焚燒爐油改氣改造工程

左延平（安徽銅陵浩榮電子科技有限公司,安徽銅陵244061）

焚燒爐油改氣改造工程

左延平
（安徽銅陵浩榮電子科技有限公司,安徽銅陵244061）

摘要：本文介紹了焚燒爐油改氣的一種方法與步驟，在設計、調試階段遇到問題的處理方法。設計階段主要確保油改氣后的鍋爐絕對安全可靠，燃氣控制系統如何可靠植入燃油焚燒爐控制系統中。調試階段如何通過分析具體鍋爐燃燒特性，解決小火熄火故障。

關鍵詞：方案設計；工程調試；設計電路

1引言

隨著天然氣的普及與運用范圍擴大，越來越多的鍋爐使用天然氣，老的燃油鍋爐改成燃氣的。主要原因有兩方面：一方面:單位熱值天燃氣比工業柴油價格便宜。另一方面：工業柴油雜質多，成分復雜，油泵易壞，爐頭噴油嘴經常堵。由于天然氣干凈，使用天然氣，鍋爐故障率很低，只要保養好，往往被認為是零故障。

我司從瑞士進口的廢氣氧化爐（又名焚燒爐）每日耗工業柴油在4噸，按當時價格計算改氣后每日要減少費用0.5萬元以上。因此金錢驅動要改成燃氣的。

2概述

公司廢氣焚燒爐爐頭功率是4000KW，從瑞士進口的。爐頭是油氣兩用型，但只配有燃油系統，沒有燃氣系統，日耗柴油是4-5噸或天然氣4千至5千立方米。此次改造是增加燃氣系統，能做到燃油與燃氣一鍵切換，實現油氣兩用。不可能請原廠家來改造。購買燃氣閥組，自己改。選用的燃氣閥組是MAXON公司的標準成型組件。燃氣閥組如何植入焚燒爐系統，MAXON公司只配合，不負責。至于調試，MAXON配合調試，但要收費。咨詢是免費的。為節約費用，公司決定先自己調試。

焚燒爐油改氣工程分兩個階段，工程具體方案設計與工程安裝調試。

3具體方案設計階段：

首先，我向MAXON提出詳細的建議并附了原因。MAXON按照我的要求修改了閥組件電控圖。閥組件電控圖如何與現有焚燒爐聯接不是MAXON的事。象這樣大的工程應當是先寫好電控具體方案，畫好詳細的電路圖，然后由專業水平較高的另一人審核，寫具體方案與審核不能是同一人。但當時公司此方面工程技術人員缺乏，無法做到，只好自己給自己審核方案。為防止出錯，辦法是先做好方案，畫好詳細的電路圖，過幾天后自己審。用幾天時間，再次認真研究焚燒爐相關技術資料。每一處先假定它是錯誤的，然后證明不可能是錯誤的。鍋爐不同與別的設備，強調絕對安全。終于在閥組件到來前拿出詳細最終電路圖。

3.1在設計電路時列出以下注意點：

（1）由于PLC輸入輸出是24V。輸入時，可將一端全接0或24V，另一端接PLC。PLC輸出用24V繼電器。燃氣閥組是220VAC的,嚴禁直接接PLC24VDC接口.

（2）燃油、燃氣燃燒控制器由于斷電，所有繼電器是無電狀態。斷電狀態下的觸點開、閉（即觸點常開、常閉），在設計電路時應注意，確保斷電是絕對安全狀態。

（3）注意24VDC與220VAC的信號與繼電器。220VAC與24VDC之間信號只能通過繼電器，不可直接。

（4）燃氣控制盤里的繼電器、燃氣閥等是220VAC的。燃油控制盤里的繼電器大部是24V繼電器，少部分是220VAC的繼電器。

（5）既要考慮燃油切換到燃氣，也要考慮到燃氣切換到燃油，實現油氣兩用，一鍵切換。

（6）設計思路與原鍋爐設計思路一致。即：硬件與軟件雙重設計與保護。

3.2油、氣切換要點主要有：

（1）油點火使用液化氣點火，當液化氣無氣時報警.MAXION燃氣閥組里無此項，通過油氣選擇繼電器把主火關斷閥前的天然氣壓力接入對應的PLC點。

（2）燃燒控制器報警、run等信號通過油氣選擇繼電器至燃油對應點，燃氣時關閉燃油霧化電磁閥，增加爐頭壓縮空氣報警信號接入PLC。

（3）燃油控制系統的繼電器未利用的觸點較多，利用這些觸點為燃氣系統服務。例如焚燒爐控制系統認為鍋爐系統已滿足點火燃燒條件。

（4）為了與鍋爐設計思路一致，將鍋爐急停直接控制燃氣燃燒控制器電源。

（5）為安全，將燃氣閥組的主減壓閥后的壓力開關、燃氣閥組第二個關斷閥后至爐頭的壓力開關接入plc.因燃油沒有此兩點，要在PLC程序里增加。將原燃油的油壓開關在燃氣狀態下屏蔽。同樣在燃油狀態下此兩天然氣壓力開關屏蔽。同時它們分別串入各自的點火滿足與燃料閥打開工作條件中。這樣是雙重保護。

