林家忠 周從民

(欣龍控股(集團(tuán))股份有限公司，?？?，571924)

QX32501-Y0燃?xì)忮仩t燃燒器異常熄火現(xiàn)象處理一例

林家忠 周從民

(欣龍控股(集團(tuán))股份有限公司，?？冢?71924)

介紹了一則QX32501-Y0燃?xì)忮仩t燃燒器故障熄火現(xiàn)象處理案例，由運(yùn)行現(xiàn)狀和工作原理相結(jié)合，對(duì)該燃?xì)忮仩t燃燒器進(jìn)行剖析。闡明了引起故障熄火的主要原因，通過(guò)對(duì)電氣系統(tǒng)及伺服機(jī)構(gòu)的調(diào)整和改進(jìn)，使其達(dá)到了穩(wěn)定運(yùn)行的預(yù)期效果。

燃?xì)忮仩t燃燒器，火焰探測(cè)器，熄火，處理措施

某公司水刺非織造布生產(chǎn)線安裝有兩臺(tái)圓網(wǎng)烘燥機(jī)，其中一臺(tái)W2724型圓網(wǎng)烘燥機(jī)配套使用由常州能源設(shè)備總廠制造的QX32501-Y0有機(jī)熱載體燃?xì)忮仩t(燃燒器原以柴油為燃料)，于2004年投入運(yùn)行。該鍋爐原采用德國(guó)LANDS＆GYR公司的LAL2.25程控器，控溫系統(tǒng)采用雙溫度控制儀表。隨著燃油價(jià)格上漲，在2006年將燃燒器改造為以天然氣為主要燃料的兩用威索(Weishaupt)RGL10燃燒器，程控器改為西門子公司的LFL1.322程控器，控溫系統(tǒng)保留。改造后的前兩年，設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定;從2008年開(kāi)始，鍋爐燃燒器偶爾出現(xiàn)不穩(wěn)定狀態(tài)，但人工復(fù)位后再次啟動(dòng)，燃燒器又恢復(fù)正常。由于當(dāng)時(shí)此故障發(fā)生頻率較低，對(duì)生產(chǎn)影響不大，只在生產(chǎn)車間安裝一燃燒器故障報(bào)警信號(hào)燈，一旦報(bào)警，操作工人立刻到鍋爐房復(fù)位再啟動(dòng)，鍋爐迅速恢復(fù)運(yùn)行，生產(chǎn)即可照常進(jìn)行;到2011年初，燃燒器故障頻繁，鍋爐熄火次數(shù)增多，導(dǎo)致工藝溫度波動(dòng)大，直接影響了生產(chǎn)。

原鍋爐系統(tǒng)具有自動(dòng)功能，由于歷史原因而未啟用，使該鍋爐一直運(yùn)行在單一小火(只能小火運(yùn)行，因?yàn)榇蠡馃崃扛?狀態(tài)，造成鍋爐系統(tǒng)、燃?xì)庀到y(tǒng)頻繁自動(dòng)啟動(dòng)與停止，從而降低了燃燒器再次點(diǎn)火的可靠性。為此，針對(duì)該問(wèn)題組織了技術(shù)人員共同分析查找原因，采取改進(jìn)措施，恢復(fù)了自動(dòng)控制功能，并達(dá)到了預(yù)期的效果。

1 熄火現(xiàn)象及原因分析

1.1 鍋爐系統(tǒng)及燃?xì)庀到y(tǒng)工作原理簡(jiǎn)介

燃?xì)忮仩t以天然氣(柴油為備用)為燃料，以導(dǎo)熱油作為熱載體，利用熱油循環(huán)泵強(qiáng)制導(dǎo)熱油循環(huán)，將熱量輸送給圓網(wǎng)烘燥機(jī)，進(jìn)行熱交換。進(jìn)爐油溫控表用來(lái)控制燃燒器的大負(fù)荷、小負(fù)荷狀態(tài)，出爐油溫控表用來(lái)控制燃燒器開(kāi)停(超溫)。燃?xì)庀到y(tǒng)工作原理(圖1)分為6個(gè)階段:

①程控器進(jìn)行氣體壓力監(jiān)測(cè)和泄漏檢查;

