燃烧控制系统在循环流化床锅炉中的应用及改进

索治斌，董仲喜

(河南能源化工集团安化公司，河南安阳 455133)

0 前言

循环流化床锅炉是一种高效、低污染的自然循环水管锅炉，采用旋风分离器组成的循环燃烧系统，具有燃烧效率高、对燃料适应性强、负荷调节比例大等多种优点，使得近年来我国循环流化床锅炉得到了迅猛发展。我公司供汽系统现有四台75 t/h循环流化床锅炉，采用的是合成氨弛放气作为点火燃料进行床下点火，燃烧控制器是保障锅炉安全运行的重要仪表设备。由于我国绝大多数的锅炉点火燃料采用的是重油或柴油，采用合成氨弛放气作为锅炉点火燃料的厂家极少，所以燃烧控制器的选择就显得极其重要。弛放气中的成分主要有氢气、氨气、氮气、甲烷和少量的氩气等，锅炉在点火升温过程中弛放气流量平均在3 000 m3/h，若此时出现意外情况灭火时，如不及时切断煤气阀，在极短的时间内弛放气就会充满燃烧室，遇火源就会有发生爆炸的危险。

1 燃烧控制器原理及其逻辑控制关系

燃烧控制器采用高压点火器点燃小火，通过紫外火焰传感器检测火焰是否建立，实现主煤气阀的开/关、报警及联锁、远程监控等智能化全自动控制功能。采用特殊设计使其具有极强的抗干扰性，不受其它光源和工业干扰，不会因误操作而造成设备误动作，广泛适用于燃油、燃气等燃烧装置的自动控制和熄火保护。

1.1 自动点火

接通电源，打开电源开关，将控制器“手动/自动”开关拨至自动档，5 s后再按下“点火”开关，控制器即由程序控制自动点火，并同时打开小火电磁阀，如小火着火(两台火焰检测器同时检测到火焰)，控制器保持点火40 s后停止点火，延时5 s打开大火电磁阀，在大火电磁阀打开70 s后关闭小火电磁阀。在运行中如出现故障熄火(两台火焰检测器中有任意一台未检测到火焰信号)，控制器将自动关闭主煤气电磁阀，并发出声光故障报警信号。控制器故障报警后，必须按下“复位”开关将报警消除，才能再次点火。

1.2 手动点火

接通电源，打开电源开关，将控制器“手动/自动”开关拨至手动档，5 s后再按下“点火”开关和“小火”开关，如小火着火(两台火焰检测器同时检测到火焰)，10 s后关闭高压点火器电源，按下“大火”开关，允许打开主煤气电磁阀，主煤气电磁阀打开大火点着后，关闭小火电磁阀。在运行中如出现故障熄火(两台火焰检测器中有任意一台未检测到火焰信号)，控制器将自动关闭主煤气电磁阀，并发出声光故障报警信号。另外刚开始点火时如小火电磁阀打开后10 s内小火未点着(两台火焰检测器中有任意一台未检测到火焰信号)，此时将无法打开大火电磁阀，且控制器将自动关闭小火电磁阀和高压点火器，并发出声光故障报警信号。控制器每次故障报警后，必须按下“复位”开关将报警消除，才能再次点火。

1.3 点火要求

①控制器设定最长点火时间为3 min，即当按下“点火”开关点火器进行点火时，如果3 min内未将小火点着，控制器将自动关闭高压点火器。②点火器未点火时，控制器无法打开小火、大火电磁阀，小火未点着时控制器无法打开大火电磁阀。③在运行中如出现故障熄火(非人工操作关闭大火电磁阀而出现燃烧熄火现象)，控制器将自动关闭主煤气电磁阀，并发出声光故障报警信号。④如在无火状态下，任意一台火焰检测器检测到有火(误判)，控制器将自动关闭其任意功能，并发出声光故障报警信号，此时说明检测器或紫外传感器出现故障。

2 运行中出现的问题及改进

2.1 小火点着后无法点燃大火

小火点着后，两台火焰检测器同时检测到火焰信号，控制器具备打开大火电磁阀条件，大火阀打开后，主煤气通过喷嘴进入燃烧室却无法引燃大火，虽多次调整一次风及启动风流量，却仍然无法点燃大火。经分析，初步判断点火喷嘴与主煤气喷嘴距离上有偏差，经仔细查阅图纸及现场实际测量，调整了点火喷嘴长度，解决了以上问题，顺利点燃了大火。

2.2 大火点燃投运主煤气后却发生多次熄火现象

大火点着投运主煤气后，接连多次发生熄火现象。在现场仔细观察，发现火焰检测器在主煤气燃烧正常的情况下，却时有发生火焰信号频闪的情况，其闪动时间极短，仅为短短的1 s甚至不到1 s，但足以驱动火焰检测器的输出继电器动作，导致燃烧控制器联锁动作，最终关闭主煤气电磁阀，致使锅炉点火升温过程中出现多次重复点火现象，严重影响锅炉的安全运行。初步判断，原因为火焰检测器紫外管由于长时间工作性能下降，加上受高温和煤气成分不纯等诸多因素的影响，工作不太稳定。原紫外管型号为GD-18型，经查阅资料将其更换为性能更加稳定的GD-708型，经过检验新型紫外传感器装入现场后，灭火现象仍偶有发生。经过分析进一步判断属火焰检测器自身原因及现场存在一些不可抗拒的干扰所致。为此采用以下方案消除以上的故障现象:①根据锅炉点火控制系统PLC程序，对目前火焰检测器存在的问题，修改PLC程序，将火焰检测器故障判断时间增加到PLC程序中，使得火焰检测器在判断燃烧器灭火时能够延长3 s，消除随机故障，从而避免火焰检测器的误判断和误动作，保证锅炉点火升温的顺利进行。②对紫外传感器连接管进行改造，将仪表压缩空气引入到紫外传感器连接管中，对紫外传感器进行降温冷却，不但增加紫外传感器的工作稳定性，而且延长了紫外传感器的使用寿命。

经过讨论，主煤气快速切断球阀采用的是吴忠仪表厂ZSRJ型气动O型球阀，其动作时间大约为4 s，加入延时后即使出现意外情况灭火时，主煤气快速切断球阀完全关闭的时间为7 s，从安全角度考虑完全可以满足其安全条件。延时加入后，火焰检测器工作稳定，经过一段时间的运行观察，锅炉点火升温过程中未再出现火焰检测器受干扰原因出现的灭火现象。

3 结束语

燃烧控制器经过一系列的改造后，稳定性得到了明显提高，不仅保证了锅炉的安全稳定运行，为整个化工系统生产创造了必要的先决条件，同时也在合成氨弛放气点火方面积累了丰富的工作经验，使得业务技术水平、分析判断问题能力以及解决问题能力都得到了进一步的提高。