摘 要：通過(guò)對(duì)鍋爐自動(dòng)控制系統(tǒng)中的火焰監(jiān)測(cè)器和燃油速斷閥的故障分析，查明原因?yàn)殄仩t高壓風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)壓低、風(fēng)量不穩(wěn)所致。通過(guò)增加低壓風(fēng)系統(tǒng)，改進(jìn)現(xiàn)有風(fēng)管路，對(duì)火焰監(jiān)測(cè)器冷卻用風(fēng)和燃油速斷閥壓力用風(fēng)實(shí)行分開(kāi)提供，消除了風(fēng)系統(tǒng)中存在的隱患，確保了自動(dòng)控制系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
關(guān)鍵詞：鍋爐；用風(fēng)系統(tǒng)；控制系統(tǒng)；火焰監(jiān)測(cè)器；燃油速斷閥

1 問(wèn)題分析

中國(guó)鋁業(yè)中州分公司熱電廠4#、5#、6#高壓鍋爐采用DCS操作系統(tǒng)，其中的火焰監(jiān)測(cè)器和燃油速斷閥作為必備的自動(dòng)保護(hù)設(shè)備，運(yùn)行的可靠性對(duì)鍋爐安全生產(chǎn)起著至關(guān)重要的作用。
然而一段時(shí)間以來(lái)，火焰監(jiān)測(cè)器和燃油速斷閥的運(yùn)行情況一直處在不穩(wěn)定狀態(tài)中。主要故障表現(xiàn)為：一是火焰監(jiān)測(cè)器失靈，不能準(zhǔn)確測(cè)出爐內(nèi)火焰信號(hào)，如4個(gè)火焰監(jiān)測(cè)器有3個(gè)出現(xiàn)誤報(bào)，則可觸發(fā)FSSS保護(hù)動(dòng)作，造成鍋爐意外停爐；二是燃油速斷閥經(jīng)常自動(dòng)關(guān)閉，使得鍋爐點(diǎn)火時(shí)油系統(tǒng)突然中斷，鍋爐運(yùn)行中不能及時(shí)投油助燃，構(gòu)成了嚴(yán)重的安全生產(chǎn)隱患。

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)跟蹤與分析，查明原因在高壓風(fēng)系統(tǒng)上。火焰監(jiān)測(cè)器冷卻用風(fēng)與燃油速斷閥壓力用風(fēng)為同一高壓風(fēng)系統(tǒng)，由氧化鋁廠空壓站空壓機(jī)提供。由于空壓機(jī)所帶負(fù)荷重，用戶多，波動(dòng)大，高壓風(fēng)系統(tǒng)用風(fēng)緊張，壓力經(jīng)常難以保證。
火焰監(jiān)測(cè)器需要的冷卻用風(fēng)量較大，設(shè)計(jì)上卻處于風(fēng)系統(tǒng)的末端，在風(fēng)壓偏低或無(wú)風(fēng)的情況下，火監(jiān)探頭極易被燃燒器內(nèi)的積渣堵住視線，無(wú)法檢測(cè)出信號(hào)，甚至由于得不到高壓風(fēng)的冷卻而被燒壞。而燃油速斷閥壓力用風(fēng)的設(shè)計(jì)動(dòng)作壓力為0.4MPa，當(dāng)高壓風(fēng)壓力在0.25—0.45MPa之間波動(dòng)時(shí)，燃油速斷閥開(kāi)關(guān)頻繁，失去了正常的保護(hù)功能。

2 系統(tǒng)改造

為確保正常的鍋爐用風(fēng)，考慮建設(shè)一套獨(dú)立的供風(fēng)系統(tǒng)，對(duì)火焰監(jiān)測(cè)器冷卻用風(fēng)和燃油速斷閥壓力用風(fēng)分開(kāi)提供。

2.1 設(shè)計(jì)思路

安裝兩臺(tái)并聯(lián)風(fēng)機(jī)，構(gòu)成獨(dú)立的低壓風(fēng)系統(tǒng)，專供火焰監(jiān)測(cè)器冷卻用；燃油速斷閥壓力用風(fēng)仍由高壓風(fēng)系統(tǒng)供給；在低壓風(fēng)母管與高壓風(fēng)母管之間加裝聯(lián)絡(luò)門(mén)，以便在低壓風(fēng)系統(tǒng)檢修維護(hù)時(shí)，臨時(shí)由高壓風(fēng)系統(tǒng)供風(fēng)。

