污垢污染发生漏电，检查火焰形状是否异常，脱火等原因造成监火、点火失败。2）调整空燃比，改善点火、监火的工作条件，提高点火成功率。及对比例阀进行开度调节。3）工厂进口燃气稳压站工作是否正常，总管上阀门是否开启，使用的燃气压力是否正常，炉前管段上的阀门是否开启到位，确定稳压阀工作正常，无高压过冲损坏的事故。4）电气线路上断路器是否有跳闸，电压是否正常，接地线是否松脱、断掉，若发现有，及时修理。

[1]天然气加热炉维护手册[Z].

[2]天然气加热炉使用说明[Z].