提高锅炉燃油点火控制设备可靠性

提高锅炉燃油点火控制设备可靠性

高慧弟

中油电能热电二公司电控检修部

摘要：火力发电厂锅炉多以煤粉作为燃料，无法直接点火燃烧，必须设有燃油点火控制系统来进行点火，才能稳定燃烧。本文分析了锅炉点火控制系统，改进锅炉燃油点火控制设备，优化燃油点火控制技术，提高燃油点火控制系统使用率。既能节约燃料成本，减轻操作人员的劳动强度，又能提高点火的可靠性和安全性。

关键字：锅炉锅炉启动  燃油点火点火控制技术

一、概   述

中油电能热电二公司锅炉以煤粉作为燃料，由于燃烧用煤层较差，挥发成份少，灰分量大，煤粉无法直接点火燃烧，因此必须设有燃油点火控制系统来进行点火，才能稳定燃烧。中油电能热电二公司共有两台HG-220t/h和三台HG-410t/h锅炉。现锅炉燃油点火控制设备中的火焰检测器、油角点火柜、油枪推进装置均出现过故障。每次锅炉启动点火都会因各种故障受到影响，增加了柴油、厂用电的损耗。

二、锅炉点火控制现状及原因

锅炉燃油点火控制系统主要包括就地点火设备及远程控制系统（受DCS系统控制），现分别介绍如下。

锅炉燃油点火控制系统主要有以下部分，现场控制主要是通过操作点火控制柜启动点火：

表一：锅炉燃油点火设备主要组成部分

远程控制由锅炉DCS系统远程操作点火控制柜。锅炉燃油点火控设备受一些因素影响，锅炉DCS系统有时无法实现远程点火和稳燃，操作人员只能在就地点火角操作，易造成燃油的浪费，还增加操作人员的劳动强度。为查找锅炉燃油点火控制系统故障原因，对近期锅炉点火故障进行统计分析。

表二：近期锅炉燃油控制系统设备故障次数统计表

由上表得出点火控制柜是主要故障因素，点火控制柜故障占燃油控制系统故障率的68%。

针对影响锅炉燃油点火控制柜故障较高这一问题，组织技术人员进行全过程分析，梳理各个控制环节，初步认为导致故障的结果有以下几个方面：

1、操作人员对现场DCS燃油系统的专业知识未完全掌握，无法正确使用燃油操作系统；

2、油角点火柜频繁出现电子器件故障，造成点火控制失灵；

3、现场环境温度高，易造成电缆损坏，导致控制线路故障；

4、燃油控制系统逻辑不合理，采用就地/远控切换方式，一旦切换开关故障，无法切换控制方式。

经过进一步精准分析，从人、机、法、环等方面确定影响锅炉燃油控制柜故障的主要原因为油角点火柜频繁出现电子器件故障造成点火控制失灵、燃油控制系统逻辑不合理造成燃油控制系统设备响应慢。

三、制定解决问题方案

为了解决存在的问题，结合公司设备和技术条件制定以下方案：

油角点火柜是锅炉点火控制系统的核心组成部分。油阀、吹扫阀、点火器均由点火柜进行就地操作，控制逻辑采用就地/远控切换方式，点火柜内开关、继电器数量多并且接线复杂。受到运行环境因素及使用因素的影响，长时间运行后，电子器件经常出现故障，点火柜内24VDC电源模块、中间继电器、切换开关等均出现过故障导致无法运行操作。通过优化油角点火柜控制逻辑和内部接线进行改进。

四、实施解决方案

经过对点火进行全过程分析，决定进一步优化就地点火柜控制逻辑及内部接线：修改远控/就地切换控制方式，采用DCS系统与就地按钮开指令并联、关指令串联的控制方式，实现DCS系统与就地按钮可以分别进行操作并且关优先的控制逻辑。

图4 优化前就地点火柜控制逻辑       图5 优化后就地点火柜控制逻辑

根据优化后的点火柜控制逻辑，重新布置柜内接线，取消就地/远控按钮、24VDC电源模块及中间继电器，直接使用220VAC驱动接触器控制就地阀门及点火枪，减少故障点，根据关优先的控制逻辑将DCS关指令对应继电器接线由常开节点调整为常闭节点。

图6  DCS关指令对应的继电器调整为常闭节点

五、效果检验及经济效益分析

1.效果检验：

改进前、后的就地点火柜接线对比图

图7 改进前就地点火柜接线               图8 改进后就地点火柜

改进前1号炉每年燃油点火控制系统因点火控制柜故障抢修10多次，改进后使用效果良好，未发生抢修问题，实现锅炉点火、稳燃过程DCS操作，提高锅炉点火效率，减轻运行人员劳动强度，保证锅炉安全可靠运行。

2.经济效益分析：

⑴ 计算条件：一支稳燃油枪出力1t/h，燃油价格7700元/吨，厂用电价格0.32元/kw.h，锅炉蒸汽100元/t，24VAC电源模块350元一个，火检探头21500元一个，0.55KW三相异步电机550元一台，行程开关120元一个，切换按钮90元一个。

每年点火控制系统由于缺陷处理延误锅炉点火两次，按220t/h锅炉启动计算，每次两小时左右共浪费柴油12吨，减少供热蒸汽880吨，电动辅机电耗7970kw（一台吸风机1250Kw、两台送风机560Kw、一台给水泵1600Kw、电除尘1000Kw、一台增压风机3000Kw）。

⑵ 经济效益计算如下：

a.￥燃油损耗=Y油枪出力*油枪数量*时间*7700＝1*3*4*7700＝92400元

b.￥辅机电耗=M辅机电耗 *时间*0.32＝7970*2*0.32=5100元                       

c. ￥蒸汽=880*100=88000

d. ￥电源模块=350*2=700元

e. ￥火检探头=21500*3=64500元

f. ￥电机=550*2=1100元

g. ￥行程开关=120*4=480元

h. ￥切换按钮=90*2=180元

总效益：

￥总＝￥燃油损耗+￥辅机电耗+￥蒸汽+￥电源模块+￥火检探头+￥电机+￥行程开关+￥切换按钮

＝92400+5100+88000+700+64500+1100+480+180

＝252460元

通过分析可以看出，改进后年产生的经济效益约为25万元。

六、小结

通过本次运用PDCA方法进行技术攻关，深刻体会到了运用PDCA方法去解决现场实际存在的问题的的科学性和实用性。我们计划将此成果推广到公司全部锅炉，确保锅炉点火控制系统准确可靠工作，以保障机组的平稳运行、安全供热。