趙江海，周玉林，牛明光

（河南豫光鋅業(yè)有限公司，河南 濟(jì)源 454650）

河南豫光鋅業(yè)有限公司多膛爐燃燒室安裝高速燒嘴，通過PLC 自動化控制自動點(diǎn)火，通過空燃比例閥，調(diào)節(jié)燃?xì)馀c空氣的比例，此種控制系統(tǒng)具有：①自動點(diǎn)火；②各爐膛溫度可根據(jù)工況調(diào)節(jié)；③天然氣燃燒效率高；④操作簡單；⑤經(jīng)濟(jì)節(jié)能，綜合造價低等特點(diǎn)。但在長期使用過程中發(fā)現(xiàn)其存在一系列常見的故障。

1 燃燒器自動點(diǎn)火、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)影響因素

自動點(diǎn)火原理：燃燒器設(shè)計有點(diǎn)火系統(tǒng)，即首先點(diǎn)燃小火（母火），火焰檢測器檢測到母火正常后再開啟主燃?xì)獍踩y點(diǎn)燃主火，杜絕爐內(nèi)出現(xiàn)閃爆的隱患；燃燒器設(shè)計采用多次分級混合的燃燒原理，第一級燃料與一次風(fēng)在燃燒器內(nèi)經(jīng)過了初步的預(yù)混，達(dá)到著火條件即在燃燒器火焰筒內(nèi)已經(jīng)著火燃燒，并在燃燒室內(nèi)設(shè)計了旋流裝置使高溫?zé)煔庠谌紵覂?nèi)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)的高溫?zé)煔獬删栈钌㈤_去點(diǎn)燃二級燃料，調(diào)節(jié)溫度后，天然氣、風(fēng)量隨之變化。

1.1 影響自動點(diǎn)火成功率的因素

由于燃燒室內(nèi)正常運(yùn)行時為微正壓，導(dǎo)致氧化鋅附著在點(diǎn)火棒上，每次點(diǎn)火時候影響點(diǎn)火效果。

1.2 影響燃燒室溫度的因素

燃燒室通過調(diào)節(jié)天然氣與壓縮風(fēng)的流量來進(jìn)行溫度的控制，燃?xì)獗壤y調(diào)節(jié)誤差大時，無法精確調(diào)整到燃燒室所需的溫度。

2 自動點(diǎn)火系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)的故障

（1）天然氣與壓縮風(fēng)比例通過機(jī)械連桿式調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)，無法精準(zhǔn)調(diào)節(jié)且存在機(jī)械卡死現(xiàn)象，點(diǎn)火費(fèi)時費(fèi)力，造成能源浪費(fèi)現(xiàn)象。

（2）設(shè)備老化、自動化程度低，故障率較高，工作效率較低。

（3）天然氣與助燃風(fēng)比例不協(xié)調(diào)，燃燒不充分，極易出現(xiàn)冒黑煙現(xiàn)象，不利于環(huán)保生產(chǎn)。

（4）燃燒器燃?xì)夤芾砩鲜窃O(shè)計安裝的單安全電磁閥，沒有按照國家燃燒器規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，存在安全隱患。

（5）燃?xì)夤苈芳鞍踩y門沒有設(shè)計進(jìn)行檢漏功能，存在安全隱患。

（6）爐膛溫度測量不準(zhǔn)確。

3 通過技術(shù)改造造，降低設(shè)備故障率

針對燃燒燒嘴的改造。

（1）針對多膛爐現(xiàn)場使用環(huán)境比較差，氧化鋅粉塵大，需連續(xù)加熱的情況，選用分體式燃燒器，采用半預(yù)混式燃燒器結(jié)構(gòu)，設(shè)計上采用多級旋流半預(yù)混式先進(jìn)的燃燒機(jī)理，混合強(qiáng)烈充分與火焰接觸部位采用耐熱不銹鋼（310S）材料制造。

圖1 多膛爐現(xiàn)場使用圖

燃燒效率達(dá)到99.9%燃燒器設(shè)計采用多次分級混合的控制，避免了機(jī)械連桿式的調(diào)節(jié)方式調(diào)節(jié)不精準(zhǔn)以及卡死問題。由于蝶閥的調(diào)節(jié)屬于非線性調(diào)節(jié)，所以，在比例調(diào)節(jié)的過程中，必然會造成風(fēng)氣比調(diào)節(jié)失衡。本設(shè)備采用多檔分段式比例調(diào)節(jié)，采用結(jié)果導(dǎo)向的方式，通過燃燒效果測定找出數(shù)個燃燒最佳風(fēng)氣比例的擋位，繪制成燃燒曲線。生產(chǎn)過程中，通過工藝點(diǎn)的溫度，由PLC 控制火焰在各個擋位中進(jìn)行調(diào)節(jié)，使空氣與燃?xì)饪蓪?shí)行電子自動比例調(diào)節(jié)，燃?xì)饬髁靠稍?0Nm3/h ～100Nm3/h 調(diào)節(jié)，負(fù)荷比可達(dá)1:5；燃燒器可根據(jù)溫度設(shè)定（爐內(nèi)溫度600℃～800℃），進(jìn)行精確自動負(fù)荷控制。

（4）自動點(diǎn)火、空氣與燃?xì)饪刂葡到y(tǒng)圖。

4 結(jié)束語

圖2 自動點(diǎn)火、空氣與燃?xì)饪刂葡到y(tǒng)圖

通過改進(jìn)燃燒燒嘴和采用天然氣、壓縮風(fēng)自動調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)，選用耐燃?xì)?空氣自動按照比例來調(diào)整流量大小變化，將溫度精確控制在±5℃～10℃范圍；河南豫光鋅業(yè)公司多膛爐燃燒室自動點(diǎn)火設(shè)備使用壽命大幅度提升，設(shè)備有效運(yùn)行時間顯著提高，設(shè)備年維修和消耗成本顯著降低，據(jù)統(tǒng)計年節(jié)約費(fèi)用10 萬元/年。燃燒原理，第一級燃料與一次風(fēng)在燃燒器內(nèi)經(jīng)過了初步的預(yù)混，達(dá)到著火條件即在燃燒器火焰筒內(nèi)已經(jīng)著火燃燒，并在燃燒室內(nèi)設(shè)計了旋流裝置使高溫?zé)煔庠谌紵覂?nèi)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)的高溫?zé)煔獬删栈钌㈤_去點(diǎn)燃二級燃料。在燃燒器端板上設(shè)計能夠滿足燒嘴觀火、探火和清理的功能，整體結(jié)構(gòu)性良好；面板安裝采用通用的安裝結(jié)構(gòu)，簡易方便。燃燒器內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計有防止回火的裝置，使之沒有產(chǎn)生燃?xì)饣鼗鹑紵龡l件，從結(jié)構(gòu)上消除了回火的危險。

（2）為了確保點(diǎn)火的可靠性，燃燒器設(shè)計有點(diǎn)火系統(tǒng)，即首先點(diǎn)燃小火（母火），火焰檢測器檢測到母火正常后再開啟主燃?xì)獍踩y點(diǎn)燃主火，二次點(diǎn)火能確保主火成功率100%，杜絕爐內(nèi)出現(xiàn)閃爆的隱患。

（3）通過PLC 進(jìn)行調(diào)節(jié)，助燃風(fēng)和燃?xì)庥呻妱拥y單獨(dú)