2.2 低壓風(fēng)系統(tǒng)配置情況

（1）低壓風(fēng)系統(tǒng)由互為備用的兩臺(tái)低壓冷卻風(fēng)機(jī)、壓力表、壓力開(kāi)關(guān)、風(fēng)道轉(zhuǎn)換擋板、進(jìn)風(fēng)濾網(wǎng)、冷卻風(fēng)機(jī)控制柜等組成。單臺(tái)風(fēng)機(jī)出力3167m3/h，功率11KW，風(fēng)量足以保證3臺(tái)鍋爐需要。工作時(shí)，一臺(tái)運(yùn)行一臺(tái)備用，互為連鎖，每臺(tái)風(fēng)機(jī)出口設(shè)置一個(gè)球閥和一個(gè)逆止擋板，在一臺(tái)風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，由于另出口逆止擋板的作用，不會(huì)使備用風(fēng)機(jī)倒轉(zhuǎn)。

（2）控制柜控制兩臺(tái)風(fēng)機(jī)的啟停和聯(lián)鎖，預(yù)留與DCS的遠(yuǎn)方控制接口，接收DCS指令，并將風(fēng)機(jī)運(yùn)行、過(guò)載和風(fēng)壓低信號(hào)反饋給DCS，還設(shè)有電機(jī)的過(guò)載保護(hù)。

（3）控制聯(lián)鎖包括探頭冷卻風(fēng)壓低聯(lián)鎖和雙風(fēng)機(jī)互為備用聯(lián)鎖。在A（或B）風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，如三支壓力開(kāi)關(guān)任一支動(dòng)作，系統(tǒng)將自動(dòng)啟動(dòng)B（或A）風(fēng)機(jī)。系統(tǒng)正常風(fēng)壓為4000—6000Pa，當(dāng)風(fēng)壓低于2000Pa時(shí)，備用風(fēng)機(jī)自啟動(dòng)，在風(fēng)壓低的原因查明并消除后，可以人為的停止一臺(tái)風(fēng)機(jī)運(yùn)行。當(dāng)一臺(tái)風(fēng)機(jī)在運(yùn)行中跳停時(shí),備用風(fēng)機(jī)自啟動(dòng)。

（4）控制柜分別設(shè)有4#、5#、6#爐“停止”和“運(yùn)行”的切換開(kāi)關(guān)。當(dāng)任一臺(tái)鍋爐運(yùn)行時(shí)，將切換開(kāi)關(guān)旋至“運(yùn)行”位，同時(shí)打開(kāi)相應(yīng)的閥門(mén)；反之，將切換開(kāi)關(guān)旋至“停止”位，同時(shí)關(guān)閉相應(yīng)的閥門(mén)。

改造后的系統(tǒng)見(jiàn)圖1。

圖1 鍋爐用風(fēng)系統(tǒng)改造示意圖
3 效果效益

改造后，用風(fēng)量較大的火焰監(jiān)測(cè)器不再使用高壓風(fēng)，從而提高了燃油速斷閥用風(fēng)壓力，該壓力在0.48—0.50MPa之間，確保了燃油速斷閥動(dòng)作的可靠性。同時(shí)，低壓冷卻風(fēng)機(jī)提供的壓力為7000Pa的冷卻用風(fēng)完全能夠滿足火焰監(jiān)測(cè)器的冷卻需求，保證了自動(dòng)控制系統(tǒng)的正常工作。改造后還緩解了整個(gè)分公司高壓用風(fēng)的緊張局面。

改造也帶來(lái)了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。根據(jù)新裝風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的電流，每小時(shí)出力按額定能力的50%計(jì)算，每小時(shí)少用高壓風(fēng)：3167m3×0.5=1583m3，節(jié)約高壓風(fēng)費(fèi)用：1583m3×0.06元/m3=94.9元。

低壓風(fēng)機(jī)每小時(shí)運(yùn)行費(fèi)用：11Kw.h×0.454元/Kw.h=4.99元。
每小時(shí)節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用：94.98元-4.99元=89.99元。
每年可節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用：89.99元×24×365=78.83萬(wàn)元。

4 結(jié)束語(yǔ)

實(shí)施鍋爐用風(fēng)系統(tǒng)改造，將火焰監(jiān)測(cè)器冷卻用風(fēng)和燃油速斷閥壓力用風(fēng)分開(kāi)提供，起到了確保自動(dòng)控制系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的效果，運(yùn)行費(fèi)用也大大降低，實(shí)踐證明，改造獲得了成功。

[作者介紹]
劉德陽(yáng)，男，熱工專業(yè)高級(jí)工程師，現(xiàn)工作于中國(guó)鋁業(yè)中州分公司熱電廠，長(zhǎng)期從事電廠安全運(yùn)行及設(shè)備管理工作。
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