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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。
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。