【摘要】本文是以烘爐燃燒時火焰檢測設備的故障全過程為實例,探討分析影響烘爐火焰檢測穩定的各種因素,詳述與之相對應的檢修對策及效果,說明通過改進修檢工藝,可以有效地提高烘爐滅火保護裝置的可靠性。

【關鍵詞】電離電極;火焰監測器;程序控制器;穩定性

1前言

筆者對廣州某公司在運轉的三臺烘爐進行了半年時間的觀察及檢測,發現了因設計、安裝質量、檢修調整、燃燒工況(調整)等諸多問題,爐膛外火焰檢測信號長期不穩定,多次出現保護誤動現象,嚴重影響了機組的安全穩定運行。一方面火檢裝置本身存在不穩定因素,另一方面燃燒控制設備可控性差;燃燒調整不當又反過來影響火檢的穩定,并多次影響工作效率,本文就怎樣對烘爐火焰檢測改造進行探討。

2影響火檢穩定的因素分析

從烘爐設備分析火檢不穩定原因應從火檢裝置本身和燃燒變化兩個方面進行分析,找出制約火檢光(電)信號傳輸、處理不合理環節和燃燒工況變差的因素,并采取有效的檢修對策改進設備、燃燒控制以及改善調整,完全可以消除鍋爐火檢不穩定現象,這在1號、2號爐改造后15個火檢的良好運行工況得到了證明。

2.1火焰監測器安裝位置不合理。

火焰監測器的安裝位置、傾角在導光管中的相對位置兩個問題。由于燃氣燃燒器擴散角、初燃區范圍大小的差異,所以導光管與燃燒器傾角安裝,并以一定的傾角對準初燃區中部靠前處,如果導光管沒對準初燃區或者插入困難而沒有伸到位影響視角,都會嚴重影響檢光效果。火檢信號偏弱,不能正確反映燃燒的實際工況,燃燒負荷較低時,易誤發無火信號。(圖1)

2.2火焰監測器能變差或積灰。

由于導光管冷卻效果不好而造成導光管前端溫度過高,使導光管過早老化,且探頭維護不善易積灰,二者都會嚴重影響通光性能(透光率),使紫外光亮度信號在傳輸過程中大大減弱,從而使火檢信號不穩定。

2.3火焰監測器參數調整不合理。

處理好靈敏度和分辨能力兩個方面的問題,既要有足夠的靈敏度保證火檢信號的穩定,又要將本身的火焰同與其相鄰、相對的焰區分開來。火檢參數調整不當主要表現在如下方面:

2.3.1在燃氣燃燒的工況下調整火檢,由于火焰是離燃燒器19.6mm左右向前燃燒,火焰長度是296mm,經監測后火檢參數與檢測實際工況不符。

2.3.2在調整單臺火檢時沒有減少給氣量進行試驗、調整。

2.3.3中心頻率設定不準,由于初燃區火焰閃爍的頻率不僅與煤氣質有關,而且與空氣濃度有關,因此中心頻率的設定宜在60%～70%額定負荷下進行試驗、設定,滿負荷和最低負荷下調整、設定中心頻率都是不合理的。

2.3.4調整后的火檢參數沒有進行低負荷、變煤氣質(種)的試驗和長時間的考驗,一旦遇到比試驗更差的工況,則可能出現大面積火檢不穩而產生保護誤動。

2.3.5沒有處理好靈敏度和分辨能力之間的矛盾關系,存在一定的漏檢、誤檢的隱患。

2.4煤氣量的變化及一次風過量。

煤氣量變差或煤氣熱值降低,則會使煤氣著火距離后移,使初燃區中心偏離原來火檢導光管對準的區域,亮度、頻率會因此而發生變化,影響火檢信號的穩定,同樣風機一次風量過大,未燃區會因一次風速增高、煤氣細度增大而加長,也會使煤氣著火距離后移,典型的情況是鍋爐低負荷(低于65%額定負荷)下磨一次風量過大,對火檢有明顯影響,這種運行工況應盡量避免。

2.5燃燒控制設備可靠性差及擺動異常。

主要是燃燒器擺角和二次風擋板,燃燒器擺角控制異常,部分擺到最高、最低,特別是同一層擺角,因噴口燒損變形卡住原因,使擺角出現有的上擺到頂、有的下擺到底的情況,烘爐正常切向燃燒遭到破壞,紫外光導向管跟隨擺動,燃燒器初燃區火焰仍然偏離檢測區,火焰回流效果差,同時紫外光在導光管中的位置會因擺動相對后移,使火檢信號偏弱而不穩,特別是低負荷更明顯,不但火檢不穩,還會損壞燃氣閥組。

二次風擋板開不到位也是嚴重影響燃燒的因素之一,使燃燒器燃燒配風不夠,燃燒工況惡化而使火檢不穩。

3改造方案

3.1要改用電離電極重新定位。

電離電極安裝在噴口前方的火焰口內,火焰要與電極要相互垂直安裝。威索公司根據燃燒器的尺寸、噴口擴散角、額定工況一次風速和燃氣壓力,空氣壓力,燃氣檢漏確定了火焰的長度為傾角為60°左右,并向前燃燒300mm長火焰,而電離電極要與火焰穩焰器垂直并相距20mm。

3.2改造后的工作過程。

烘爐的燃燒是由程序控制器LFL1.333給予一定吹掃時間,并點火在3秒鐘內對火焰檢測電離電極是否有導通電流30~50uA返回程序控制器分析如有30-50uA通過則燃燒器繼續燃燒,否則熄火和報警,火焰要燃燒充分并有良好藍色和白紅色的火焰,這樣才能保護好電離電極不會結垢而不能正常狀態工作。

3.3兩臺爐目前火檢設備改造前后對比。

電離電極檢測是只要有火焰燃燒就有電流通過,并能安全保護整套設備正常狀態工作。

火焰監測器檢測不能有效檢測火焰如導光管有灰和不反光,還有其它光線的干擾和誤動作還有火焰燃燒不穩定而做成不能正常工作對火檢設備進行長達一年的對比后,兩臺爐共有15個火檢,設備本身缺陷已完全消除,火檢裝置的參數改造已全面完善,能比較真實地反映烘爐單個燃燒器的燃燒工況,終于實現兩臺爐火檢設備缺陷“0”目標。

3.4烘爐改造后火檢效益。

2007年5月～2008年5月,1號、2號機火檢誤動僅0次,已大大降低誤動作,還能提高生產效率,提高工作質量。

通過火檢綜合測檢,調試后一年沒有發生過烘爐滅火保護誤動,工作一年內沒有發生保護誤動而造成停產,滅火保護裝置的可靠性明顯提高。烘爐運行良好的工作狀態,充分體現了其在技術改良后的穩定性,確保了生產效率及工作質量的提高。