符家寬　殷立云　蔡德純

摘 要：根據(jù)油田熱介質(zhì)鍋爐運(yùn)行過程中出現(xiàn)的典型啟動(dòng)故障，對(duì)熱介質(zhì)鍋爐的控制程序進(jìn)行了深入分析，指出燃料氣和空氣比、燃燒器狀態(tài)、點(diǎn)火閥門開啟、火焰檢測(cè)等原因造成鍋爐點(diǎn)火失常。據(jù)此分析結(jié)果，對(duì)鍋爐啟爐過程中的點(diǎn)火程序進(jìn)行了優(yōu)化改進(jìn)，提高鍋爐運(yùn)行燃燒經(jīng)濟(jì)性和運(yùn)行安全性均有積極的意義，取得了良好效果。

關(guān)鍵詞：熱介質(zhì)鍋爐;點(diǎn)火程序;優(yōu)化實(shí)踐

1 引言

海上油氣田熱介質(zhì)鍋爐主要為生產(chǎn)過程中油氣水處理提供所需的熱量，使各熱用戶達(dá)到一定的溫度，以滿足工藝處理的要求，其運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性直接關(guān)系到油田的正常生產(chǎn)，而正常的生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的典型啟動(dòng)故障，特別是故障停爐后或者較長時(shí)間停爐后啟動(dòng)過程中出現(xiàn)點(diǎn)火失敗等給正常生產(chǎn)提出了較大的挑戰(zhàn)。

2 熱媒系統(tǒng)簡介

熱介質(zhì)鍋爐（又稱熱媒爐）由德國AURA GMBH公司提供，燃料為天然氣或柴油，正常生產(chǎn)時(shí)以伴生天然氣為燃料，燃料氣供氣故障時(shí)以柴油作燃料。系統(tǒng)選用性質(zhì)穩(wěn)定的合成烴混合物--熱油55（THERMINOL 55）作為熱介質(zhì)，其攜熱能力強(qiáng)，難揮發(fā)，不易燃，可循環(huán)使用。

熱介質(zhì)鍋爐以天然氣或柴油為燃料，通過燃燒器馬達(dá)提供助燃空氣，噴入爐膛內(nèi)燃燒，爐管盤成圓筒型形成受熱面，燃燒火焰產(chǎn)生的熱量通過輻射和對(duì)流的形式將熱能傳遞給盤管內(nèi)的導(dǎo)熱油，由熱油循環(huán)泵建立導(dǎo)熱油加熱系統(tǒng)的循環(huán)，被加熱的導(dǎo)熱油在熱用戶處與用熱工質(zhì)進(jìn)行換熱，從而將燃料燃燒產(chǎn)生的熱量，間接傳給用熱工質(zhì)，完成加熱目的。換熱后的導(dǎo)熱油再返回到熱介質(zhì)鍋爐里進(jìn)行再次加熱，如此循環(huán)往復(fù)，實(shí)現(xiàn)連續(xù)加熱。

燃燒器采用威索RGL70油氣兩用一體式燃燒器，燃燒器配備有風(fēng)門驅(qū)動(dòng)裝置、燃?xì)鉁p壓閥組、燃油/燃?xì)庾詣?dòng)控制裝置，可以保證燃料燃燒充分，提高熱效率。燃油供應(yīng)系統(tǒng)包括：球閥、離合器、油泵及燃料油閥、油槍電磁閥等組成。

3 鍋爐啟動(dòng)過程介紹

天然氣、柴油雙燃料燃燒器有兩套燃料供應(yīng)系統(tǒng)，其中燃?xì)夤?yīng)系統(tǒng)由燃?xì)庀到y(tǒng)過來的燃料氣體經(jīng)過手動(dòng)球閥、燃?xì)膺^濾器、燃?xì)鉁p壓閥減壓至燃燒器工作壓力后送至燃燒器電磁閥。燃燒中所需要的空氣，由燃燒器風(fēng)機(jī)送入爐膛輔助燃燒，產(chǎn)生的高溫?zé)煔饨?jīng)內(nèi)外盤管換熱后經(jīng)煙道送入煙囪進(jìn)行排放。使用柴油作為燃料時(shí)，風(fēng)機(jī)通過離合器帶動(dòng)燃料油泵運(yùn)行，當(dāng)伺服馬達(dá)到底點(diǎn)火位置時(shí)，點(diǎn)火變壓器上電，點(diǎn)火電極打火，同時(shí)打開兩臺(tái)燃料油閥和油槍電磁閥，通過壓力霧化把柴油噴射到爐膛內(nèi)，霧化柴油被點(diǎn)火電極點(diǎn)燃點(diǎn)火成功。

