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朱珂 （1978-）

男，工程師，2002年畢業(yè)于鄭州大學，研究方向為電廠熱控研究。

摘要：根據錦能公司600MW燃煤機組點火油槍在應用中遇到的問題，對其進行了分析和改進，使得改進后的油槍可靠性大大提高，并取得較大的經濟效益。

關鍵詞：油槍；火檢

Abstract: In this paper, we make an analysis of the problems in the application of gun oil 
ignition appearedin the 600MW coalfired units of SHANXI GUOHUA JINNENG Co., and then improve 
the oil gun. The Reliability ofthe oil gun is improved greatly,which brings much more 
economic benefits.

Key words: Oil Gun; Fire Inspection

1 前言

    陜西國華錦界發(fā)電公司四臺600MW機組的鍋爐為上海鍋爐廠制造的四角切圓鍋爐，油槍為美國FORNEY公司QMA型撓性油槍，主要由組合式氣動推進器、安裝支架、穩(wěn)燃罩、油槍和點火槍等組成（如圖1所示）。組合式氣動推進器上安裝兩只氣缸，其活塞桿分別帶動油槍和點火槍運行，由兩只電磁換向閥分別控制兩只氣缸的進、退。點火槍和油槍進退到位后，均有行程開關發(fā)出信號反饋到控制系統(tǒng)。國華錦界電廠每臺爐共有油槍12只，分別布置在AB層、CD層、EF層二次風風道上。#1、2爐的油槍自機組投運以來多次進行冷態(tài)點火試驗，多次發(fā)現(xiàn)油槍無法正常投運，鍋爐冷態(tài)點火基本無法點著，經大修改造后，徹底解決了油槍冷態(tài)點火問題。

                                    圖1   Q87型撓性油槍結構示意圖

2 存在問題

    冷態(tài)情況下，部分油槍不能正常點燃；熱態(tài)投油槍時，油槍電磁閥經常出現(xiàn)不切換的現(xiàn)象；油槍電磁閥離鍋爐本體較近，電磁閥與氣缸間的密封件容易損壞，保溫無法將本體與電磁閥隔離，鍋爐本體溫度較高使得電磁閥有燒壞現(xiàn)象；火檢信號不穩(wěn)定，導致油槍在進行程控過程中檢測不到火檢信號，油槍啟動失敗。

3 問題分析及整改

    現(xiàn)場維護過程中，發(fā)現(xiàn)導致油槍點火可靠性低的主要原因是由油槍本身和油火檢、燃燒調整造成的，從這三方面進行重點分析并提出改進方案。

3.1 油槍設計、安裝、調試、維護不到位

    3.1.1油槍在安裝時沒有在爐膛內油槍和點火槍相對位置固定不符合設計的要求

    （1）每次點火前檢查發(fā)現(xiàn)冷態(tài)點火槍打火正常，熱態(tài)點不著火，所以高能點火槍需重新定位。檢修期間進入爐膛檢查油槍和點火槍的相對位置，導致油槍和點火槍位置變化的原因為點火槍或油槍套管在氣缸的多次作用下，將固定套管的螺栓松動甚至脫落（見圖3），為此，利用在機組大小修期，進入爐膛內重新將油槍和點火槍準確定位。除了在點火槍上做好定位標記外，還在套管上做好標記，防止長時間運行帶來相對位置變化，并且可以實時校準。

                               圖2   油槍和點火槍的相對位置

                          圖3   固定套管的螺栓松動導致點火槍脫落

    （2）鍋爐點火過程，發(fā)現(xiàn)點火異常時，應再次測試高能點火槍其他位置能否點著油槍，從當前位置開始將高能點火器向內移0.5"(13mm)再進行測試。如圖1，QMA油槍在檢修中重新定位了點火槍與油槍霧化片噴口之間的距離，初步設定距離為120MM（設計要求范圍70－150MM）。在冷態(tài)點火試驗中，在遇到點火困難時，連續(xù)地將高能點火槍向內或向外移動，每次移動0.5"（13mm）進行測試。但任何方向的移動距離不要超過3"(76mm)，直至能可靠點燃火焰。

