点火程序控制和熄火联锁保护装置在燃气锅炉上的应用

2018-03-01王秀枝

冶金动力 2018年3期

王秀枝

(河钢宣钢设备能源部,河北张家口 075100）

1 概述

宣钢设备能源部共有9台全燃气锅炉,主要燃料为高炉煤气和转炉煤气。焦炉煤气为点火及稳燃燃料。原设计锅炉采用人工手动点火方式，即将点燃的焦炉煤气作为点火枪，依次送入锅炉四角点火孔内引燃焦炉煤气，待焦炉煤气燃烧稳定后抽出点火枪，点火完毕。若送煤气后不着火或着火后又灭火时，则关闭煤气门，查明原因，经引风机抽净炉内混合气体后，再按规定重新点火。手动点火的缺点是操作步骤多、耗时长、职工劳动强度大、安全性低。此外锅炉没有安装火检装置，观测锅炉燃烧情况需要通过观火孔肉眼观察，具有一定危险性。为此，设备能源部对锅炉点火系统进行改造，并增加熄火保护系统，以达到实现锅炉点火及运行时设备安全性和稳定性的目的。

2 项目实施的技术方案

利用锅炉技改工程对1#75 t/h锅炉装设自动点火及熄火保护系统。为配合自动点火及熄火保护系统的安装，在高炉煤气和转炉煤气主管道上各加一个气动切断阀，在转炉煤气、高炉煤气燃烧器上加设点火孔、观火孔、火焰检测孔，实现自动点火及火焰监测，进行熄火保护。

2.1 安装主机柜和PLC控制系统，用于收集系统所需监测信号和发出控制指令。此次设计在煤气燃烧器加装自动点火及管路熄火保护系统，并增加PLC集中控制系统。自动点火系统和熄火保护系统均由PLC集中控制,通过PLC系统实现联锁保护，该点火系统具有远传功能，以后可实现通过后台在主控室进行自动点火操作。

2.2 由于自动点火系统需要能够安全快速的开启、关断煤气，且发生熄火事故后要能够及时排出煤气，为实现以上目的在焦炉煤气总管安装电动蝶阀，在四角焦炉煤气燃烧器进口前主管道上依次安装蒸汽吹扫阀、煤气放散阀、手动调节阀、气动调节阀、电动调节阀、及检漏仪，在煤气管道及热风管道内安装欠压开关并将控制信号接引至主机柜。

检漏仪在管道阀门系统前后各有一个压力测点，正常运行管道前后的压力应该一致，如果由于阀门、法兰密封不严造成的煤气泄露，检漏开关的前后压力就会发生较大的偏差，从而实现对管道的漏点检测。可有效防止煤气泄露，如煤气发生泄漏则通过放散气动阀放散，避免造成进一步的伤害。

当煤气、助燃风压力低于设定值时欠压开关会动作，向PLC系统发出信号，通过程序联锁切断主管煤气阀，可有效防止由于煤气、助燃风压力过低，造成燃烧不充分，而发生管道回火、爆燃、爆炸等情况。

2.3 安装点火管路，在四角焦炉煤气管道煤气放散阀后接引Ф20煤气点火管，并安装手动阀、电动阀各一个；在四角热风管道各引出一根Ф25点火助燃空气管，安装手动蝶阀一个，这两个管路分别与焦炉煤气点火烧嘴连接。

2.4 在煤气燃烧器上安装点火装置、及火检装置，并将火检信号引入主机柜中。

点火装置主要包括高压点火电极及控制器，安装在点火管路入口，当系统发出点火信号后，高压点火电极会进行放电，在点火管路入口产生电火花，此时通入焦炉煤气，经过点火电极处开始燃烧，从而实现点火。

火检装置采用RSK-1紫外线火焰监测器，由控制器和紫外线传感器两部份组成。根据火焰能放射出紫外线的原理，由紫外线传感器经信号处理电路处理后送比较电路进行判别，结果送至PLC系统进行监控。当火焰正常燃烧时，控制器着火指示灯亮。当火焰未燃烧或熄火时，控制器熄火指示灯亮。

2.5 熄火保护系统是通过火检装置来对阀门组进行安全联锁的控制系统，燃烧器燃烧过程中，因某种原因造成燃烧器熄火后，煤气阀不切断，会造成大量未燃煤气进入炉膛，如遇明火，会产生爆燃或爆炸。熄火保护就是在燃烧器熄火后火检装置会向系统发出熄火信号，系统会通过程序控制自动切断煤气阀，避免未燃烧的煤气进入炉膛，发生危险。

2.6 点火操作采用小火点大火方式。即启动电子点火器，让设置在点烧嘴上的电极放电，同时开启小火煤气阀，点燃小火。系统将自动开启大火煤气阀进行正常燃烧。自动点火系统点火流程见图1。具体点火过程如下，PLC系统首先对煤气管路进行检测是否有漏点、管道煤气压力是否符合要求，满足要求后，发送允许点火信号，并显示在主机屏上，此时按照A、C、B、D四角顺序，依次按下点火按钮，点火电级开始放电，同时自动打开点火管路的气动快切阀通入煤气，焦炉煤气通过点火电极处开始燃烧，点燃点火烧嘴，此时系统将得到火检信号确认小火点燃，然后开启四角焦炉煤气主管上的气动阀，四角焦炉煤气主管通入煤气，利用点火烧嘴引燃主燃烧器。如果系统没有得到火检信号，将不会开启焦炉煤气主管上的气动阀，并在10 s后自动切断点火管路的气动快切阀，防止炉膛通入大量煤气。如果点火失败，在5 min内系统不允许自动点火再启动，可以有效防止炉膛混合气体未排净就点火引起炉膛爆燃事故。