林家忠 周從民

(欣龍控股(集團)股份有限公司，?？?，571924)

QX32501-Y0燃氣鍋爐燃燒器異常熄火現(xiàn)象處理一例

林家忠 周從民

(欣龍控股(集團)股份有限公司，?？?，571924)

介紹了一則QX32501-Y0燃氣鍋爐燃燒器故障熄火現(xiàn)象處理案例，由運行現(xiàn)狀和工作原理相結(jié)合，對該燃氣鍋爐燃燒器進行剖析。闡明了引起故障熄火的主要原因，通過對電氣系統(tǒng)及伺服機構(gòu)的調(diào)整和改進，使其達到了穩(wěn)定運行的預(yù)期效果。

燃氣鍋爐燃燒器，火焰探測器，熄火，處理措施

某公司水刺非織造布生產(chǎn)線安裝有兩臺圓網(wǎng)烘燥機，其中一臺W2724型圓網(wǎng)烘燥機配套使用由常州能源設(shè)備總廠制造的QX32501-Y0有機熱載體燃氣鍋爐(燃燒器原以柴油為燃料)，于2004年投入運行。該鍋爐原采用德國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)備運行穩(wěn)定;從2008年開始，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，燃燒器又恢復(fù)正常。由于當時此故障發(fā)生頻率較低，對生產(chǎn)影響不大，只在生產(chǎn)車間安裝一燃燒器故障報警信號燈，一旦報警，操作工人立刻到鍋爐房復(fù)位再啟動，鍋爐迅速恢復(fù)運行，生產(chǎn)即可照常進行;到2011年初，燃燒器故障頻繁，鍋爐熄火次數(shù)增多，導(dǎo)致工藝溫度波動大，直接影響了生產(chǎn)。

原鍋爐系統(tǒng)具有自動功能，由于歷史原因而未啟用，使該鍋爐一直運行在單一小火(只能小火運行，因為大火熱量更大)狀態(tài)，造成鍋爐系統(tǒng)、燃氣系統(tǒng)頻繁自動啟動與停止，從而降低了燃燒器再次點火的可靠性。為此，針對該問題組織了技術(shù)人員共同分析查找原因，采取改進措施，恢復(fù)了自動控制功能，并達到了預(yù)期的效果。

1 熄火現(xiàn)象及原因分析

1.1 鍋爐系統(tǒng)及燃氣系統(tǒng)工作原理簡介

燃氣鍋爐以天然氣(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)泵強制導(dǎo)熱油循環(huán)，將熱量輸送給圓網(wǎng)烘燥機，進行熱交換。進爐油溫控表用來控制燃燒器的大負荷、小負荷狀態(tài)，出爐油溫控表用來控制燃燒器開停(超溫)。燃氣系統(tǒng)工作原理(圖1)分為6個階段:

①程控器進行氣體壓力監(jiān)測和泄漏檢查;

②在①階段通過后，啟動風機馬達，SQM10.16562 Y6伺服裝置(圖2)打開全部風門，進行點火前吹掃，助燃氣體由爐頭部進入，隨后關(guān)小至點火位置Ⅳ;

③點火氣閥Y1打開并釋放燃料，燃燒器點火，引火成功燃燒;

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

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

⑥燃燒器正常燃燒。

圖1 燃氣系統(tǒng)工作原理示意

圖2 程控器與燃燒器接線圖

整個過程程控器一直在監(jiān)控火焰信號，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器傳來的信號，立刻中止燃料輸送，程控器停止運轉(zhuǎn)并故障鎖定。

1.2 熄火現(xiàn)象及原因分析

跟蹤觀察燃氣鍋爐運行情況，發(fā)現(xiàn)當進爐油溫控表紅燈亮，即超過溫度設(shè)定的上限值時，燃燒器氣燃燒燈滅，燃燒器停止燃燒運行;過一段時間后，待進爐油溫控表綠燈亮，即溫度下降到設(shè)定的下限值時，燃燒器自動啟動;不久，氣燃燒燈亮，即引火燃燒，約維持5 s，燈滅，燃燒器停止運行，同時燃燒器故障報警紅燈亮。再次復(fù)位啟動燃燒器，故障現(xiàn)象又出現(xiàn)，程控器停止運轉(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，保護性熄火。進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荷(氣流量調(diào)節(jié)大)運行方式，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)的工作原理進行分析，第①②③階段都運轉(zhuǎn)正常，但在進行第④階段過程中，引火未能成功點燃主火而出現(xiàn)了故障性熄火。根據(jù)產(chǎn)品說明書介紹，程控器故障顯示窗口鎖定“2”的意思是在第二段安全時間內(nèi)沒有火焰信號，即火焰探測器沒有檢測到火焰信號，主火沒有點燃。由故障信息，可判斷故障可能的原因有4個:①供氣量不穩(wěn)定;②主火管道堵塞;③程控器損壞;④火焰探測器QRA2故障。

