工业锅炉燃烧器安全隐患研究

史佳玉

（河南省锅炉压力容器安全检测研究院，河南 郑州 450000）

工业锅炉要承受高温高压的环境，其安全问题成为关注焦点和重大研究课题，燃烧器作为工业锅炉的重要构件，要分析工业锅炉燃烧器的常见故障，及时发现工业锅炉燃烧器的安全隐患，提出工业锅炉燃烧器的改进和优化策略，提高工业锅炉燃烧器的节能、低耗、自动化控制效果。

1 工业锅炉燃烧器概述

工业锅炉燃烧器主要包括燃气控制系统、空气调节系统和电气自动控制系统，其中，燃气控制系统主要检测燃气压力，通过一个燃烧器电磁阀控制燃气的开闭和流量调节，并在其附近安装燃气检漏装置，检燃气阀组之间的密封性。空气调节系统通过空气压力开关检测伺服马达是否工作，由燃烧头进行风压及燃烧紊流的调节，由空气风门调节进风量；要注意在调试过程中，不得将燃烧头内的空气通道完全关闭。电气自动控制系统在预吹风阶段检测风压，清除炉膛内的烟气；在点火阶段开启燃气通道，并在火焰产生后进行检测，然后停止打火。

工业锅炉燃烧器自动控制系统主要使燃料燃烧所提供的热量满足对锅炉输出蒸汽负荷的需求，相关运行参数包括有燃料量、送风量和引风量，通过调节鼓风量和给气量的比例，确保工业锅炉的最佳燃烧状态。并保持炉膛内的适度负压，避免炉膛过热向外喷火，保持工业锅炉的热效率。

2 工业锅炉燃烧器安全隐患及处理分析

工业锅炉燃烧器自动控制系统通过对蒸汽压力的参数检测，发现燃气压力变化导致的各种异常情况，及时进行调节和保护，体现出经济燃烧、安全保护的性能。然而，尚存在以下常见故障和安全隐患：

（1）气源压力表没有指示。由于系统气源阀门没有打开或过滤器堵塞、电动阀门没通电等原因，而导致气源压力表没有指示，引发相关的运行安全隐患。对此，可以采用如下方法进行排除和解决：打开气源阀门、清洗过滤器、接通电动阀门电源。

（2）按下启动键后点火失败。导致出现系统按下启动键后点火失败的安全问题，主要是由于以下原因导致的：阀门有泄漏、测漏标准不对、点火器没通电、点火器探针间隙不对、点火探针积炭、点火探针损坏、风力过大、点火时间过短。对此，要采用针对性的措施加以排除和解决：检修或更换安全阀/调节阀、修改测漏时间和程序、点火器接通电源或更换、点火器探针间隙调整为4～6mm、清除积炭、更换点火探针、调整点火风门以减少进风、修改点火时间。

（3）火焰异常。在系统运行的过程中，如果进风量过小，则会导致火焰浑浊且火型发散；如果进风量过大，则会导致火焰发蓝且火型短。对此，要相应采取针对性的措施进行解决：可以调大比例系数，以加大进风量或调小比例系数，减少进风量。

3 工业锅炉燃烧器自动控制系统的改进和优化

3．1 改进燃烧系统的信号传输

可以在锅炉燃烧器的旁边安装电动阀，通过信号传输燃烧器运行温度、压力等数据，实现系统控制室配线箱内的自动控制，并进行参数变化的自动调节和保护，将运行状态实时显示在电脑屏幕上，实现燃烧系统的可视化控制和安全保护。

工业锅炉燃烧过程控制由燃烧控制器、现场仪表、执行机构共同完成，通过信号传输的方式，实现工业锅炉全程自动运行控制，采用程序化自动点火、人工按钮点火等不同方式，实施智能化的模糊控制启动模型，对工业锅炉进行熄火、超温、低燃气压力的多重保护，并采用独特多参数分段式空燃比调整的方式，确保合理配风条件下的全程最佳燃烧。同时，还通过变频器精准控制风量，体现出经济、节能的效果。另外，系统能够进行燃气管路、阀门泄漏的自动检测和安全保护。

工业锅炉燃烧过程的信号传输方式主要是有线传输，可以在锅炉房的燃料口、送风口、燃烧器的附近安装信号采集系统，将采集的信号通过有线传输的方式进入控制柜中，并将电信号转换为相应的光脉冲，注入线缆并传输到数据输出端。考虑到信号传输过程中存在的信号幅度衰减及不同频率间衰减差的问题，要采用先进的处理技术进行有效补偿，提高线缆的使用率。

