開工鍋爐燃燒器風門定位器故障原因及處理措施

安重慶

【摘? 要】結合生產實際，對三化肥開工鍋爐燃燒器風門Fisher DVC 6200定位器故障原因進行了分析， 并對這些問題提出了處理措施，通過對定位器的改造，解決了燃燒器風門定位器因環境溫度高故障問題， 保證鍋爐安全穩定運行。

【關鍵詞】開工鍋爐;燃燒器風門定位器;故障原因;處理措施

引言

45/80國產化大化肥項目是寧夏石化公司重點承擔的中國石油大化肥自主化工業裝置項目。每年可生產合成氨45萬噸、尿素80萬噸。三化肥開工鍋爐是由上海鍋爐廠生產安裝，鍋爐為超高壓自然循環鍋爐， 燃燒器前墻布置，平穩通風，采用管式過熱器，自然循環燃氣鍋爐。本鍋爐采用四臺混合天然氣燃燒器，空氣系統由離心式鼓風機送風，采用單進單出形式。冷風來自大氣，經過濾器過濾進入鼓風機后進入暖風機，再經冷風道進入三級管式空氣預熱器，加熱后的空氣經過熱風道進入爐前燃燒器?；旌先細夤艿涝诮鐓^內采用母管制布置于爐前，分四根支管分別進入4個燃燒器，每個燃燒器調節范圍為自身容量的40%-110%，鍋爐調節范圍為額定負荷的30%-110%。

寧夏石化45/80大化肥開工鍋爐的穩定運行，是整個裝置能否長周期穩定運行的先決條件，所有的蒸汽都是要通過鍋爐來供應，燃燒器風門為開工鍋爐最關鍵的設備，如果燃燒器風門定位器有任何故障都會引起燃燒器燒嘴熄火，導致開工鍋爐出現波動或者跳車，造成整套裝置因為缺少蒸汽而全系統停車。燃燒器風門通過擋板的旋轉控制開度來調節進風量，執行器是用來帶動連桿使風門開閉的，執行器的轉動扭矩大小是由定位器控制的。

1.結構和工作原理

Fisher DVC6200控制器的結構組件有：氣動放大器、I/P轉換器、印刷電源板組件、行程傳感器、接線盒等部件組成。如圖下圖所示。其中I/P轉換器、印刷電路板組件和氣動放大器組成了一個獨立的主模塊。與閥桿連接的閥位反饋磁條組件， 在測量槽內滑動，非接觸式測量，最大直行程可達606mm，角行程執行器，最大范圍0-90度。

定位器的工作原理 ：

Fisher DVC6200閥門定位器的結構原理如下圖所示

從控制器或控制系統來的輸入控制信號（4-20mA）經過傳輸信號電纜進到接線盒， 然后進到印刷電路板模塊， 在那里被微處理器讀取， 經數字算法處理并轉換成模擬量的I/P驅動信號送到I/P轉換器。當輸入信號增大時，去I/P轉換器的驅動信號增大，I/P的輸出氣壓增大。I/P的輸出氣壓被送到氣動放大器子模塊，該放大器也與輸入氣源相連接，把從I/P來的氣信號放大。氣動放大器接收放大的氣動信號，并提供兩路氣壓輸出。隨著信號增加（4-20mA），輸出A的氣壓會增加而B的氣壓會減小。輸出A的氣壓的增加會驅動執行機構閥桿向下運動。閥門行程傳感器通過反饋連桿檢測閥桿的位置變化，閥門行程傳感與印刷電路板組件子模塊經電信號相連。閥桿繼續向下移動直至達到正確的閥桿位置。在這一點位置上， 印刷電路板組件使I/P驅動信號穩定下來。當輸入信號減小時，去I/P轉換器子模塊的驅動信號減小， 氣動放大器會減小輸出A的氣壓而增大輸出B的氣壓。閥桿向上移動直至達到正確的閥桿位置。在這一點位置上， 印刷電路板組件使I/P驅動信號穩定下來。