對以上可能的原因逐項進行了檢查和分析。

(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)更換一臺同型號的程控器，根據(jù)燃氣系統(tǒng)工作原理進行目測判斷。啟動燃燒器，在運行到第③階段時，從燃燒器的觀察窗觀察到有火焰，但當運行到第④階段轉(zhuǎn)主火時，從管道上的燃氣壓力表觀察到指針在6.3 kPa位置明顯輕微向下擺動，同時燃燒器熄火，故障又出現(xiàn)。這說明程控器沒有損壞，是好的;電磁閥V2、主火管道沒有堵塞，是暢通的。

(3)拆下火焰探測器QRA2，加上AC220V電壓，用明亮手電筒對著火焰探測器照射，觀察到火焰探測器發(fā)出紫色耀眼的光，說明火焰探測器良好，沒有損壞。

綜上分析，4種可能的原因都不存在。從熄火現(xiàn)象來看，就是程控器22、23端接收不到火焰探測器傳送的火焰信號，有可能是火焰信號太弱。為了驗證，參考相關(guān)資料，并進行試驗。用量程0.5 mA直流檔的指針式萬用表MF47串入程控器23端，按要求接好線，啟動燃燒器;當程控器轉(zhuǎn)到“1”時，引火燃燒，萬用表的指針轉(zhuǎn)到了滿偏，火焰電流信號已超過500 μA;當程控器運轉(zhuǎn)到“2”，引火轉(zhuǎn)主火時，指針迅速向左擺動，火焰電流減小，故障黃燈亮，燃燒器停止運行。根據(jù)產(chǎn)品說明書介紹，程控器需要的火焰信號最小傳感電流為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、長度及亮度確實發(fā)生了改變，使火焰探測器瞬間測量到的火焰電流信號已低于70 μA，造成了程控器停止運行，并故障報警。經(jīng)綜合分析，其原因是燃燒器在完成第④階段過程中，由在燃燒器風口中抽取助燃風、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、長度及亮度發(fā)生改變，即火焰探測器紫外線輻射強度出現(xiàn)擺動。由于火焰的擺動是瞬間的、短時的，很快就會恢復(fù)正常，并沒有真正熄火，但是火焰探測器已將故障信號送到了程控器，造成了誤動作和誤報警。

2 處理措施

從以上分析可知，QX32501-Y0燃氣鍋爐燃燒器異常熄火實際上是鍋爐正常保護性停機熄火與再啟動，引起燃燒器頻繁起火是因某次火焰探測器檢測到的火焰的中心位置、長度及亮度達不到設(shè)定值而進行保護性停機，故障熄火信號是誤信號。換句話說，如果鍋爐正常運行在保溫加熱狀態(tài)，燃燒器燃燒是不會熄火與再啟動的，那么燃燒器發(fā)生第二種熄火現(xiàn)象是不存在的。但是，在實際運行中燃燒器表現(xiàn)出來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)象的方法來進行處理，然而這樣往往會陷入維修誤區(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，即在燃燒器初次點火(或重復(fù)多次點火)必須可靠起火的前提下，在生產(chǎn)前通過改變鍋爐的運行方式，使鍋爐運行在保溫加熱的自動狀態(tài)下，往往能達到事半功倍的效果。在實際設(shè)備搶修中，根據(jù)鍋爐運行現(xiàn)狀按此方案進行了改造。

(1)電路修改(見圖2和圖3虛線框)。在進爐油溫控系統(tǒng)中接入一個繼電器，由繼電器的輔助觸點替代轉(zhuǎn)換開關(guān)5SA;用Kz的常閉觸點控制小火，常開觸點控制大火。按上述方案修改的電路，當進爐油的溫度在下限設(shè)定值上下波動時(波動不能超過上限設(shè)定值，否則會出現(xiàn)保護性停機)，繼電器Kz也隨著不斷地得電、失電，觸點也不斷地吸合、釋放，那么鍋爐就一直保持運行在小火轉(zhuǎn)大火及大火轉(zhuǎn)小火狀態(tài)。

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

圖3 進爐油溫控制系統(tǒng)

3 改造效果

運行實踐證明，上述改造方案取得了較好的效果。鍋爐運行在大負荷狀態(tài)下，燃燒器風門指示在4.5，天然氣工況流量約為 186.2 m3/h;轉(zhuǎn)為運行在小負荷狀態(tài)時，風門指示變?yōu)?.2，工況流量減少到約為40.5 m3/h;進爐導(dǎo)熱油溫控制在下限設(shè)定值的±4℃左右。改造后的燃氣鍋爐運行半年多來沒有再出現(xiàn)熄火故障，運行穩(wěn)定、可靠、節(jié)能，恢復(fù)了自動控制功能，并達到了預(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。長期從事設(shè)備維修及管理工作。