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行业新闻

500t_h天燃气_重油锅炉燃烧机自动控制和火焰监测的经验

500t_h天燃气_重油锅炉燃烧机自动控制和火焰监测的经验


    概  述


    罗伯特·弗兰克发电厂的初期工程由两个单机容量均为15万千瓦的发电机组组成,它是德国第一个燃烧天燃气的发电厂。由于它安装了组合燃烧机,除了天燃气之外,还可以用油作燃料;甚至可以同时使用天燃气和油运行。


    每台锅炉的燃烧设备都装有16个多管天燃气——重油燃烧机。16个燃烧机分四层布置在炉膛壁,每层四个。16个燃烧机共用一个燃烧空气进气管道。图1绘出了一个多管燃烧机及其附属配件和点火气、主燃料气、燃料油、雾化蒸汽的操作件的示意图。由这个简图我们对控制室半自动地操作点火设备所需机械部件的数量有一个大致的印象。


    除了电动或电动——气动控制部件。绝缘和安全控制部件,电气部份的继电器也是燃烧控制和监视设备的一部份。在设备的电气部份,为了完成开关装置,大约需要2800个继电器。由此可见,继电器和控制开关等这样一些电子技术元件的选择,对于设备运行的效率极为重要。


    图1  多管天燃6i——重汕燃烧机示意图


    A-燃料气主管道;B-点火气管;C.一-主油管;D-吹扫蕉汽:E-雾化蒸汽;F-压缩空气:G--排气管;H-冷却空气。


  安全设备相燃烧机控制设计安全装置在锅炉和燃烧设备准备启动时连续不断测定法,而N02的含量则采用计算方法测定。


    3.每隔30分钟记录一次自动式仪表上的平均读数。所得数值换算成标准的(273K,101. 3KPa),然后作为已确定的过剩空气系数(已确定的氧的浓度)。以后再计算昼夜平均值,所有半小时平均值的97%,以及超过NO:最大允许浓度2倍的半小时值。如果在一年内没有任何昼夜平均值超过NO,最大允许排放值,所有半小时平均值的97%不超过最大排放值的1.2倍;没有一个半小时平均值加倍地超过NO;最大排放值,那末r-iriB符合标准。


    根据西德专家们的意见,上述控制NO,排放量的特点将有助于广泛采取措施来降低氮氧化物的排放量,以改善德意志联邦共和国的环境条件。就开始对锅炉和燃烧设备(包括燃料输送和燃料情况)进行检测。这样就可用自动点火在控制室中作无危险启动。而且在操作过程中,只要一出现设备的危险判别条件,燃烧设备马上被切断。


    安全设备和燃烧机控制系统可分为下列几部份:


    ——锅炉吹扫功能组;


    一一燃料选择功能组J


    一一全成装置功能组,


    ——燃烧机控制和火焰监测功能组。


    1.锅炉吹扫功能组


    为了实现燃烧设备的无误启动,锅炉吹扫是安全设备的重要~环。进行锅炉吹扫,才能在点火之前,保证炉膛内和所有烟气通道内均无可燃气体。图2是锅炉吹扫功能组的单元框图,从中可以看出,要确保吹扫过程的正确无误,必需满足的条件和范围。图2中上面一行的条件,在锅炉吹扫启动时由操作人员进行设置。如果条件均满足,锅炉预吹扫的第一阶段开始。预吹扫第一阶段结束后,给燃料选择为点火气的功能组传送一个复原信号。在烟气再循环开关接通后,如果锅炉内一氧化碳含量小于0.3%,就开始预吹扫的第二阶段。若否,就继续吹扫直到一氧化碳含量降到0.3%以下。锅炉吹扫结束时,给安全装置功能组传送一个复原信号。


    2.燃料选择功能组


    燃料选择功能组用以控制通向燃烧机的点火气的燃料气和油的回路及其允许的各种工作状态。虽然燃科系统可以独立于锅炉的通风状况进行检查设定操作就绪状态,但点火气和主燃料气系统的检查仅当第一阶段锅炉吹扫顺利完成后才能进行。


    图3给出了燃料油选择油的功能框图。在再循环和预热操作开始之前,燃烧机前面的所有油阀必须关闭,燃料油的安全装置关闭,回油打开。如果这些要求都满足,则当传来“燃料油的燃料选择”命令时,燃料油的快关主阀打开。此外,油泵和油预热器打开。当燃烧机工作所需油的粘度标准达到时,燃料油的燃料选择就结束。打开燃料油就绪开关,如果同时预吹扫已结束,而且点火气也已就绪,那么安全装置功能组就投入工作。这时可对油燃烧机点火。


