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节能科技1大唐集团气化小油枪点火及稳燃装置控制系统使用说明书大唐节能科技有限公司节能科技2目录第一章气化小油枪系统组成及工作原理第一节气化小油枪系统组成……………………………………….3第二节气化小油枪系统工作原理………………………………….4第二章气化小油枪控制系统第一节气化小油枪控制系统设备…………………………………..5第二节气化小油枪控制系统的原理及控制过程…………………..5第三节气化小油枪控制系统的电气参数…………………………7第三章火检系统……………………………………………………9第四章气化小油枪系统的投运步骤及日常维护……………………….11第一章气化小油枪系统组成及工作原理第一节气化小油枪系统组成气化小油枪点火及稳燃装置由锅炉燃烧器系统、燃油及压缩空气系统、助燃风及火检冷却风系统、控制及保护系统四大部分组成。1、锅炉燃烧器系统节能科技3本次改造将锅炉第二层（B层）四只煤粉燃烧器改造为(50kg/h)双气化小油枪点火稳燃燃烧器，即在燃烧器内各布置两支气化小油枪。改造不改变一次风管走向、假想切圆直径、支吊架支承点及二次风箱中心等，不改变原煤粉燃烧器与炉膛的整体相关设计。2、燃油及压缩空气系统气化小油枪用油，根据现场位置从大油枪母管引出，单角每支消耗量（50kg/h）。阀门使用气动球阀（或电动阀），气动球阀用气源引自电厂仪表用压缩空气。压缩空气为小油枪燃烧雾化用气，可使用电厂杂用压缩空气气源（检修用压缩空气气源），压力要求0.5Mpa以上，压缩空气流量：0.9Nm3/min左右。3、助燃风及冷却风系统助燃风为气化小油枪燃烧助燃用空气，由独立风机提供风源，引至气化小油枪燃烧器附近，要求压力在3000Pa以上。冷却风为气化小油枪火检冷却风，使用电厂火检冷却风。4、控制及保护系统燃油及压缩空气总路及单角系统图助燃风系统图冷却风系统节能科技4小油枪控制系统包括点火系统、压缩空气系统、燃油系统、助燃风系统和火检系统五个部分；燃油系统为整个系统的核心，压缩空气系统将枪口喷出的高压燃油进行雾化，点火系统在适当时刻将雾化的燃油点燃，助燃风系统为实现燃油的充分燃烧提供充足的空气；借助火检系统，运行人员能够实时、直观地了解油枪的运行情况，另外，利用火检系统检测、反馈的数据，通过将小油枪控制系统融入DCS组态，可实现对燃烧系统的远程自动控制。第二节气化小油枪系统工作原理气化小油枪的工作原理是：先利用压缩空气的高速射流将燃料油直接击碎，雾化成超细油滴进行燃烧，同时用燃烧产生的热量对燃料进行初期加热，扩容，后期加热，在极短的时间内完成油滴的蒸发气化，使油枪在正常燃烧过程中直接燃烧气体燃料，从而大大提高燃烧效率及火焰温度。气化燃烧后的火焰（刚性极强、其传播速度极快超过声速、火焰呈完全透明状（根部为蓝色，中间及尾部为透明白色），火焰中心温度高达1500～2000℃，可作为高温火核在煤粉燃烧器内进行直接点燃煤粉燃烧，从而实现电站锅炉启动、停止以及低负荷稳燃。压缩空气主要用于点火时实现燃油雾化、正常燃烧时加速燃油气化及补充前期燃烧需要的氧量；助燃风主要用于补充后期加速燃烧所需的氧量。气化小油枪点火燃烧器工作原理示意图节能科技5下面着重介绍气化小油枪控制系统的组成及工作原理第二章气化小油枪控制系统第一节气化小油枪控制系统设备1、蓄能器由蓄能罐、两组气动球阀、三只音叉式液位开关、一个压力调节装置、一块压力表组成，是气化小油枪系统的主要设备之一。蓄能器为锅炉各角的小油枪提供高压燃油和雾化用的压缩空气，蓄能器内的燃油液位由三只音叉式液位开关控制两台气动球阀实现上下限控制和超上限控制保护，以保证为油枪提供充足的燃油。进入蓄能器的压缩空气主气路气压由压力调节装置手动调节，不受控。2、单角各个单角的受控设备由一组油阀(气动球阀)、一组气阀（电磁阀、压力开关）、一台点火器组成。另外，通过观察壁温监测热电偶、助燃风风压表测得的参数，可以从侧面实时了解小油枪系统的运行情况。