在电动阀的信号采集中，主要包括以下内容：（1）压变、温变。所有的信号源均是由压变、温变实现的，通过对信号传输的数据分析、处理，进行燃烧器的自动温变调节。（2）燃气电动阀。燃气电动阀主要接受主控制系统发出的锅炉负荷指令，确保适宜的风/燃料配比，再通过燃料控制和风量控制的交叉作用，达到增负荷先增风、减负荷先减燃料的生产工艺要求，保证工业锅炉燃烧器的安全经济性。其主要作用是检测燃气压力，相关参数包括有压力、油压、天然气压、配风比等，当管道内压力大于设定值时，燃气电动阀的断开状态转变为闭合，要在接通控制器的条件下方可启动燃烧器，并通过调节燃气压力的方式，改变燃气的进气量；并通过调整燃烧筒和稳焰盘间的相对位置及调节盘上的钢带形状，保证风门在全开的位置下得到最佳燃烧值和稳定的火焰。在这种设计下，可以采用安装电动阀的方式进行燃料输送，通过火焰的大小控制燃料输送量，获得恒定的空气/燃气比，保证压力的精准、持续调节和控制，从而避免燃料大量沉积于锅炉内的现象，并有效防范因此而出现的安全隐患。（3）气压开关。气压开关能够实现对工业锅炉燃烧器的低压安全保护，通常将其安装于出风口处，调节气压开关实现风与燃气的协调控制，保证燃烧器在满负荷的状态下运行。

3．2 工业锅炉燃烧器的联动保护

（1）锅炉及燃烧器系统测试。要考虑不同系统运行周期和生产需求，预先调整所有数据的上下限，重点对点炉前测试盒点炉进行测试，包括系统报警、阀门温变、压变的检测等。在进行锅炉系统报警测试的过程中，要观测程控器的运行状况，关注报警和联动试验过程中的报警提示信息，检查检漏装置，进行点火装置的测试，并观察点火电磁阀的动作，开展火焰检测器的报警联动试验，进行超温、超压报警联动试验。

（2）电动阀的检测。要进行每周一次的电动阀启动测试，每月一次的手动报警、感温电缆报警测试和机泵启停测试，每年进行一次整个系统的全面测试。并定期检查电动阀的开关动作，使之满足电动阀就地/远程操作的正常动作要求，并显示其正常运行状态。还要做好手动报警检查、感温电缆检查、压力开关检查，除系统联动测试之外，其他所有操作均采用手动测试方式。

（3）燃烧器的联动测试：①锅炉自动上水、高水位、低水位报警及低水位报警联锁测试。要在燃烧器自检后吹扫风机，将自动上水阀改为手动控制方式，保持半开或全开的状态；并采用自动控制的方式，开大上水阀，并在水位到达正常液位时转为“手动”控制方式，保持0的开度状态，同时开启锅炉底部排污阀进行排水，记录差压液位计低水位的液位。②炉膛、烟道超温报警联锁测试。要打开温度变送器后盖，判定输入信号线的正负极性，执行点炉操作，燃烧器通过自检后吹扫风机，并进行输出模拟信号的调节，达到系统保护设定值。③蒸汽锅炉自动上水报警联锁测试。当自动上水阀采用“手动”控制方式时，将开度控制在半开、全开的状态。当自动上水阀采用“自动”控制方式时，观察阀门的开度、阀杆运动是否通畅。④蒸汽超压报警及保护停炉测试。对于外接信号条件下的蒸汽超压报警是在执行点炉操作、燃烧器自检并吹扫风机后，关闭蒸汽压力开关电动阀，开启压力开关后盖，再以短接线短接压力开关点，断开压力点的短接线，安装压力开关后盖，打开压力开关电动阀，完成测试。对于外加动力源条件下的蒸汽超压报警则要在关闭蒸汽压力电动阀、拆卸压力开关的前提下，执行点炉操作、燃烧器自检，并用压力手抄泵打压，达到压力开关设定值；再打开手抄泵放气阀，调整至压力开关设定值以下，完成测试。

综上所述，要分析工业锅炉燃烧器存在的安全隐患，进行工业锅炉燃烧器的改进和优化设计，实现燃料、送风和炉膛压力的自动化控制，确保工业锅炉运行的安全性和经济性。