   要达到燃料气点火就绪状态比起燃料油来要复杂得多,因为这需要满足较高的安全要求。如果对燃料气的燃料选择开关打开;同时,锅炉吹扫的第一阶段结束,或一对使用燃料油的燃烧机在工作,而且燃烧功能组的判别条件岛气体的安全装置关闭一及“主气压力太低”出现,则燃烧气体管理从旁路阀充气并被加压。同时,20秒和60杪的执行机构开始工作。执行构机经过20秒的时间后。压力检测阀和旁路阀关闭。在60秒时间继电器余下的时间里,相对另一个充压的对照容器,管道中必须没有减压现象。至此,即表明从燃烧机前面的气阀起,在气体管道系统中没有泄漏。如果相对于对照容器有降,就表明气体系统有泄漏,就要关闭燃料气的燃料选择的功能组。这样就不会发生气体引燃主燃烧机的现象。要是压力比较试验结果良好,就对气体系统进行5分钟换气。最后点燃控制火焰以证实气体管理是否已完全排气。20秒后,“控制火焰亮”的信号触发另二信号,该信号表示:点火状态就绪,点火气已准备好,预吹扫结束。安全装置功能组开关打开。至此,气体燃烧机的点火就成为可能。


    点火气的点火就绪过程与燃烧气的过程相似。到达点火绪就状态后,点火燃烧机在下面所说程序控制下引燃主燃烧机。


    在转换到点火状态时,下面三个方面要特别注意:


    1.转换到点火状态时,安全装置功能组接通。


    2.点火就绪状态时,点火气是进入的第一种燃料,这是因为点火气的安全装置的起动以及点火的整个安全装置已打开。


    3.如果点火就绪主燃料被接入,则在


    5分钟内,必须给出一对燃烧机已点燃的信号,否则安全装置就要关闭设备并阻止其它任何点火的企囹及燃料进入炉膛。


    3.安全装置功能组


    安全装置附加于与锅炉相连的控制、监视和调节设备上。


    任何设备都不允许不执行已建立的安全规范。


    图5给出了安全装置的单元示意图。如图所示,以下不能允许的运行条件导致燃料的全部切断:


    a..两台吸风机都停转


    b.两台鼓风机都停转


    c.末级给水泵的故障


    d.辅助电压故障


    e.炉膛压力太高


    f.燃烧机前的空气压力太低


    g.烟气中一氧化碳含量大于1%


    h.5分钟内第一对燃烧机没有工作


    j.少于2对燃烧机关闭不成功


    k.手动关闭


    燃料的全部切断导致同时切断火气、主燃料气和燃料油。即使燃料不是全部切豁,后面的情况也会发生。例如对点火气来说,是点火就绪出错就会被切断。如果主气就绪出错就会发生主气切断。如果油压或蒸汽压差太低或者油就绪出错,则发生油切断。


    4.燃烧机控制和火焰监控功能组


    燃烧机控制和火焰监控设备与每个燃烧机连接,它对点火过程及其后的运行没有错作用极大。燃烧机控制是保护锅炉设备的各种安全措施中最后一个环节。同时通过燃烧机顺序控制,可使燃烧机半自动地运行。这可以在一定的运行条件下通过控制室里的控制按纽或使用燃烧机自动控制系统来做到。此外,燃烧机的点火可用就地开关表盘的控制开关。图6绘出了燃料为重油的情况下,从控制室


里对单个燃烧机进行控制的单元示意图。该图以简略形式绘出。用单个燃烧机控制来引燃燃烧机的过程如下:


    打开开关的命令发出后,所有进一步的开关和监控操作都由顺序控制程序操纵。顺序控制程序可以自检每个由于过程内部的扰动而造成的偏差。随着打开开关的命令,它同时检查燃料阀和调风器是否已关闭,是否没有点火焰或主焰信号,锅炉吹扫已经结束或已有其它燃烧机在工作。油燃烧机喷枪被置于工作位置。随后,点火燃烧机被点火。


“点火焰燃烧”信号传到组合阀和调风器作为打开开关的命令。旋流挡板开始移动,当它离开端点位置时,就解开了组合阀的连锁。


而组合阀一旦打开,旋流挡板就被锁住并留在原处。


    组合阀打开后,先是吹扫蒸汽打开,随着打开程度的增加,吹扫蒸汽关闭,雾化蒸汽和油打开。


    如果组合阀完全打开了,旋流挡板连锁就被释放,于是,旋流挡板移至其终点位置。“主焰是否在燃烧”在火焰监控过程中一直发出信号。点火和主燃烧机由一个计时过程监控。如果在一个预定的时滞后,点火焰或主焰没有点燃,就进行重置。即:配件回到它们的关闭状态。


    为了方便天燃烧气和燃料油的燃烧,在燃烧机控制设备中配备一个自动选择控制的位置。用一对燃烧机开关开或关,它能与控制室的控制命令或按照负载调节器直接产生的程序平行工作。这个选择控制设备在混合燃料情况下能完成对打开的然烧器决定是加天燃气还是加重油的任务。


    小    结


    借助单元示意图,我们已对连续燃烧天燃气一重油的500t/h蒸汽锅炉的安全系统和燃烧机控制的基本特点作了讨论。由于安全和控制设备种类很多,不可能讨论到每个细节。从已阐述的部分我们可以看出属于燃烧机监控和控制设备的机械和电气的元件是多么广泛。


    几年的运行经验表明控制和安全设备的基本设计是正确的和有用的。基于经验,以后在类似的设计中必须更加注意几个方面,如火焰监控和各种机械及电气的元件。


    工程技术的状况和这个领域近年来所取得的进步已允许在蒸汽锅炉中安装这样的设备以便利运行,并使运行得到安全保障。


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点击次数:  更新时间:2016-12-28 19:58:48  【打印此页】  【关闭