| 摘要：本文给出了一种煤粉工业锅 炉的一键点火控制系统，集中讨 论了无人干预条件下的自动点火 控制流程。在详细分析各执行元 件的启动停止条件的基础上，综 合考虑各执行机构的次序和锅炉 运行及环境参数，分两个子系统 控制点火流程，并采取了元件间 的耦合控制策略。最后基于西门 子PLC 搭建起了硬件系统，实现 了锅炉自动化点火。 【关键词】点火控制系统 系统结构 自动化点火 煤粉工业锅炉在我国日趋成为旧式锅炉 的替代品。目前国内燃油燃气锅炉都有成熟的 点火熄火控制保护装置，但煤粉工业锅炉作为 一种新型燃烧技术锅炉，点火控制还停留初始 阶段，并没有专用的一键点火控制策略，这对 于煤粉工业锅炉来说是一个短板，影响锅炉运 行效率，锅炉运行的安全系数也不高。 1 启停系统构成 煤粉工业锅炉点火流程涉及设备和参数 较多，不仅需要严格依照顺序进行，同时也需 要监测过程中相关指标以保证安全，在启停过 程中，每部分的启动和停止均与整体环境参数、 其他部分状态密切相关。 点火系统主要由六个子系统构成，包括： 点火器、供气系统、供油系统、配风系统、检 测系统以及供料系统。其中点火器为点火电极， 提供高压电弧，产生电火花；供气系统为燃气 阀，控制燃气供给；供油系统包括燃油泵、燃 油阀，控制燃油供给；配风系统包括引风机、 鼓风机、二次风阀、一次风机，保证点火过程 中炉膛内的负压状态；检测系统包括炉膛温度 传感器、火焰检测传感器、燃油压力传感器、 锅炉出口水温、风阀开度等，监测环境变量， 传给上位计算机进行分析；供料系统为给料器、 锁气阀，控制火焰稳定后煤粉的供给。 2 各系统启动和停止流程 当控制系统切换为远程时，可以开始一 键点火控制，为保证安全，各子系统需满足一 定条件才可启动；同时当其他子系统出现问题， 或参数异常时，需要立即停止点火。 2.1 配风系统 点火启动流程：当二次风阀开度正常后， 启动引风机，保持一段时间至引风机频率达到 额定值，开启鼓风机，而后延时10 秒。燃油 阀开启30 秒、炉膛温度上升2 度、油气混燃 5 分钟、并且火焰强度大于95% 后，允许开启 一次风机。 停止流程：给料机停止60 秒后，停 止一次风机，一次风机停止5 分钟后，鼓风机 停止，延时10 分钟后，引风机停止。其中联 锁保护原则为：当引风机故障时，停止鼓风机； 同时，鼓风机或引风机故障时，停止一次风机。 2.2 点火器 点火信号发出后，点火器启动需要满足 以下条件：启动吹扫完毕、一次风机停止、给 料机停止、引风机频率在20HZ( 允许正负1hz 误差)、二次风阀开度15%（允许正负%2误差）、 燃气压力大于60kpa，并且点火次数少于等于 3 次。点火器启动后，延迟10 秒关断。 2.3 供气系统 点火器运行后，首先开启燃气阀，将液 化天然气点燃，而后开启燃油阀点燃燃油，最 后启动给料器，在油气混燃烧三分钟后关闭燃 气阀。关闭条件为：在燃气阀开启延时12 秒后， 查看火焰检测器，火焰强度低于80%，或燃油 泵运行信号下降沿来临时，关闭燃气阀。 2.4 供油系统 当燃气阀启动后10S 后，火焰强度大于 90%，开启燃油泵，而后保持火焰强度的同 时，检测燃油压力达到1.0MPa 后，开启燃油 阀。停止条件为：燃油阀关闭后，或燃油泵运 行70 秒且燃油阀未启动，同时燃油压力低于 1.0Mpa 时，关闭燃油泵；燃油阀开启一分钟后， 若炉温升高温度低于2 度，或 给料器运行信号下降沿来临时， 关闭燃油阀。 2.5给料系统 当锁气阀运行延时10 秒， 燃油阀处于开启状态，火焰强 度达到98% 以上，并且燃油压 力大于1.0Mpa 时，开启给料器， 由一次风将煤粉吹入锅炉并点 燃。下列状况发生时，联锁保 护机制启动，停止给料器：（1） 给料器启动后30 秒后炉膛温度 上升幅度小于2 度；（2）给料 器启动后30 秒后氧含量降低少 于1%；（3）引风机故障；（4） 鼓风机故障；（5）一次风机故 障；（6） 锁气阀故障；（7） 锅炉出口水温超过设定值。 3 控制流程 如图1 所示。 4 总结 本文介绍一种煤粉工业锅炉的一键点火 控制系统，分析点火系统各部分的启动和停止 条件，采用顺序流程控制的方法依次执行配风 吹扫和锅炉点火，将各执行模块耦合考虑以实 现联锁保护，并基于PLC 搭建了硬件控制系 统。本文在保证安全性的基础上，实现了无人 干预情况下的煤粉工业锅炉一键点火控制。 参考文献 [1] 马立阁, 陈岑. 基于 PLC 的燃气电厂启 动锅炉一键启停控制[J]. 工业控制计算 机,2012,25(9):125-126. [2] 刘影, 宋资勤. 煤粉锅炉点火技术及其发 展[J]. 发电设备,2001(4):13-16. [3] 龚仲华．S7-200/300/400PLC 应用技术—通 用篇[M]. 北京: 人民邮电出版社,2007,6． [4] 张磊. 浅谈火电厂燃煤锅炉点火新技术 [J]. 水利电力机械,2007,29(8):73-74. 作者单位 1. 煤炭科学研究总院节能工程技术研究分院 北京市 100013 2. 煤炭资源开采与环境保护国家重点实验室 北京市 100013 3. 国家能源煤炭高效利用与节能减排技术装 备重点实验室 北京市 100013 |
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