    3.1.2油槍蒸氣吹掃時，部分油槍沒有蒸氣進入，長時間運行容易使槍頭結焦炭化，影響油槍的正常點火；因此，每次檢修要作為一項定期工作檢查油槍吹掃蒸氣管路，確保油槍能夠吹掃干凈。

    3.1.3油槍頭有雜物堵塞或霧化片磨損或松動，造成燃油霧化不正常。每次機組檢修應作為一項定期工作檢查油槍霧化片，清洗霧化片、分流片，必要時更換霧化片、分流片。

    3.1.4鍋爐本體溫度較高，油槍電磁閥和點火槍電磁閥離爐墻很近，導致電磁閥和氣缸間的密封燒壞；加上壓縮空氣不潔凈，容易使電磁閥堵死而無法進退油槍；聯(lián)系廠家進行產品改造，將油槍和點火槍的電磁閥從槍體上移出來，裝在檢修平臺上的電磁閥箱里，這樣可以避免高溫造成電磁閥損壞，且檢修維護比較方便。結合油槍的相關技術參數對燃油壓力進行了調整。

3.2 油槍火焰信號不穩(wěn)定

    根據火焰燃燒特性可知，火焰閃爍頻率在一次燃燒區(qū)（著火區(qū)）較高，在火焰外圍處較低，為使火檢有效的區(qū)分本火焰和其他燃燒器火焰等背景光源，火檢位置要求離它自己監(jiān)視的火焰距離盡可能近、而離鄰近火焰盡可能遠；傳感器的檢測中心線應對準離火焰根部的三分之一處，以檢測到最穩(wěn)定和強大的信號。保證不管工況如何變化，火焰如何漂移，火焰始終在火檢的檢測區(qū)域內，使火檢信號強度沒有太大的變化。由火檢工作原理可知火檢檢測效果的好壞是由其觀測到的火焰燃燒情況決定的，而火焰的形狀及空間分布又與爐膛及燃燒器的具體結構和燃料有關。因此解決火檢存在的問題應由爐膛及燃燒器的結構、燃燒特性和燃燒調整這幾個方面進行分析，找出制約火檢光電信號的傳輸、處理不合理環(huán)節(jié)和燃燒工況變差的因素，并采取有效的檢修對策以改進設備控制燃燒以及改善調整，完全可以消除鍋爐火檢不穩(wěn)定的現(xiàn)象。

    3.2.1火檢光纖的安裝位置不合理

    由于煤、油燃燒器擴散角與燃燒區(qū)范圍大小的差異，油火檢光纖與油槍水平安裝，如果導光管沒對準燃燒區(qū)，或因光纖插入困難而沒伸到位都會影響檢光效果。火檢信號偏弱，不能正確的反映燃燒的實際工況，在冷態(tài)點油槍時，易誤發(fā)無火信號，導致油槍在啟動過程中失敗。光纖的光導頭積灰（見圖4）或石英玻璃燒裂（見圖5），嚴重影響通光性能，使得可見光度信號在傳輸過程中大大減弱，從而使火檢信號極不穩(wěn)定（見圖3）。光纖冷卻效果不好造成光纖前端溫度高，使得火檢掃描器的電子回路發(fā)生故障或光纖過早的老化，也能造成火檢信號無法故障信號及光度信號自保持，無法正確的反映油槍的燃燒狀況。使得油槍在熱態(tài)時也無法正常投入。所以每次機組檢修，要作為一項定期工作檢查火檢探頭光纖和光導頭的通關性能。