2.故障現象

2018年3月，鍋爐點火試車，產蒸汽，在運行過程中多次出現燃燒器風門卡澀，影響鍋爐加減負荷，在鍋爐90%負荷運行時，燃燒器風門定位器出現莫名其妙的關閉，燃燒器熄火，鍋爐跳車。開工鍋爐熱空氣由鼓風機送入，經暖風機后經過冷風道進入管式預熱器，在鍋爐對流段與鍋爐煙氣換熱，預熱至280℃后經過熱風道進入爐前與天然氣混和后入燃燒器燃燒。熱風經過熱風道進入爐前燃燒器燒嘴處，由燃燒器風門開度控制進氣量進而控制燒嘴燃燒量，來控制鍋爐負荷。

3.原因分析及處理

（1）鍋爐四臺燃燒器風門現場使用的為常規一體式Fisher DVC6200定位器， 安裝在閥體上， 由于空間狹小不便于儀表人員維護操作。在三化肥投料試車階段，燃燒器風門經常出現卡澀現象 ，影響工藝加減負荷。

（2）開工鍋爐90%負荷運行過程中，由于爐壁溫度過高，造成燃燒器風門定位器突然失控，風量無法調節，致使風門擋板突然關閉。導致鍋爐內無空氣流通，造成燃燒器燒嘴熄火，鍋爐熄火跳車。嚴重影響開工鍋爐以及全廠裝置的長期穩定運行。

（3）通過查找資料和現場實際檢查測量，氣缸溫度定位器表面溫度超過 85℃ （氣 缸 工 作 溫 度-40～80℃，定位器-29～71℃）， 由于儀表設備靠近爐壁，環境溫度高達96.2℃，定位器里面的電子元件無法正常工作。同時檢查閥位與中控儀表輸出信號不符。對定位器位置反饋元件檢查，發現轉動部件有遲滯現象，斷定定位器故障造成了風門的失控。

處理方法：

（1）為了消除和降低高溫對定位器帶來的影響，我們對其配了儀表冷卻風，來降低鍋爐本體帶來的高溫， 效果均不明顯，燃燒器故障現象依然發生。試圖改變氣缸和定位器安裝位置，遠離爐膛高溫區，限于現場條件，一直無法實施。通過查找資料，找到了適用于目前環境的Fisher DVC6205遠程安裝數字閥門控制器。通過對定位器進行改造移位，改為分離式定位器Fisher DVC6205 來實現控制。分離式定位器采用4-20mA輸入信號電流，反饋給DCS系統。

（2）選用 Fisher DVC6205 分離式行程傳感器和控制元件，風門定位器的行程檢測模塊和控制器分離安裝，控制器通過 1 根電纜與行程檢測模塊連接，用 2根氣信號管與執行機構連接，用行程位置檢測裝置外置的方法，將閥位反饋組件與定位器本身分離安裝，將行程位置檢測裝置安裝在執行機構上，定位器安裝在離執行器一定距離的安裝柱子上。

（3）安裝在閥門上的反饋裝置耐高溫125℃，反饋部分和控制器通過1 根電纜五芯線連接，距離最大可達91米，非接觸式技術，即保證四臺風門定位器在高溫環境下安全穩定工作。又確?，F場儀表人員維護安全可靠。為三化肥開工鍋爐安全平穩運行提供了保障。

4.總結

通過對鍋爐四臺風門故障的改造處理方法，我們將合成同問題的調節閥HV-1433定位器同樣進行了分離式移位改造， 無連接機構，非接觸式反饋技術沒有可磨損的滑動部件，保證了高溫環境下定位器安全穩定可靠運行，同時在選擇定位器時不能只考慮定位器的精度，還要根據現場的實際情況及安裝方式來優化運行，確保每一臺定位器可以更加安全穩定可靠的運行。

參考文獻

[1]樂嘉謙主編，《化工儀表維修工》，化學工業出版社

[2]吳國熙編著，《調節閥使用與維修》，化學工業出版社