4 點(diǎn)爐失敗原因分析

熱介質(zhì)鍋爐點(diǎn)火工作過程：當(dāng)點(diǎn)火程序執(zhí)行到爐膛大風(fēng)吹掃結(jié)束，風(fēng)門開始關(guān)小到點(diǎn)火位時(shí)，點(diǎn)火變壓器通電，電極打火。延時(shí)4S后點(diǎn)火電磁閥通電打開，同時(shí)燃?xì)獍踩y上電打開，燃燒頭點(diǎn)火火焰燃燒，UV紫外線探測(cè)探頭監(jiān)視到火焰，但是未進(jìn)入監(jiān)測(cè)狀態(tài)，點(diǎn)火正常后5S，火焰探頭開始進(jìn)入判斷火焰邏輯，如果火焰正常，則說明點(diǎn)火成功，若探測(cè)不到火焰，燃燒器停爐顯示火焰故障停爐?；鹧嫣筋^正常后1S，點(diǎn)火變壓器失電，火焰探測(cè)器持續(xù)探測(cè)。點(diǎn)火變壓器失電后，火焰探測(cè)器探測(cè)火焰正常，說明點(diǎn)火電極點(diǎn)火正常，點(diǎn)火成功，持續(xù)1S鐘后，燃?xì)庵鏖y打開，主火焰建立，火焰探頭持續(xù)探測(cè)火焰，火焰正常則啟爐成功。

4.1 點(diǎn)火電極不能正常點(diǎn)燃

燃燒器、鍋爐本體及附屬件等原因都可以導(dǎo)致鍋爐點(diǎn)火過程中失敗。其中比較典型的點(diǎn)火失敗主要集中在在燃燒器上，燃燒器主要包括風(fēng)機(jī)、火焰監(jiān)測(cè)裝置、限制裝置，伺服調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)以及其他安全裝置故障導(dǎo)致不能正常點(diǎn)火。

4.2 主火焰不能正常點(diǎn)燃

主火焰不能順利點(diǎn)燃的原因，火焰形成，但在切換到主火焰時(shí)燃燒器故障，過濾器太臟堵塞，調(diào)節(jié)閥入口壓力低，燃?xì)夤┙o不足導(dǎo)致主火焰熄滅;穩(wěn)壓閥動(dòng)作遲緩，燃?xì)忾y打開瞬間，燃?xì)饬髁啃枨筝^大，穩(wěn)壓閥動(dòng)作遲緩導(dǎo)致燃?xì)饬坎粔?燃?xì)饬髁坑?jì)損壞或供氣管道中積水造成在燃?xì)庵鏖y打開過程中壓力波動(dòng)大導(dǎo)致燃燒器異常停爐;火焰監(jiān)測(cè)器臟火焰監(jiān)測(cè)器是監(jiān)測(cè)火焰是否正常燃燒的儀器，火焰監(jiān)測(cè)器臟無法監(jiān)測(cè)到運(yùn)行的火焰，以致監(jiān)測(cè)器認(rèn)為火焰熄滅引起誤報(bào)停爐。

5 采取措施

造成鍋爐啟動(dòng)失敗的原因較多，有時(shí)可能是設(shè)備的原因，有時(shí)可能是設(shè)計(jì)時(shí)鍋爐啟動(dòng)過程中的程序缺陷造成經(jīng)常性的啟爐故障。查找啟動(dòng)過程中出現(xiàn)故障的關(guān)鍵是根據(jù)現(xiàn)象仔細(xì)分析判斷出影響因素，以采取相應(yīng)的措施，為保持鍋爐的平穩(wěn)運(yùn)行和正常啟動(dòng)鍋爐。

5.1 鍋爐硬件優(yōu)化措施

保持各轉(zhuǎn)動(dòng)部件潤滑良好，防止風(fēng)門葉片卡阻。燃燒器風(fēng)門卡阻和主風(fēng)門關(guān)閉不嚴(yán)，這些問題產(chǎn)生的主要原因是風(fēng)門轉(zhuǎn)動(dòng)部分潤滑不好，葉片開關(guān)不能到位。調(diào)節(jié)好燃燒器燃?xì)馀c空氣混合比，特別是燃燒器處于點(diǎn)火位時(shí)風(fēng)門開度及風(fēng)量大小直接影響鍋爐正常啟動(dòng)，提高點(diǎn)爐成功率，同時(shí)有利于控制煙氣中氧含量，提高爐效率。及時(shí)清理火焰監(jiān)測(cè)器，防止儀表檢測(cè)不到火焰或者誤報(bào)引起停爐，及時(shí)清理火焰監(jiān)測(cè)器，使火焰監(jiān)測(cè)器始終保持干凈狀態(tài)，保證監(jiān)測(cè)器正常運(yùn)行。

