论文部分内容阅读
摘 要：主要介绍SmartScan 121系统的构成，并结合在实际工程中出现的故障分析及处理进行描述。
关键词：SmartScan 121系统 燃烧器操纵系统（BMS） 火焰检测 火焰放大器
中图分类号：U416 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2012）09（a）-0070-01
中海石油化学股份有限公司年产60万吨甲醇项目采用德国Lurgi工艺，自2006年9月建成投产至今，装置运行稳定。其中辅助锅炉是哈尔滨博发提供，辅锅是否正常运行，影响蒸汽管网的是否平衡，装置是否能够正常生产。所以火检系统采用了SmartS can 121系统，检测辅助锅炉火焰情况，确保辅助锅炉正常运行。
由于年产60万吨甲醇装置的实际情况和设计有出入，导致蒸汽不够用，致使辅锅必须保持长期运行。辅锅跳車，会严重影响蒸汽管网的平衡，使得锅炉给水透平、循环水透平都需要倒电泵，这不但增加了整个系统平稳运行的风险，也增加了运营成本。因此保证辅锅正常运行是我们日常工作中重要组成部分。
从开车至今致使辅锅跳车的因素有很多，火检波动占有很大比重。为了预防火检引起辅锅跳车，总结历次火检波动引起跳车的原因，从事故中总结经验教训，争取将辅锅跳车的几率降到最低，具有重要意义。
1 事故经过
2009年1月25号凌晨，辅锅控制机柜上的火焰放大器指示不停的大幅度跳动，紧接着机柜喇叭中传来刺耳的报警声，辅锅跳车了。仪表人员仔细检查火检探头和接线并综合系统报警信息，确认此次辅锅跳车是由于火焰监测器引起的。经过仪表人员清理探头透镜、增大仪表空气流量后，并检查仪表回路和火焰放大器状态，确认无问题后辅锅重新开车正常。
2 原因分析
事故发生后仪表人员查看了事故前的报警信息，从趋势记录中发现跳车前火检信号有大幅的波动，甚至消失，引发了联锁导致辅锅跳车。
由此可见，事故直接原因是火焰信号丢失。但是我们要追寻火焰丢失的发展过程，以便以后预防此类事故的发生。进一步去现场检查现场接线盒与机柜接线端子均无异常，检查火焰放大器的工作状况也无异常。分析导致火检信号失常的可能性包括：透镜上有污垢，影响测量；检测器及仪表回路故障；放大器故障；也可能是通入的仪表空气量过低，测量元件温度过高所致。于是我们采取了增大仪表空气量，清理透镜的处理措施。
3 防范措施
要想解决一个问题，就必须先了解这个问题的来龙去脉，把握住问题的关键才能拿出解决问题的方案，所以我们需要从火焰检测系统原理结构说起。
3.1 SmartScan 121系统包括：
1）火焰观察头 观察头有紫外线观察头（UV），紫外线可视（蓝）灯观察头（UVVIS）或红外线发射器（IR）。在任何情况下，只要进行火焰检测，滤光器的信号就会产生。不用任何调节，火焰观察头对火焰亮度的容限非常大。在特别的情况下，光圈盘会与观察头连接以减小亮度。在腐蚀气体中可以使用不锈钢的观察头。2）火焰观察头固定架 球状转体装置可以使火焰观察头与火焰对准。如果需要，热屏蔽允许纯净的空气进入，并允许选择合适的滑动玻璃装置，这样容易维护。3）观察头电缆 用一根适合的终端电缆（典型的电缆为2米长，根据要求也可选择更长的）连接观察头和局部接线盒。接线盒作为电缆的终点。放大器与火焰观察头之间的电缆总共有300米长，它只能是三色屏蔽电缆或是双芯绞合屏蔽电缆。对危险场所系统其他的限制请看危险场所的应用一部分。4）火焰放大器的箱体/导轨 它们是用来固定火焰放大器的。根据具体的使用情况，它们可以是仪表面板固定架，后连线板固定架，壁面固定架或导轨系统。5）火焰放大器 它是可以解释从火焰观察头得到的信号并能对燃烧器操纵系统（BMS）产生火焰开关信号的控制元件。它也可以在仪表盘上显示。调节仪表盘上的电位计就完成了SmartScan的交付使用。火焰的临界值和火焰的强度可以从被线条图形显示器固定的仪表盘上观察到。为了得到效率更高的诊断，设备提供了内部故障仪和故障快门显示器。内部故障仪是锁住的（除非观察头断路，当观察头重新通电后，它会自动重新启动），它必须在SmartScan显示火焰开（Flame On）的状态前重新启动。故障快门显示也是锁定的（只是用来显示的）但是只要故障清除放大器将继续运行（例如检测到正确的火焰关（Flame Off）的状态）。为了容纳更大的多燃烧器装置和进一步改善鉴别率，当燃烧器增加，火焰强度也增加，应在此基础上确定临界值。6）火焰合成器 它可以作为交付使用的辅助设备来使用，它用来模拟火焰，使火焰通过火焰观察头或直接通过观察头电缆到达放大器。