②在①階段通過(guò)后，啟動(dòng)風(fēng)機(jī)馬達(dá)，SQM10.16562 Y6伺服裝置(圖2)打開(kāi)全部風(fēng)門，進(jìn)行點(diǎn)火前吹掃，助燃?xì)怏w由爐頭部進(jìn)入，隨后關(guān)小至點(diǎn)火位置Ⅳ;

③點(diǎn)火氣閥Y1打開(kāi)并釋放燃料，燃燒器點(diǎn)火，引火成功燃燒;

④隨著在第二安全時(shí)間到來(lái)，打開(kāi)主火電磁閥V2，引火點(diǎn)燃主火，2 s后關(guān)斷點(diǎn)火閥Y1，引火熄滅，主火燃燒;

⑤燃燒器根據(jù)鍋爐系統(tǒng)功率需要進(jìn)行負(fù)荷調(diào)整(大負(fù)荷Ⅰ位或是小負(fù)荷Ⅵ位);

⑥燃燒器正常燃燒。

圖1 燃?xì)庀到y(tǒng)工作原理示意

圖2 程控器與燃燒器接線圖

整個(gè)過(guò)程程控器一直在監(jiān)控火焰信號(hào)，不管是在引火狀態(tài)，還是在主火狀態(tài)，或者是在功率燃燒狀態(tài)，一旦接收不到火焰探測(cè)器傳來(lái)的信號(hào)，立刻中止燃料輸送，程控器停止運(yùn)轉(zhuǎn)并故障鎖定。

1.2 熄火現(xiàn)象及原因分析

跟蹤觀察燃?xì)忮仩t運(yùn)行情況，發(fā)現(xiàn)當(dāng)進(jìn)爐油溫控表紅燈亮，即超過(guò)溫度設(shè)定的上限值時(shí)，燃燒器氣燃燒燈滅，燃燒器停止燃燒運(yùn)行;過(guò)一段時(shí)間后，待進(jìn)爐油溫控表綠燈亮，即溫度下降到設(shè)定的下限值時(shí)，燃燒器自動(dòng)啟動(dòng);不久，氣燃燒燈亮，即引火燃燒，約維持5 s，燈滅，燃燒器停止運(yùn)行，同時(shí)燃燒器故障報(bào)警紅燈亮。再次復(fù)位啟動(dòng)燃燒器，故障現(xiàn)象又出現(xiàn)，程控器停止運(yùn)轉(zhuǎn)并亮黃燈，故障鎖定在“2”位置。

由上述熄火現(xiàn)象可分析出其存在著兩種類型的熄火現(xiàn)象。

第一種，保護(hù)性熄火。進(jìn)爐油溫控表的上限值設(shè)定是為了防止超溫。不難理解，由于該鍋爐采用單一小負(fù)荷(氣流量調(diào)節(jié)大)運(yùn)行方式，使出爐后的導(dǎo)熱油經(jīng)熱交換后返回爐之前，油的溫度已經(jīng)超出了上限設(shè)定值，因此燃燒器采取了停止燃燒措施。這種現(xiàn)象屬于鍋爐正常的安全保護(hù)性熄火。

第二種，故障性熄火。結(jié)合燃燒系統(tǒng)的工作原理進(jìn)行分析，第①②③階段都運(yùn)轉(zhuǎn)正常，但在進(jìn)行第④階段過(guò)程中，引火未能成功點(diǎn)燃主火而出現(xiàn)了故障性熄火。根據(jù)產(chǎn)品說(shuō)明書介紹，程控器故障顯示窗口鎖定“2”的意思是在第二段安全時(shí)間內(nèi)沒(méi)有火焰信號(hào)，即火焰探測(cè)器沒(méi)有檢測(cè)到火焰信號(hào)，主火沒(méi)有點(diǎn)燃。由故障信息，可判斷故障可能的原因有4個(gè):①供氣量不穩(wěn)定;②主火管道堵塞;③程控器損壞;④火焰探測(cè)器QRA2故障。