5.2 鍋爐控制軟件的優(yōu)化措施

調(diào)整爐膛大風(fēng)吹掃時(shí)間設(shè)定，由原來的60秒延長至10min。當(dāng)點(diǎn)火程序執(zhí)行到爐膛大風(fēng)吹掃結(jié)束，風(fēng)門開始關(guān)小到點(diǎn)火位時(shí)，點(diǎn)火變壓器通電，電極打火，同時(shí)打開燃?xì)獍踩y。延時(shí)4S后點(diǎn)火電磁閥通電打開，燃燒頭點(diǎn)火火焰燃燒，UV紫外線探測(cè)探頭監(jiān)視到火焰，5S后點(diǎn)火變壓器失電，進(jìn)入第一火焰安全時(shí)間，2S后火焰探測(cè)器介入，火焰探測(cè)正常，火焰探頭開始進(jìn)入判斷火焰邏輯，如果火焰正常，則說明點(diǎn)火成功，若探測(cè)不到火焰，燃燒器停爐顯示火焰故障停爐?；鹧嫣筋^正常后4S，火焰探測(cè)器持續(xù)探測(cè)?；鹧嫣綔y(cè)器探測(cè)火焰正常，說明點(diǎn)火電極點(diǎn)火正常，持續(xù)4S鐘后，燃?xì)庵鏖y打開，主火焰建立，火焰探頭持續(xù)探測(cè)火焰，進(jìn)入第二火焰安全時(shí)間，火焰正常3S后，關(guān)閉點(diǎn)火電磁閥，火焰正常則啟爐成功。

調(diào)整燃?xì)獍踩y打開時(shí)間，燃?xì)鈸炻┩ㄟ^后到點(diǎn)火位時(shí)，點(diǎn)火變壓器上電的同時(shí)打開燃?xì)獍踩y，為點(diǎn)火槍的正常點(diǎn)火做好準(zhǔn)備，避免點(diǎn)火電磁閥和燃?xì)獍踩y同時(shí)打開造成燃?xì)鈮毫λ查g波動(dòng)引起點(diǎn)火失敗。通過調(diào)整燃?xì)庵鏖y和燃?xì)獍踩y打開時(shí)間后，解決了鍋爐啟動(dòng)過程中經(jīng)常性的點(diǎn)火失敗及燃燒器故障停爐問題，大大提高了鍋爐安全啟動(dòng)的效率，減少了對(duì)燃?xì)庵鏖y的沖擊，延長了設(shè)備的使用壽命。

6 優(yōu)化后效果分析

提高點(diǎn)火成功率，降低設(shè)備損耗。調(diào)整燃?xì)獍踩y打開時(shí)間，燃?xì)鈸炻┩ㄟ^后到點(diǎn)火位時(shí)，點(diǎn)火變壓器上電的同時(shí)打開燃?xì)獍踩y，為點(diǎn)火電極的正常點(diǎn)火做好準(zhǔn)備，避免點(diǎn)火電磁閥和燃?xì)獍踩y同時(shí)打開造成燃?xì)鈮毫λ查g波動(dòng)引起點(diǎn)火失敗。通過調(diào)整燃?xì)庵鏖y和燃?xì)獍踩y打開時(shí)間后，解決了鍋爐啟動(dòng)過程中經(jīng)常性的點(diǎn)火失敗及燃燒器故障停爐問題，大大提高了鍋爐安全啟動(dòng)的效率，減少了對(duì)燃?xì)庵鏖y的沖擊，延長了設(shè)備的使用壽命。

快速排除點(diǎn)火故障。通過點(diǎn)火程序的優(yōu)化，把火焰檢測(cè)介入時(shí)間點(diǎn)放在點(diǎn)火變壓器退出時(shí)間點(diǎn)之后，成功避開點(diǎn)火電極打火造成的假火焰信號(hào)的干擾。通過第一穩(wěn)焰時(shí)間、第二穩(wěn)焰時(shí)間的設(shè)定，對(duì)點(diǎn)火過程、點(diǎn)火電極燃燒過程、主火焰建立過程等三個(gè)時(shí)間段有效界定，通過報(bào)警功能，直觀顯示在觸摸屏上，為故障排除提供了準(zhǔn)確直觀的信息。

7 應(yīng)用效果

3套熱介質(zhì)鍋爐點(diǎn)火程序優(yōu)化以來，效果明顯。燃燒器設(shè)備無論是硬件還是程序啟爐過程中基本上一次點(diǎn)火成功，提高了設(shè)備啟動(dòng)的安全性，與往年相比維修費(fèi)用及人力大大減少。避免了因鍋爐故障檢修時(shí)間過長及次數(shù)多對(duì)下游熱用戶造成的生產(chǎn)影響，間接減少生產(chǎn)損失效果顯著。