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行业知识

生物质燃烧机安全操作的自动控制

生物质燃烧机安全操作的自动控制

摘要:提出了生物质燃烧机的安全工作要求及其自动控制设计。

1  前  言

    燃气属洁净能源,生物质燃烧机燃烧效率高、烟气排污低,有着良好的社会效益和经济效益。燃气比液体燃料和固体燃料易着火、易燃尽但也易引起爆炸,这点必须高度重视。我国现有的生物质燃烧机(又称烧嘴、燃烧器)有相当部分仍是手动操作,由于没有严格按照操作程序操作而引发事故是屡见不鲜的。如炉膛未吹扫干净尚有积存燃气,便贸然点火会引起爆炸;又如点火失败应再次吹扫炉膛,而在手动操作时,往往会连续试点,最终酿成大祸。为了使生物质燃烧机安全、经济地运行,必须实现自动控制。本文以中小型强制鼓风二段式生物质燃烧机为例,阐述其安全操作的要求及自动控制的设计。

2安全操作要求

    强制鼓风二段式生物质燃烧机安全操作要求具备如下控制功能:预吹风、自动点火、大小火工作、火焰监控、后吹风、燃烧空气不足保护、燃气超压欠压保护、突煞停电保护、燃气泄漏保护等。

    (1)预吹风  预吹风指燃烧机起动工作到点火燃烧之前进行一段时间吹风。其作用为:吹除炉膛内余留燃气,避免点火时发生爆炸;获得稳定的燃烧所需空气;在炉膛内建立稳定的空气流场,预防着火时发生爆燃现象。预吹风时间ti与燃烧机热功率、炉膛结构等有关,一般取ti=7~68 s。

    (2)自动点火  燃烧机实现自动控制必须进行自动点火,一般采用电弧点火。点火时间t2由预点火t2a和后点火t2。两部分时间组成,t2= t2a+t2n。预点火指在燃气电磁阀打开之前进行的点火,其作用是形成稳定的点火源,利于及时点着火,其时间一般为t2a=l~5 s。后点火指燃气电磁阀打开之后进行的点火,其作用是维持点火源,利于形成稳定火焰,其时间一般为t2。-2~5 s。

    (3)大小火工作  二段式燃烧机意指燃烧机具备小火和大火两种工作状态,大火用于对被加热介质快速升温,小火用于保温以满足加热工艺的要求。大小火转换通过温度等的控制来实现。二段式燃烧机由两路电磁阀,即一级电磁阀和二级电磁阀分别提供燃气,其中一级电磁阀工作时为小火状态,二级电磁阀同时工作时为大火状态。燃烧机先工作在小火状态,小火稳定一段时间后大火起动工作,小火转到大火的时间间隔t3=8~30 S。

    (4)火焰监控  燃烧机在起动点火过程中,未能点着火,燃气充满炉膛;燃烧机在燃烧过程中,突然意外熄火,燃气进入灼热的炉膛。在这两种情况下,如果未能在相应的安全时间内切断燃气,就存在引发爆炸的隐患。为了在安全时间内切断燃气,必须对火焰进行动态监控。根据火焰现象(紫外光、导电整流特性等),火焰探测器检测判断火焰是否存在。火焰监控的作用就是进行点火保护和熄火保护。点火保护指在小火电磁阀打开之后,在点火安全时间内,如果没有点着火,燃烧机进入保护状态切断燃气供给。点火安全时间t4=2~5 s。熄火保护指在燃烧过程中,如果意外熄火,燃烧机在熄火安全时间内进入保护状态切断燃气供给。熄火安全时间ts<1 s。

    (5)后吹风  后吹风指燃烧机在保护状态下,切断燃气后,风机继续吹风一段时间。其目的为:吹除因未点着火或熄火炉膛内余留燃气;适当冷却炉膛,保护燃烧机。后吹风时间t6=4~15 s。

    (6)燃烧空气不足保护  强制鼓风式燃烧机,需要一定风量、风压的空气来维持稳定燃烧。如果空气不足,会导致不完全燃烧、熄火、脱火或向燃烧机回火;特别是风机停止供风,有可能发生自然式燃烧,炉膛内会积存大量未燃尽的可燃气体。空气不足会诱发事故,必须对空气压力进行控制。一般用气体压力开关来感测空气压力,该开关是膜片感头,输出开关量信号。感测压力设定值可根据实际需要调节。燃烧机起动,风机工作5N10 s,如果风压未达到设定值锁定燃烧机工作;在工作过程中或燃烧过程中,风压低于设定值燃烧机在Is内锁定燃烧机工作。

    (7)燃气超压欠压保护  生物质燃烧机是在额定燃气压力下设计的,但允许燃气压力在一定范围内波动,如超出此范围,应锁定燃烧机工作,其原因为:保证稳定燃烧,既不脱火,也不回火;保证输出一定的热功卒,使设备经济运行。一般用两个气体压力开关来限定燃气高低压,一个限定低压值,要求为额定压力80%;另一个限定高压值,要求为额定压力150%。

    (8)突然停电保护  燃烧机在燃烧工作过程中,如果突然停电,必须立即切断燃气供给,保障设备安全。为此,燃气电磁阀必须是常闭型的,一旦断电,自动关闭切断燃气。要求安全电磁阀关闭时间小于0.5 s。

    (9)燃气泄漏保护  燃气泄漏包括两个方面,一指燃气通过管路向环境泄漏,二指燃气通过电磁阀阀芯向炉膛泄漏。环境泄漏会引起人员中毒、工作现场爆炸事故,必须妥善解决。首先,确保管路密封,定期对管路检漏;其次,避免形成中毒或爆炸的燃气浓度,要求工作现场通风良好;另外,要求工作现场禁止烟火。炉膛泄漏可能引起炉内爆炸事故。解决炉内爆炸有三个途径:一是有足够的预吹风时间和吹风量,吹除或稀释炉内燃气使之浓度低于爆炸下限值;二是燃气管路安装安全电磁阀,提高系统安全性;三是使用管路泄漏检测装置,在点火前对泄漏情况进行检测,若燃气泄漏达到一定量即锁定燃娆机工作。中小型生物质燃烧机一般采用前两种方法预防炉内爆炸,根据用户需要可加装第三种方法。

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点击次数:  更新时间:2018-01-17 22:12:37  【打印此页】  【关闭