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張  洪

1  引言
流化床鍋爐（CFBB）采用油槍點火，并發(fā)展為床下點火，是進(jìn)入九十年代以來CFBB發(fā)展中的一項新型的點火技術(shù)[1]。這種油槍和床下點火技術(shù)的關(guān)鍵，是如何防范燃燒室中的殘余燃?xì)獗迹悦庖鹑紵冶ǎ斐稍O(shè)備損壞甚至人員傷亡的重大事故。
NG-130/5.3-M1是寧波熱電股份有限公司在二期擴(kuò)建工程中采用的CFBB，采用輕柴油的床下點火技術(shù)，點火燃燒室為水冷風(fēng)室，二支油槍的二側(cè)進(jìn)槍型式[2]。爐膛布置如圖1所示。
NG-130/5.3-M1CFBB床下點火用油及參數(shù)如下：
油種：輕柴油0#(GB252-87一級品)；
運(yùn)動粘度(20℃)：3.0～8.0×10-6m2/s；
閉口閃點：≥65℃；
低位發(fā)熱值：41868kj/kg。
NG-130/5.3-M1的水冷型點火風(fēng)室是一個約40m³燃燒空間，該風(fēng)室中的空氣與油氣混合燃燒后，燃?xì)獾淖畲蠹訜釡囟瓤蛇_(dá)800℃以上。加熱的煙氣通過布風(fēng)板加熱CFBB的啟動爐料(一般采用篩分過的CFBB常溫底渣），使CFBB的啟動爐料被加熱至750℃甚至更高，從而利于CFBB的投煤燃燒并隨之進(jìn)入正常燃燒運(yùn)行。

 
圖1  130t/h CFBB爐膛布置示意圖

點火油槍采用槍前額定油壓為2MPa機(jī)械霧化方式，單支油槍的額定出力為480kg/h。
在點火風(fēng)室燃油燃燒的過程中（一般需燃油約2小時甚至更長時間）由于油壓瞬間過低、給風(fēng)瞬間過大等原因，存在著已燃著的油槍火焰突然熄滅的可能性。此時若不及時切斷油路、吹掃凈點火風(fēng)室中的殘余燃?xì)饣蛴捎谟吐非袛嗖粐?yán)密殘余滴油形成的未燃燃?xì)猓?dāng)燃?xì)獾臐舛茸銐虼螅藭r風(fēng)室溫度恰處于燃?xì)庵瘘c以下、閃點以上時，出現(xiàn)重新點火的火焰，就有可能造成這些燃?xì)獾谋迹踔猎斐稍擖c火風(fēng)室的炸損。
2  點火系統(tǒng)的組成
整個點火系統(tǒng)由以下三個方面所組成：
油路系統(tǒng) 包括點火槍、火焰探測、蒸汽吹掃。該系統(tǒng)主要的功能為：采用可控調(diào)節(jié)閥M控制點火油量；采用可控速斷閥ST和可控電動角閥S提供熄火斷油保護(hù)；采用自調(diào)節(jié)自歷式調(diào)節(jié)閥T穩(wěn)定調(diào)節(jié)前油壓，同時防止調(diào)節(jié)閥前系統(tǒng)超壓；采用高能打火器點燃油槍；采用可見光火焰探測器，探測火焰的燃著情況；采用可控的吹掃，掃除可控電動角閥后段的殘油。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

 
 ：油槍；   ：點火槍；     ：火焰探測器；P1：點火油壓；P2：速斷閥前油壓；S：電動角閥；ST：速斷閥；M：油槍油壓調(diào)節(jié)閥；T：自歷閥；   ：蒸汽回路；―：點火油路。
圖2  點火油路系統(tǒng)圖

燃燒系統(tǒng) 包括鍋爐的水冷風(fēng)室、由一次風(fēng)提供的點火用風(fēng)、由引風(fēng)機(jī)提供的風(fēng)室平衡抽風(fēng)。該系統(tǒng)主要功能為提供燃燒空間、燃燒用風(fēng)、燃燒室吹掃條件。
控制系統(tǒng) 通過SIEMENS公司S7-200PLC與DCS采用通訊聯(lián)合實現(xiàn)。S7-200PLC檢測油路系統(tǒng)的油壓、火焰情況，保證油路系統(tǒng)的保護(hù)實現(xiàn)；DCS檢測燃燒系統(tǒng)的風(fēng)量、溫度及油路系統(tǒng)上的油壓，提供點火前的準(zhǔn)備要求即順序控制，以及控制油路系統(tǒng)上的油壓調(diào)節(jié)，滿足點火安全、升溫速度的需要。
3  系統(tǒng)的主要配置及邏輯設(shè)計
床下點火系統(tǒng)中，核心體現(xiàn)是點火的安全問題。點火安全的核心在于燃燒室在高能打火器打出火焰前，點火風(fēng)室中是否殘留可燃?xì)怏w，以防點火的瞬間燃燒室的油氣爆炸。這個核心問題主要體現(xiàn)在：① 點火前燃燒室有否殘油；② 點火中，火焰熄滅，殘油是否滴入燃燒室。從而引起打火或再次打火時引起油氣爆炸。因此，在系統(tǒng)設(shè)計上應(yīng)考慮硬軟件兩個方面。
(1)  硬件上的設(shè)計考慮
一個可靠嚴(yán)密的速關(guān)閥，是控制的第一要點。因為，無論是點火前還是在油槍著火后又意外熄滅，只要檢測、遙訊可靠，且閥門瞬間嚴(yán)密地關(guān)閉，就無油滴進(jìn)入燃燒室。
其次是將風(fēng)室中可能存留的油煙在打火或再次打火前掃凈，就可消除燃燒室油氣爆炸。
該系統(tǒng)硬件的配置為：
速關(guān)閥ST采用電磁速斷型，德國原裝進(jìn)口的BUSHNOST，響應(yīng)時間≤1s；
采用徐州燃燒研究院的可見光火焰檢測器XHT-52；
SIEMENS公司S7-200PLC；
北京和利時公司DCS；
S7-200PLC與DCS的通訊由PROFIBUS-DP完成，但重要信號，如閥位開關(guān)量及點火允許的通訊采用硬接口實現(xiàn)。
(2)  軟件上的設(shè)計考慮
軟件設(shè)計體現(xiàn)的是符合工藝要求的順控保護(hù)思路，其在安全保護(hù)上的兩大主要依據(jù)是鍋爐供應(yīng)商提出的NG-130/5.3-M1《鍋爐設(shè)計說明書》和電力部電力規(guī)劃設(shè)計總院提出的《火力發(fā)電廠鍋爐爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定》。但要注意區(qū)分煤粉爐與CFBB床下點火之間的不同性。體現(xiàn)如下：
順控保護(hù)由以下幾大功能塊順序組成：① 風(fēng)室吹掃許可；② 風(fēng)室吹掃完成；③ 點火允許；④ 速關(guān)閥ST動作；⑤ S電動角閥動作及噴油，高能打火器點火。
各功能塊的邏輯組成及功能如下：