邯钢新区260t/h锅炉自动点火系统的改进

论文导读：通过对3台260T/H锅炉点火系统技术改进（FSSS熄火保护系统），避免了“先送煤气后明火现状”重大安全隐患，取得了良好效果。
关键词：点火系统，焦炉煤气爆炸，安全保护(FSSS)
 

0.前言

邯钢新区能源中心自备热电厂3×60MW锅炉为NG-260/9.8-Q。高温高压、单汽包、自然循环、集中下降管、采用全膜式壁前吊后支结构形式倒“U”型布置。燃用高炉煤气、转炉煤气、焦炉煤气的纯燃煤气锅炉。由于燃料特性易燃、易爆、有毒，燃煤气锅炉容易发生事故，据燃煤气锅炉事故统计，煤气锅炉在点火期间发生的事故占所有事故96%，即锅炉在点火期间为事故率频发期。通过对3台260T/H锅炉点火系统技术改进（FSSS熄火保护系统），避免了“先送煤气后明火现状”重大安全隐患，取得了良好效果。

本锅炉采用双旋流煤气燃烧器，煤气燃烧器分三层布置在锅炉炉膛下部燃烧室前、后墙上。煤气燃烧器三层标高分别为6400、8600、11000mm，下二层前后墙每层各布置三只高炉煤气燃烧器，共12只，上层前墙布置3只焦炉煤气燃烧器。下层高炉煤气燃烧器均布置有1支焦炉煤气枪和1 支高能点火枪,并配置电动推进装置便于实现程控。上层3只焦炉煤气燃烧器配置人工点火枪。免费论文参考网。

2.260t/h锅炉点火系统存在问题

2.1自动和人工点火使用焦炉煤气从焦炉煤气支管的电动蝶阀和电动插班阀后面引出，焦炉点火启动前，焦炉煤气已经送到上层焦炉主燃烧器阀前。即自备电厂点火系统从焦炉煤气主管盲板后面引出，锅炉在引煤气点火过程中，上层3只焦炉煤气主燃烧器阀为三偏芯电动蝶阀，阀门构造如图：

由于焦炉煤气中含有较多的杂质，以及施工过程遗留焊渣积存在阀门底部造成阀门关闭不严，尤其是焦油、芳香烃和粉尘混合形成的“煤气胶”经常影响阀门密封的甚至'咬死'阀杆；严重时阀门开关不动作；泄露的焦炉煤气进入炉膛与空气混合达到一定浓度，此时自动和人工点火，就会发生煤气爆炸事故。直接形成“先送煤气后明火现状”。

2.2燃煤气锅炉发生事故统计，煤气锅炉在点火期间发生的事故占所有事故96%，即锅炉在点火期间为事故率频发期。此炉膛熄火保护系统（FSSS）设计只考虑到灭火后熄火保护动作。免费论文参考网。而未考虑到点火期间的保护系统。

3. 焦炉煤气爆炸力计算

焦炉煤气热值为 16447 kJ / Nm3,完全燃烧的理论燃烧空气量为 3. 71 Nm3/ Nm3,燃烧后理论燃烧温度为 1 995 ℃,这样 1 Nm3的焦炉煤气与足够的空气混合良好的密闭容器中燃烧产生的绝对压力可达 0. 774 MPa ,相当于容器承内压达 0. 660 5MPa (g) 。焦炉煤气的爆炸下限为 4. 78 %,混合良好时的煤气浓度为 21. 3 % , 锅炉本体及尾部烟道、烟囱的净容积约为1280 m3,在锅炉点火前锅炉炉膛内因三偏芯电动蝶阀阀门关闭不严 ,泄漏煤气 ,充满了焦炉煤气及空气的混合气体 ,此混合气体不及时排除炉外，因焦炉煤气比空气轻 ,进入炉膛后积聚在炉膛的上部 ,加之炉膛压力为负压 ,气流流场往上弯曲 ,点着后火焰迅速点燃炉膛的燃气 ,以及尾部烟道及烟囱的气体,从而产生爆炸。

4.改进措施

4.1锅炉点火系统的改进

3台260T/H锅炉点火系统分别加装一整套的手动闸阀（DN100） 手动插板阀（DN100）、气动快切阀（DN100）、氮气自动吹扫系统（DN50）、煤气放散和煤气取样系统，流量、压力、控制系统、逻辑模块等；与3只焦炉煤气燃烧器支管分离，即焦炉点火系统和上层3只焦炉煤气燃烧器，系统分开，逻辑使用关系焦炉点火系统为前，焦炉煤气燃烧器使用为后。

改进后熄火保护程序为，即在火焰监视器发出灭火信号后，关闭所用高炉煤气和焦炉煤气快切阀，关闭焦炉点火气动快切阀，切断煤气供应，切断自动点火系统焦炉煤气供应，实现炉膛无火焰。

4．2 完善炉膛安全监控系统

4.2.1炉膛吹扫程序

炉膛吹扫程序启动的必要条件为：①有引风机运行；②有送风机运行；③所有煤气支管快切阀关闭；④无MFT跳闸指令；⑤送风风量＞30%总风量；⑥全炉膛无火焰。确认炉膛吹扫条件均满足（各项均显示红色）后，点击【吹扫启动】按钮，吹扫程序运行300秒后，程序检测尾部烟道CO含量均小于0.5%时显示吹扫完成；否则显示吹扫失败。增加控制项，保障点火安全。显示吹扫失败条件下，锅炉不允许点火（高能电子点火枪不打火）。需对煤气系统各阀进行检查，是否有实际未关闭或未关严的阀门向炉膛内泄露煤气的情况或炉膛内是否残存大量煤气（尾部烟道CO含量大于等于0.5%）。加大引、送风量及各燃烧器调节风门开度，加大对炉膛的吹扫置换，待问题查清并解决后，且尾部烟道CO含量均小于0.5%时，重新执行炉膛吹扫各操作程序，直到显示吹扫完成，显示吹扫完成后，可进行引煤气、点火操作。免费论文参考网。

4.2.2锅炉点火保护程序

锅炉点火允许必要条件：无MFT跳闸指令；①锅炉炉膛吹扫成功；②焦炉煤气点火母管压力≥3Kpa；③有引风机运行；④有送风机运行；⑤尾部烟道CO含量均小于0.5%锅炉点火允许条件全部满足（各项全部红色显示），锅炉允许点火；否则锅炉不允许点火（高能电子点火枪不打火），应对相关项目进行检查并处理直至条件满足。

4.2.3摄像监视系统

就地两套探入式火焰摄像系统分别远传至主控室进行电视监视。

4.2.4煤气快切阀系统

除点火系统外其余各燃烧器前煤气快切阀及煤气母管快切阀均采用双电磁阀控制，阀门静止时电磁阀均为失电状态，防止电磁阀长期带电烧坏。

5.编后

通过对3台260T/H锅炉点火系统技术改进（FSSS熄火保护系统），避免了“先送煤气后明火现状”重大安全隐患。在锅炉调试及投产期后80多次点火期间，未发生一起锅炉煤气爆炸事故，并在3起锅炉事故期间，安全可靠切断了所有煤气系统，取得了优良好效果，彻底消除煤气爆炸事故隐患。

参考文献
[1]能源部西安热工研究所.热工技术手册.北京:水利电力出版社[M] . 1993(6)
[2] 蒸汽锅炉安全技术监督规程[ S ] . 北京:中国劳动出版
[3] 赵钦新,惠世恩. 燃油燃气锅炉西安[M] . 西安:西安交通大学出版社,2000.