對(duì)以上可能的原因逐項(xiàng)進(jìn)行了檢查和分析。

(1)檢查減壓閥前后壓力表的壓力，屬于正常范圍，不存在壓力不足現(xiàn)象，壓力是穩(wěn)定的，即供氣量穩(wěn)定。

(2)更換一臺(tái)同型號(hào)的程控器，根據(jù)燃?xì)庀到y(tǒng)工作原理進(jìn)行目測(cè)判斷。啟動(dòng)燃燒器，在運(yùn)行到第③階段時(shí)，從燃燒器的觀察窗觀察到有火焰，但當(dāng)運(yùn)行到第④階段轉(zhuǎn)主火時(shí)，從管道上的燃?xì)鈮毫Ρ碛^察到指針在6.3 kPa位置明顯輕微向下擺動(dòng)，同時(shí)燃燒器熄火，故障又出現(xiàn)。這說(shuō)明程控器沒(méi)有損壞，是好的;電磁閥V2、主火管道沒(méi)有堵塞，是暢通的。

(3)拆下火焰探測(cè)器QRA2，加上AC220V電壓，用明亮手電筒對(duì)著火焰探測(cè)器照射，觀察到火焰探測(cè)器發(fā)出紫色耀眼的光，說(shuō)明火焰探測(cè)器良好，沒(méi)有損壞。

綜上分析，4種可能的原因都不存在。從熄火現(xiàn)象來(lái)看，就是程控器22、23端接收不到火焰探測(cè)器傳送的火焰信號(hào)，有可能是火焰信號(hào)太弱。為了驗(yàn)證，參考相關(guān)資料，并進(jìn)行試驗(yàn)。用量程0.5 mA直流檔的指針式萬(wàn)用表MF47串入程控器23端，按要求接好線，啟動(dòng)燃燒器;當(dāng)程控器轉(zhuǎn)到“1”時(shí)，引火燃燒，萬(wàn)用表的指針轉(zhuǎn)到了滿偏，火焰電流信號(hào)已超過(guò)500 μA;當(dāng)程控器運(yùn)轉(zhuǎn)到“2”，引火轉(zhuǎn)主火時(shí)，指針迅速向左擺動(dòng)，火焰電流減小，故障黃燈亮，燃燒器停止運(yùn)行。根據(jù)產(chǎn)品說(shuō)明書介紹，程控器需要的火焰信號(hào)最小傳感電流為70 μA。很明顯，在引火轉(zhuǎn)主火的瞬間，爐內(nèi)火焰的中心位置、長(zhǎng)度及亮度確實(shí)發(fā)生了改變，使火焰探測(cè)器瞬間測(cè)量到的火焰電流信號(hào)已低于70 μA，造成了程控器停止運(yùn)行，并故障報(bào)警。經(jīng)綜合分析，其原因是燃燒器在完成第④階段過(guò)程中，由在燃燒器風(fēng)口中抽取助燃風(fēng)、爐內(nèi)水蒸氣及主火管道釋放燃料組成的混合氣流的壓力、速度等在爐內(nèi)發(fā)生瞬間變化，造成火焰的中心位置、長(zhǎng)度及亮度發(fā)生改變，即火焰探測(cè)器紫外線輻射強(qiáng)度出現(xiàn)擺動(dòng)。由于火焰的擺動(dòng)是瞬間的、短時(shí)的，很快就會(huì)恢復(fù)正常，并沒(méi)有真正熄火，但是火焰探測(cè)器已將故障信號(hào)送到了程控器，造成了誤動(dòng)作和誤報(bào)警。