3.2 结构原理
烧嘴燃烧发出的紫外线通过透镜射入观察管，达到光电二极管上，产生一个电流信号，通过放大后就是我们得到的火焰信号。
结构上，球形转体装置的后板通过三个6mm的孔固定在燃烧器的平板上，是为了无隙耦合，否则不能正常工作。将仪表空气通入球形转体装置中的目的是给火焰观测器降温，同时有清洁透镜的作用。
滑动玻璃，可以在线清洗透镜，防止污垢影响测量。
3.3 防范措施
通过了解火焰观测器的工作原理和结构，针对火焰信号丢失我们总结了如下防范处理措施。1）由于我们的燃料为天然气，比较清洁，所以透镜的清洁比较简单，基本上不用在线清洗。但每次停车后最好进行检查清洗。2）当出现信号波动后，可以采取增大通入仪表空气量。降低元件温度，同时冲刷透镜，清除其污垢。3）如果上述措施不能解决问题，则有可能探头内部故障，需要更换。此外，放大器上的OFF键在开车时禁止操作，按下OFF键后火焰检测器将失电，信号输出为0，系统认为回路故障，会触发联锁跳车。
为了实现预防事故的目标，我们可以进行周期性的设备维护，主要采取以下三个个措施。1）定期检查电缆压盖和接线设备上的电缆完整性。压盖应该是密封的，电缆护皮不能老化。以防止因电缆破损导致接线盒进水。2）如有需要可以在线清理透镜，用干净的干布擦拭滑动玻璃窗，松开固定环时滑动玻璃就可以滑动。切换时滑动玻璃滑动时间不能太长（不超过1秒），这样才能确保火焰继电器不发生误动作。3）由于两个火检引发联锁跳车是逻辑或的关系，即只有两台同时出问题才跳车。鉴于这一点，利用每次大检修至少更换一台新备件，可有效减少跳车的可能性，预防事故发生。
4 结语
凡事预则立不预则废，我们要想预防事故，就要主动出击，将事故消灭在萌芽状态，就应该居安思危，熟悉每一个环节，做到心中有数，加强对薄弱环节的巡视检查和有效预防，做到万无一失。只有想不到，没有做不到。只要我们发挥各岗位员工的积极性和创造性，尽可能消除设备缺陷，才能减少事故产生的损失，装置的平稳运行也才有保障。
关键词：SmartScan 121系统 燃烧器操纵系统（BMS） 火焰检测 火焰放大器
中图分类号：U416 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2012）09（a）-0070-01
中海石油化学股份有限公司年产60万吨甲醇项目采用德国Lurgi工艺，自2006年9月建成投产至今，装置运行稳定。其中辅助锅炉是哈尔滨博发提供，辅锅是否正常运行，影响蒸汽管网的是否平衡，装置是否能够正常生产。所以火检系统采用了SmartS can 121系统，检测辅助锅炉火焰情况，确保辅助锅炉正常运行。
由于年产60万吨甲醇装置的实际情况和设计有出入，导致蒸汽不够用，致使辅锅必须保持长期运行。辅锅跳車，会严重影响蒸汽管网的平衡，使得锅炉给水透平、循环水透平都需要倒电泵，这不但增加了整个系统平稳运行的风险，也增加了运营成本。因此保证辅锅正常运行是我们日常工作中重要组成部分。
从开车至今致使辅锅跳车的因素有很多，火检波动占有很大比重。为了预防火检引起辅锅跳车，总结历次火检波动引起跳车的原因，从事故中总结经验教训，争取将辅锅跳车的几率降到最低，具有重要意义。
1 事故经过
2009年1月25号凌晨，辅锅控制机柜上的火焰放大器指示不停的大幅度跳动，紧接着机柜喇叭中传来刺耳的报警声，辅锅跳车了。仪表人员仔细检查火检探头和接线并综合系统报警信息，确认此次辅锅跳车是由于火焰监测器引起的。经过仪表人员清理探头透镜、增大仪表空气流量后，并检查仪表回路和火焰放大器状态，确认无问题后辅锅重新开车正常。
2 原因分析
事故发生后仪表人员查看了事故前的报警信息，从趋势记录中发现跳车前火检信号有大幅的波动，甚至消失，引发了联锁导致辅锅跳车。
由此可见，事故直接原因是火焰信号丢失。但是我们要追寻火焰丢失的发展过程，以便以后预防此类事故的发生。进一步去现场检查现场接线盒与机柜接线端子均无异常，检查火焰放大器的工作状况也无异常。分析导致火检信号失常的可能性包括：透镜上有污垢，影响测量；检测器及仪表回路故障；放大器故障；也可能是通入的仪表空气量过低，测量元件温度过高所致。于是我们采取了增大仪表空气量，清理透镜的处理措施。