                                      圖4   光纖的光導頭積灰

                                     圖5   光導頭石英玻璃燒裂；

    3.2.2火檢參數調整不合理

    在處理火檢信號的時候有考慮到既要將本身的火焰同與其相鄰、相對的焰區(qū)分開來又要正確的反映本身火檢信號的真實性。由于本項目的火檢信號參數的設定是在60%-70%之間進行試驗調整的，但是調整后的火檢參數沒有經過低負荷、事故狀態(tài)下的考驗，由于油槍在熱態(tài)的投入是在低負荷或事故狀態(tài)下投入的，所以出現(xiàn)火檢信號不穩(wěn)定導致油槍在熱態(tài)情況下無法投入。機組啟動過程，在不同的角度下、不同的負荷工況下要對對火檢參數進行調整，以滿足既要真實反映該油槍的燃燒情況又要不能偷看相鄰層的火檢信號。

    3.2.3環(huán)境高溫導致火檢探頭故障率高

    由于冷卻效果不好導致在燃燒過程中維護費用越來越高，為了盡可能降低改造成本和工作量，在火檢探頭和外導管之間加裝膠木接頭，通過膠木的不善于傳導的特點隔絕熱量。此種方式的實施可以解決超溫問題的20％。針對80％的超溫原因是熱輻射導致的，在探頭上加裝專用冷卻風罩，對探頭進行屏蔽，隔絕探頭與熱輻射的傳導方式，同時在冷卻風罩里面通入冷卻風，可以有效降低探頭溫度，實際應用后，采取此種方式可以將探頭溫度降低到60℃以下，很好的解決了超溫問題，保證了探頭的長期安全穩(wěn)定工作。

    3.2.4燃燒器控制設備擺動異常

    在油槍投入時由于燃燒器的擺動使得光纖的檢測區(qū)偏離了燃燒區(qū)，使火檢信號偏弱且不穩(wěn)。機組檢修期間，要對擺動噴燃器的擺動角度檢查并進行必要調整；

3.3 燃油壓力調整不當

    燃油壓力不正常或油閥啟閉不正常，造成燃油霧化不正常，通過觀察可以看到油霧中有明顯的油滴。此時應調整燃油壓力使其恢復正常；燃油壓力與冷態(tài)點火時二次風門的開度也會影響點火效果。燃油壓力設計要求為1.5－3.5MPa，一般來講，燃油壓力越高，霧化效果越好，但燃油剛性越強，噴油速度越高，比較難點燃，經多次試驗，壓力2.0－2.5MPa時，該油槍較容易點燃。二次風門也不宜過大，因為太大容易將火焰吹滅，或者在燃燒時，造成脫火現(xiàn)象。

4 經驗

    （1）油槍和點火槍電磁閥在外部的電磁閥箱內，檢修維護方便且不易損壞。

    （2）加裝火檢冷卻風罩后，火焰檢測的故障率大幅降低，有利于油槍在冷態(tài)和熱態(tài)情況下更好的燃燒。

    （3）定期檢查火檢探頭光纖和光導頭并清焦，保證了火檢信號穩(wěn)定可靠測量；

    （4）定期檢查油槍霧化片、油槍吹掃蒸汽管路，保證了油槍霧化效果；

    （5）點火前將油槍和點火槍相對位置進行準確定位，并在點火槍上做好定位標記防止長時間運行帶來相對位置變化；

    （6）啟動過程，不同的負荷工況下對火檢參數進行調整，以滿足既要真實反映該油槍的燃燒情況又要不能偷看相鄰層的火檢信號；

    （7）不斷摸索，調整適合點火的燃油油壓，并在運行規(guī)程規(guī)范。

5 結論

    由于該公司的油槍在長期以來無法正常的投入，通過對現(xiàn)場問題進行分析研究并制定改進方案，目前取得了顯著的效果，不僅達到了油槍穩(wěn)定可靠的投入，也為項目節(jié)省了現(xiàn)場維護成本。此項目采用的是美國進口的油槍，相關的附屬備件都比國產設備昂貴，并且供貨周期長，現(xiàn)將電磁閥進行了移位改造并且全部國產化，徹底解決了在油槍出現(xiàn)故障的情況下備件無法到位或維護成本高的現(xiàn)狀。為了長期穩(wěn)定的運行還利用停機過程中進入爐膛對油槍的位置和火檢的透鏡石英鏡片進行清焦，并定期的對火檢參數和火檢探頭的光導頭進行更換。