2 處理措施

從以上分析可知，QX32501-Y0燃?xì)忮仩t燃燒器異常熄火實(shí)際上是鍋爐正常保護(hù)性停機(jī)熄火與再啟動(dòng)，引起燃燒器頻繁起火是因某次火焰探測(cè)器檢測(cè)到的火焰的中心位置、長(zhǎng)度及亮度達(dá)不到設(shè)定值而進(jìn)行保護(hù)性停機(jī)，故障熄火信號(hào)是誤信號(hào)。換句話說(shuō)，如果鍋爐正常運(yùn)行在保溫加熱狀態(tài)，燃燒器燃燒是不會(huì)熄火與再啟動(dòng)的，那么燃燒器發(fā)生第二種熄火現(xiàn)象是不存在的。但是，在實(shí)際運(yùn)行中燃燒器表現(xiàn)出來(lái)的就是第二種熄火現(xiàn)象，按維修慣例，應(yīng)該是尋求消除第二種熄火現(xiàn)象的方法來(lái)進(jìn)行處理，然而這樣往往會(huì)陷入維修誤區(qū)，影響生產(chǎn)。如果反向思維，采用回避燃燒器重新起火帶來(lái)的可能出現(xiàn)第二種熄火現(xiàn)象的方法，即在燃燒器初次點(diǎn)火(或重復(fù)多次點(diǎn)火)必須可靠起火的前提下，在生產(chǎn)前通過(guò)改變鍋爐的運(yùn)行方式，使鍋爐運(yùn)行在保溫加熱的自動(dòng)狀態(tài)下，往往能達(dá)到事半功倍的效果。在實(shí)際設(shè)備搶修中，根據(jù)鍋爐運(yùn)行現(xiàn)狀按此方案進(jìn)行了改造。

(1)電路修改(見(jiàn)圖2和圖3虛線框)。在進(jìn)爐油溫控系統(tǒng)中接入一個(gè)繼電器，由繼電器的輔助觸點(diǎn)替代轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)5SA;用Kz的常閉觸點(diǎn)控制小火，常開(kāi)觸點(diǎn)控制大火。按上述方案修改的電路，當(dāng)進(jìn)爐油的溫度在下限設(shè)定值上下波動(dòng)時(shí)(波動(dòng)不能超過(guò)上限設(shè)定值，否則會(huì)出現(xiàn)保護(hù)性停機(jī))，繼電器Kz也隨著不斷地得電、失電，觸點(diǎn)也不斷地吸合、釋放，那么鍋爐就一直保持運(yùn)行在小火轉(zhuǎn)大火及大火轉(zhuǎn)小火狀態(tài)。

(2)低負(fù)荷運(yùn)行調(diào)節(jié)。因小火燃燒的熱量非常大，造成鍋爐運(yùn)行在加熱與熄火狀態(tài)，低負(fù)荷開(kāi)關(guān)必須進(jìn)行調(diào)節(jié)。根據(jù)產(chǎn)品說(shuō)明書介紹，低負(fù)荷調(diào)整是由伺服機(jī)構(gòu)開(kāi)關(guān)Ⅵ的凸輪的機(jī)械角度決定的。經(jīng)過(guò)幾次邊調(diào)整邊觀察，將開(kāi)關(guān)的角度由原75°調(diào)至60°，確定60°是最為合適的角度。

圖3 進(jìn)爐油溫控制系統(tǒng)

3 改造效果

運(yùn)行實(shí)踐證明，上述改造方案取得了較好的效果。鍋爐運(yùn)行在大負(fù)荷狀態(tài)下，燃燒器風(fēng)門指示在4.5，天然氣工況流量約為 186.2 m3/h;轉(zhuǎn)為運(yùn)行在小負(fù)荷狀態(tài)時(shí)，風(fēng)門指示變?yōu)?.2，工況流量減少到約為40.5 m3/h;進(jìn)爐導(dǎo)熱油溫控制在下限設(shè)定值的±4℃左右。改造后的燃?xì)忮仩t運(yùn)行半年多來(lái)沒(méi)有再出現(xiàn)熄火故障，運(yùn)行穩(wěn)定、可靠、節(jié)能，恢復(fù)了自動(dòng)控制功能，并達(dá)到了預(yù)期的效果。

QX32501-Y0 An example of abnormal burnout of gas boiler burner

Lin Jiazhong，Zhou Congmin
(Xinlong Holiding(group)Co.，Ltd.)

The flame-out phenomenon of QX32501-Y0 gas-fired boiler burner was introduced.Basing on combined of operation condition and work principle the gas boiler burner was analyzed and the main cause for flame out was presented.By adjustment and improvement of the electric system and servo system to realize the stable operation.

gas-fired boiler burner，flame detector，flame out，trouble shooting

TK175

B

1004－7093(2011)11－0028－04

2011－07－20

林家忠，男，1973年生，電氣工程師。長(zhǎng)期從事設(shè)備維修及管理工作。