（6）轉換開關切換到然氣時：燃氣控制盤通220VAC電源，只切掉燃油燃燒控制器的220VAC電源，不可以斷其他的220VAC與24VDC電源，例如UV檢測冷卻的壓縮空氣電磁閥電源。轉換開關切換到燃油時：應切掉燃氣控制盤220VAC電源，接通燃油燃燒控制器的220VAC電源。

4工程調試階段

安裝比較順利，調試比較艱難。如下焚燒爐爐膛溫控示意圖：

對鍋爐控制系統，油改氣只改變了“閥門”與“爐膛溫度特性”。柴油經壓縮空氣霧化后燃燒的，燃油與燃氣是差不多的，經實際觀察與測試，爐膛溫度特性變化不大。閥門開度曲線在MAXON給我們的標準曲線基礎上稍作調試，爐膛溫度很快達到要求；調節器的PID參數沒有改變。由于焚燒爐是直接燃燒型，爐頭不能熄火。主要問題是當燃氣閥門在最小開度附近處易熄火，一旦熄火，焚燒爐停止工作，兩臺浸膠機停機；燃油時，柴油是經壓縮空氣霧化后燃燒的，只要燃油噴嘴不堵，一般不熄火。

4.1燃燒過程分析

可逆電機通過連桿控制燃料閥、空氣閥開度。與普通燃氣鍋爐相比，焚燒爐存在有廢氣狀態，無廢氣狀態與其它爐差別不大。直接說：廢氣也是燃料，它參與燃燒，它的存在改變了空燃比。實際工作中考慮廢氣，要降低天然氣燃料閥開度。在原來的標準曲線基礎上進行修正，建立了焚燒爐正常燃燒對應燃氣流量與可逆電機角度之間的簡單數學模型。燃氣流量實際曲線形狀象三折線狀，它們分別是大、中、小開度直線。如圖“實際曲線”所示：

（1）浸膠不生產，爐頭燃氣閥開度不會在最小處。燃氣閥工作在大開度直線上，符合標準曲線，燃氣流量是大于150m3/h。??（2）廢氣穩定，爐頭也不會在最小處。燃氣閥開度在中開度直線上，燃氣流量是：50-150m3/h左右。

（3）兩條浸膠機同時開機，廢氣濃度由零變最大，爐頭燃氣閥必有最小狀態，只須調試好此處即可。燃氣閥工作在小開度直線上，燃氣流量是：15-50m3/h左右。

4.2爐頭熄火原因分析

當兩條上膠機幾乎同時開機時，400℃廢氣里含有大量可燃性氣體且濃度突然增大，爐膛溫度上升，爐頭燃料閥開度減少，往往能到最小開度。此時燃燒頭區域內空燃比發生改變，如果燃氣最小開度過大些，燃氣量過多，燃燒需氧不足，易熄火。有時熄火的同時看到發黃的光線從爐頭向爐膛，如同黃色閃電般。如燃氣量過小，易被從廢氣通道進的強大廢氣氣流吹滅，往往一點光線沒有。一旦熄火，兩條上膠機停機，報廢PP（半固化片）達100米，生產線損失很大。因此正確的空燃比是小火不滅的必要條件。

4.3爐頭調試

先將各連桿等按照廠家的標準要求連接，也就是鍋爐在理想狀態下燃燒，實際情況有廢氣及其通道。因此具體操作是：空氣閥開度不變，只需將燃氣流量調成如圖實際曲線，無廢氣時盡量使最小火焰偏藍色；在兩條上膠機同時開機時后廢氣濃度最大時最小火焰顏色不要偏太黃，只要有點黃即可，最小火焰要穩定。一般最小開度是5%-10%，不為零。與標準曲線相比燃氣閥的流量特性變化了，空氣閥的流量特性沒改變。燃氣流量實際曲線圖：大開度段與標準曲線一致，中、小開度段燃氣流量比標準曲線要偏小。

5結語

焚燒爐油改氣，一方面降低了焚燒爐的運行費用。另一方面天然氣很干凈，結束了燒柴油經常爐頭柴油泵壓力不夠、柴油堵燃燒嘴等的故障，大大提高了效率。焚燒爐實際運行兩年未出現一次故障。

作者簡介：左延平（1969-），男，安徽人，電氣自動化工程師，主要從事電氣自動化工作。