火检系统由摄像机、火检信号强度分析仪（单片机1）、控制器（单片机2）组成，是单角控制系统的重要组成部分，它直观的反映小油枪系统的运行状况，是整个控制系统的“眼睛”。第二节、气化小油枪控制系统的任务小油枪控制系统主要完成以下四个方面的控制：点火器控制、气阀控制、油阀控制，点火及燃烧的自动控制。各角油枪独立控制，进入DCS系统后，可由DCS组态进行层起或层停控制，并可以纳入FSSS管理之下。气化小油枪系统纳入FSSS系统后，所有控制和保护始终按照“FSSS保护优先”的原则运行，当小油枪系统发生故障时，不对FSSS系统产影响生气化小油枪系统纳入MFT保护逻辑中，即所有燃烧切断均包括气化小油枪系统。气化小油枪是否点火成功由小油枪系统自带火检进行判断：小油枪火检视频信号为运行人员提供直观的视频图象。一、控制逻辑其基本控制逻辑为：启动时先开启点火器打火，然后开启气阀，最后开油阀；退出时（点火器在此之前已在时间继电器控制下退出）首先关油阀，间隔几秒钟后，再关掉气阀，以便对油枪进行必要的吹扫，防止意外情况发生。二、控制方式和调整方法节能科技6小油枪控制系统对设备进行控制的方式有两种：本地和远控。在就地控制柜上通过转换开关可实现本地、远控方式的转换。本地控制方式可以实现手动启停点火器，气阀，油阀，通过就地控制柜上的仪表和指示灯显示出燃烧器火焰燃烧状况和设备工作状态，且可提供设备状态信号给远程控制系统DCS，通过DCS系统组态接受远程控制指令，实现远程监视和控制。下面分别叙述就地、远控方式的控制、调整过程：一）、就地控制方式控制、调整过程：在就地控制方式下，可以手动启动点火器、油阀、气阀，手动停止油阀、气阀，点火器在时间继电器的控制之下，在完成点火任务后，已经自行退出。油枪投入运行后，控制柜面板上的火检指示灯点亮的数量随着火焰强度的变化不断的增加或减少，如果指示灯点亮的数量低于3个，则说明油枪运行状态不佳或者是火检装置安装的位置不合适。引起火检信号弱的原因如下：1、油枪枪口堵塞导致油不能喷出，或者蓄能器液位控制部分出现故障，致使蓄能器内无油；2、油枪和点火枪的相对安装位置没有达到最佳配合；以上两个因素都将导致油枪点火失败，使火检摄像机检测不到火焰信号；3、火检套筒的安装偏离预定位置，或者摄象机光圈和焦距没有调整好。这两个因素将导致火检系统不能真实地反映油枪的运行状况。解决方法如下：通过观火孔观察小油枪在喷燃器出口喷出的火焰的长短，可判断出造成火检信号弱的真正原因；A、如果喷出的火焰过短或者没有火焰喷出，则说明是油枪运行状态不佳造成火检信号弱，应将油枪取出，去除堵塞枪口的杂物，并用压缩空气进行吹扫，恢复后重新启动点火器点火；或者在关闭油阀、气阀后，调整好油枪和点火枪的相对位置，然后，再重新启动油枪点火程序。B、如果通过观火孔观察火焰状态良好，而火检信号比较弱，则说明问题出在摄象机，应调整摄象机的位置、光圈和焦距，使其拾取的信号达到最强。二、远控工作过程：远控方式必须在就地控制方式下将各种被控设备按照小油枪技术要求调整好之后方能进行。远控方式的实质是由DCS向视频火焰检测控制器（主要设备为单片机）发出启动（CS1-CS2指令）或退出（CS3-CS4指令）命令，控制器接收到指令后，根据指令性质执行相应的内部程序，然后控制器输出相应的点火器打火、开气阀、开油阀或停止点火、关油阀、关气阀的指令。视频火焰检测控制器由火检信号强度分析仪（单片机1）、控制器（单片机2）两部节能科技7分构成，在首次点火过程完成后，火焰检测单片机1对火检信号强度进行分析比对，并输出一个开关量给控制器（单片机）2的火检输入端，根据该开关量的状态（闭和则其输入为高电平，断开则其输入为低电平）来判断燃烧状况，作出是否重新启动点火器的决定（此时气阀和油阀由于首次点火过程的控制已处于开状态，并且无论油枪是否着火，在控制单片机2或DCS没有发出退出指令之前，气阀和油阀始终处于开状态），若输入信号为高电平则判断为燃烧正常，不需要重新点火；若输入信号为低电平则判断为没有着火，需要重新启动点火装置进行二次点火，如果连续三次（间隔不超过30秒钟）点火后，控制器的输入端还处于断开状态，亦即油枪没有正常燃烧，则火检系统判断为本次点火失败，发出点火失败信号，小油枪整体退出工作状态。