3 防范措施
要想解决一个问题，就必须先了解这个问题的来龙去脉，把握住问题的关键才能拿出解决问题的方案，所以我们需要从火焰检测系统原理结构说起。
3.1 SmartScan 121系统包括：
1）火焰观察头 观察头有紫外线观察头（UV），紫外线可视（蓝）灯观察头（UVVIS）或红外线发射器（IR）。在任何情况下，只要进行火焰检测，滤光器的信号就会产生。不用任何调节，火焰观察头对火焰亮度的容限非常大。在特别的情况下，光圈盘会与观察头连接以减小亮度。在腐蚀气体中可以使用不锈钢的观察头。2）火焰观察头固定架 球状转体装置可以使火焰观察头与火焰对准。如果需要，热屏蔽允许纯净的空气进入，并允许选择合适的滑动玻璃装置，这样容易维护。3）观察头电缆 用一根适合的终端电缆（典型的电缆为2米长，根据要求也可选择更长的）连接观察头和局部接线盒。接线盒作为电缆的终点。放大器与火焰观察头之间的电缆总共有300米长，它只能是三色屏蔽电缆或是双芯绞合屏蔽电缆。对危险场所系统其他的限制请看危险场所的应用一部分。4）火焰放大器的箱体/导轨 它们是用来固定火焰放大器的。根据具体的使用情况，它们可以是仪表面板固定架，后连线板固定架，壁面固定架或导轨系统。5）火焰放大器 它是可以解释从火焰观察头得到的信号并能对燃烧器操纵系统（BMS）产生火焰开关信号的控制元件。它也可以在仪表盘上显示。调节仪表盘上的电位计就完成了SmartScan的交付使用。火焰的临界值和火焰的强度可以从被线条图形显示器固定的仪表盘上观察到。为了得到效率更高的诊断，设备提供了内部故障仪和故障快门显示器。内部故障仪是锁住的（除非观察头断路，当观察头重新通电后，它会自动重新启动），它必须在SmartScan显示火焰开（Flame On）的状态前重新启动。故障快门显示也是锁定的（只是用来显示的）但是只要故障清除放大器将继续运行（例如检测到正确的火焰关（Flame Off）的状态）。为了容纳更大的多燃烧器装置和进一步改善鉴别率，当燃烧器增加，火焰强度也增加，应在此基础上确定临界值。6）火焰合成器 它可以作为交付使用的辅助设备来使用，它用来模拟火焰，使火焰通过火焰观察头或直接通过观察头电缆到达放大器。
3.2 结构原理
烧嘴燃烧发出的紫外线通过透镜射入观察管，达到光电二极管上，产生一个电流信号，通过放大后就是我们得到的火焰信号。
结构上，球形转体装置的后板通过三个6mm的孔固定在燃烧器的平板上，是为了无隙耦合，否则不能正常工作。将仪表空气通入球形转体装置中的目的是给火焰观测器降温，同时有清洁透镜的作用。
滑动玻璃，可以在线清洗透镜，防止污垢影响测量。
3.3 防范措施
通过了解火焰观测器的工作原理和结构，针对火焰信号丢失我们总结了如下防范处理措施。1）由于我们的燃料为天然气，比较清洁，所以透镜的清洁比较简单，基本上不用在线清洗。但每次停车后最好进行检查清洗。2）当出现信号波动后，可以采取增大通入仪表空气量。降低元件温度，同时冲刷透镜，清除其污垢。3）如果上述措施不能解决问题，则有可能探头内部故障，需要更换。此外，放大器上的OFF键在开车时禁止操作，按下OFF键后火焰检测器将失电，信号输出为0，系统认为回路故障，会触发联锁跳车。
为了实现预防事故的目标，我们可以进行周期性的设备维护，主要采取以下三个个措施。1）定期检查电缆压盖和接线设备上的电缆完整性。压盖应该是密封的，电缆护皮不能老化。以防止因电缆破损导致接线盒进水。2）如有需要可以在线清理透镜，用干净的干布擦拭滑动玻璃窗，松开固定环时滑动玻璃就可以滑动。切换时滑动玻璃滑动时间不能太长（不超过1秒），这样才能确保火焰继电器不发生误动作。3）由于两个火检引发联锁跳车是逻辑或的关系，即只有两台同时出问题才跳车。鉴于这一点，利用每次大检修至少更换一台新备件，可有效减少跳车的可能性，预防事故发生。
4 结语
凡事预则立不预则废，我们要想预防事故，就要主动出击，将事故消灭在萌芽状态，就应该居安思危，熟悉每一个环节，做到心中有数，加强对薄弱环节的巡视检查和有效预防，做到万无一失。只有想不到，没有做不到。只要我们发挥各岗位员工的积极性和创造性，尽可能消除设备缺陷，才能减少事故产生的损失，装置的平稳运行也才有保障。