自动燃烧器火焰监测改造

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　　中图分类号：TP963 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）12-0135-01
　　一、问题提出
　　锅炉作为油田生产必要设备发挥极期重要的作用，主功能是掺输、外输、热水、蒸汽、采暖加温，现在的加温设备基本都换成自动燃烧器控制，燃烧器的自动火焰检测功能非常重要，有效的监测与保护功能可以防止爆膛，爆炉，防止对操作人员及设备损伤，英台采油厂现有自动燃烧器43台，其中有光眼检测的是13台，其它是离子探针检测，检测元件是易损件，光眼寿命是3-4年，探针寿命是1-2年，光眼容易更换，不用拆本体就可以更换，离子探针更换十分困难，得拆本体，需要3-4个人，需要1个小时左右拆装。增加了维修人员难度，存在拆装时的安全隐患，急需改进。
　　二、改进思路及方案实施
　　一）改进思路
　　使用离子探针的燃烧器为百德BGN250及BGN300两种型号，都使用程控器LFL1.333，而百德燃烧器GI420也使用该型号程控器，所以说该程控器支持离子探针与光眼两种检测方式，我们先来看下燃烧器的控制系统：
　　全自动燃燒器控制器在形式上可能有所不同，但所要完成的功能一般包括三个部分，燃烧器时序控制、自动点火和火焰监测。
　　燃烧器实现安全点火和运行，一般要经历一下几个过程：预吹扫、配风监测、火焰电路检测、准备点火、点火和控制权移交等。
　　预吹扫过程：风机启动，配风蝶阀打开至最大位置，检测蝶阀是否就位，如果没有就位，则等待配风蝶阀就位，如果就位，则启动计时，计时时间即为吹扫时间（计时时间与程控器的类型有关，也与程控器所使用交流电的频率有关）。
　　配风检测：也叫风压检测，当风机启动后，配风管路上的空气压力升高，这时安装在管路上的风压开关由断开状态变为闭合状态，该闭合信号返回给程控器，告知程控器此时已具备点火的配风要求。配风检测的过程在吹扫结束后进行。
　　火焰电路检测：对检测火焰的探头、电路进行检测，工作保护方式是：当启动燃烧器至点火前，不能有火焰信号，如果有火焰信号，则报警输出，停止工作；点火进气需要有火焰信号，如果没有，说明没有成功点火，此时程控器迅速发出关闭气阀指令，防止气源再进入炉膛，停止风机，发出故障信号。
　　火焰检测原理
　　目前在燃气燃烧器上应用的火焰检测技术主要有2种，即紫外线检测和离子棒检测。
　　在火焰的焰心部位，气体分子处于不稳定的离子状态，具有导电性能，离子棒检测就是利用了这一原理。
　　燃烧机检测火焰用的离子探针是铁合金，在没火时没有离子电压和电流，有火焰时铁合金烧蚀产生一般20μA的直流电信号.这个电信号被燃烧机程控器检测到就被视为火焰形成了.燃烧机运行过程中火焰消失，离子探针直流电信号消失，程控器就会立即切断燃料供应并报警.
　　紫外线电眼能够对火焰中的紫外线作出反映，产生一定大小的电流，告知程控器火焰已经形成。
　　由于紫外线频带的波长比较短，因此易被周围的物质，如烟尘、有机物蒸气和其他一些气体吸收，尤其是波长小于0.3μm的辐射（太阳光中也有这种频段的辐射），更易被环境中的气体吸收。但从这个角度来说，由于太阳光中这一频带的辐射能（无臭氧层空洞）被空气中的某些物质吸收，反倒不容易使探测器误报警。
　　UV紫外线探测器探检火焰的原理，是在可燃物质燃烧或爆炸刚点燃的瞬间，会以极快的速度（3～4毫秒）辐射出较强能量的紫外线。
　　紫外线电眼对可见光和红外线没有反映，这就避免了漏光和炉膛内部的红外辐射对火焰检测电路的影响。
　　在使用中，如果电眼出现故障，判断时，一般是在未出现火焰时，在光眼的上可看到有光闪烁，同时程控器提示故障，直接更换即可解决问题，也免去了必须拆卸才能进行的判断，提高了维修效率，减少了恢复时间。
　　综上，可以看出，在实际使用中，程控器的22与24脚接离子探针检测火焰，也可以使用22与23脚接紫外线电眼实现此功能，而且光眼的检测比离子探测更灵敏，维修检测与更换更容易。
　　二）实施方案
　　选定光眼固定支架及连线。固定支架使用与GI420同样规格型号，连线不容易采购到与原厂一致，采购时，选择耐高低温，0.75平的屏蔽信号缆。
　　线路走向以不影响使用与维修，不受干扰为准，做好接地线连接。
　　通知现场员工，决定是否切换流程，关闭燃烧器，拉下电源，切断气源，拆下燃烧器上端盖，拆下原离子探针检测线，由于该线是单芯，而光眼需要两芯，不能被利用。
　　将光眼安装在外壳上，接好正负信号线，在程控器将正极接到23端子，负极接到24端子。
　　装上端盖，紧固好螺丝，开启电源，启动燃烧器，在不给气的情况下测试，无火焰是否正常工作，如果在点火后，发生未检测到火焰故障，可以证明熄火保护功能正常。
　　清除报警，打开气源，再次启动燃烧器，如果此次能顺利点火，正常运行，说明该次改造成功，如果故障，更换光眼或调整空燃比，检查电动阀、风压开关等，直至问题解决。
　　三、应用效果
　　改造实施了30台，运行非常稳定，没有偷停现象，同时维修时间大大缩短，原来需要至少三个人，我们维修人员一般是两人，还需要现场操作人员帮忙，如果正赶上站内生产事件较多，就得等完事后再来帮忙，燃烧器在拆卸过程中还要拆电源线与控制线，做好标识，非常麻烦，燃烧器200多公斤，拆装时要非常小心，防止过程中被砸伤，更换成光眼后，现在一个人即可操作，按每年探针更换一次、维修2次计算，平均每台拆装3次，每台次外委修理时节算费用为4000元，仅此项每年节约费用约36万元，还缩短了维修时间，减少安全风险，提高了维修人员及现场操作人员满意度。
　　四、技术创新点
　　由于程控器对光眼的支持，以及在其它产品的常规应用，可以不用过多地进行测试与试验，光眼检测增加了单台次成本（约1000元），但长远来看，节约的人力、物力、财力以及安全防范起到了十分重要的意义，极大减少了维修人员工作量，减轻了他们负担，使他们维修更方便，更舒心，提高了工作积极性、主动性，燃烧器的及时维修提高生产效率，最大限度地保护了集输系统正常运行，此方案也适合在全公司推广。
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