如需再次点火，需由DCS重新发出启动点火指令。如果在正常运行过程中，小油枪突然灭火，那么火焰检测控制器监测到这一信息后则立即启动“开点火器程序”，输出启动点火器指令，点火器打火，系统重新点火；重复上述过程。为了保护高能点火装置，所以规定连续点火次数不超过三次，因为点火器在点火过程中释放的高能电量，使打火装置、传输电缆和点火枪枪头急剧升温，持续高温容易将其烧毁。第三节、控制系统的电气参数一、控制柜电气接口规格输入电压：220VAC，10A输出信号：干接点240VAC，5A二、视频火焰检测控制器视频火焰检测控制器使用摄象机进行图像采集，输出VGA视频信号，一路送至显示器供运行监控，一路经处理器进行处理后送出控制信号并以开关量的方式输出表明火焰状态的信号。摄象头分别安装在相应监控的燃烧器侧面。电气接口规格摄像头：输入：12VDC，+10%，-15%；输出：VGA视频信号控制器：输入：220VAC输出：220VAC，2A（火焰继电器，SPST，N.O.）240VAC，2A（故障继电器，SPST，N.C.）节能科技8三、高能点火装置a、高能点火器产品采用电容储能放电形式，具有能量大、效率高、抗污染能力强及安装操作简便等特点。技术参数：输出电压DC2500V火花频率20/S储能10J工作电流3A电气接口规格：输入电压：AC220V，2A，+10%，-15%b、点火枪点火枪采用半导体陶瓷表面放电烧蚀结构，单个火花能量达焦耳数量级，且具有起始发火电压低、耐结焦、抗污染、寿命长等特点。c、高压电缆高压电缆用于联接高能点火器与点火枪，以实现点火能量的可靠、低损耗传输，且可屏蔽点火能量的杂散辐射，防止对其他现场电子设备的电磁干扰。四、油快关球阀油快关阀为德国产气动球阀，具有关、开阀位状态，结合控制逻辑可实现控制燃油主管路的通断，并能提供FSSS系统接入信号。技术参数产地德国公称通径15mm开关时间≤1.0s工作电源AC220V±10%介质温度225℃介质压力4.0Mpa阀体材料1Cr18Ni9Ti电气接口规格输入电压：220VAC，0.45A输出信号：干接点240VAC，2A节能科技9五、液位开关音叉式液位开关为一种新型结构、机理的液位开关，它能取代任何一种形式的液位开关，广泛应用于石化、电力、冶金、轻工、建材等行业中。技术参数：产地北京明日丝路物位传感技术有限公司型号LS-YC电源电压AC220V50Hz或DC24V响应时间约1秒功耗1W输出方式继电器输出AC220V/3A，DC24V/3A第三章火检系统前面已经叙述了火检系统的工作原理，下面重点介绍火检面板组成、火检控制逻辑及时序图一、火检面板火检系统由火焰检测器和控制器组成，火检面板上的指示灯就是由火焰检测器的输出来驱动的，每10个一组形成一排，发光时呈现红色，表示一个角的火焰状态，油枪运行时，当被点亮的指示灯超过三个时，表示油枪着火正常，低于三个亮度时，表示此次点火失败。还有四个指示灯，其中一个绿的是电源指示，一个红的在点火器打火的时间段内闪烁，闪烁频率为一秒，打火停止，闪烁结束，表示点火器工作正常。另外一个红灯是报警指示灯，在点火失败时点亮，表示点火操作失败。二、火检面板信号说明输入信号：DCS至视频火焰检测控制器的输入信号：（1）启动油枪指令DH（指令）（2）停止油枪指令（MH指令）就地设备至视频火焰检测控制器的输入信号：视频VGA信号输出信号：视频火焰检测控制器至就地设备：（1）开点火器（2）开油阀，气阀视频火焰检测控制器至DCS：油枪工作（着火正常）指示（FS1-2信号）、灭火指示（FS3-4）；2、信号解释（1）启动油枪指令和停止油枪指令来自远方控制系统，视频信号来自摄象机。（2）开点火器和开油阀，气阀指令到输出继电器，输出继电器控节能科技