小油槍控制系統(tǒng)說明書.doc

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節(jié)能科技大唐集團(tuán)氣化小油槍點(diǎn)火及穩(wěn)燃裝置控制系統(tǒng)使用說明書12 節(jié)能科技大唐節(jié)能科技有限公司目錄第一章氣化小油槍系統(tǒng)組成及工作原理第一節(jié)氣化小油槍系統(tǒng)組成……………………………………….3第二節(jié)氣化小油槍系統(tǒng)工作原理………………………………….4第二章氣化小油槍控制系統(tǒng)第一節(jié)氣化小油槍控制系統(tǒng)設(shè)備…………………………………..5第二節(jié)氣化小油槍控制系統(tǒng)的原理及控制過程…………………..5第三節(jié)氣化小油槍控制系統(tǒng)的電氣參數(shù)…………………………7第三章火檢系統(tǒng)……………………………………………………9第四章氣化小油槍系統(tǒng)的投運(yùn)步驟及日常維護(hù)……………………….11第一章氣化小油槍系統(tǒng)組成及工作原理第一節(jié)氣化小油槍系統(tǒng)組成12 節(jié)能科技?xì)饣∮蜆岦c(diǎn)火及穩(wěn)燃裝置由鍋爐燃燒器系統(tǒng)、燃油及壓縮空氣系統(tǒng)、助燃風(fēng)及火檢冷卻風(fēng)系統(tǒng)、控制及保護(hù)系統(tǒng)四大部分組成。1、鍋爐燃燒器系統(tǒng)本次改造將鍋爐第二層（B層）四只煤粉燃燒器改造為(50kg/h)雙氣化小油槍點(diǎn)火穩(wěn)燃燃燒器，即在燃燒器內(nèi)各布置兩支氣化小油槍。改造不改變一次風(fēng)管走向、假想切圓直徑、支吊架支承點(diǎn)及二次風(fēng)箱中心等，不改變?cè)悍廴紵髋c爐膛的整體相關(guān)設(shè)計(jì)。2、燃油及壓縮空氣系統(tǒng)氣化小油槍用油，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)位置從大油槍母管引出，單角每支消耗量（50kg/h）。閥門使用氣動(dòng)球閥（或電動(dòng)閥），氣動(dòng)球閥用氣源引自電廠儀表用壓縮空氣。壓縮空氣為小油槍燃燒霧化用氣，可使用電廠雜用壓縮空氣氣源（檢修用壓縮空氣氣源），壓力要求0.5Mpa以上，壓縮空氣流量：0.9Nm3/min左右。燃油及壓縮空氣總路及單角系統(tǒng)圖3、助燃風(fēng)及冷卻風(fēng)系統(tǒng)助燃風(fēng)為氣化小油槍燃燒助燃用空氣，由獨(dú)立風(fēng)機(jī)提供風(fēng)源，引至氣化小油槍燃燒器附近，要求壓力在3000Pa以上。冷卻風(fēng)為氣化小油槍火檢冷卻風(fēng)，使用電廠火檢冷卻風(fēng)。助燃風(fēng)系統(tǒng)圖冷卻風(fēng)系統(tǒng)12 節(jié)能科技4、控制及保護(hù)系統(tǒng)小油槍控制系統(tǒng)包括點(diǎn)火系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)、助燃風(fēng)系統(tǒng)和火檢系統(tǒng)五個(gè)部分；燃油系統(tǒng)為整個(gè)系統(tǒng)的核心，壓縮空氣系統(tǒng)將槍口噴出的高壓燃油進(jìn)行霧化，點(diǎn)火系統(tǒng)在適當(dāng)時(shí)刻將霧化的燃油點(diǎn)燃，助燃風(fēng)系統(tǒng)為實(shí)現(xiàn)燃油的充分燃燒提供充足的空氣；借助火檢系統(tǒng)，運(yùn)行人員能夠?qū)崟r(shí)、直觀地了解油槍的運(yùn)行情況，另外，利用火檢系統(tǒng)檢測(cè)、反饋的數(shù)據(jù)，通過將小油槍控制系統(tǒng)融入DCS組態(tài)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)燃燒系統(tǒng)的遠(yuǎn)程自動(dòng)控制。第一節(jié)氣化小油槍系統(tǒng)工作原理氣化小油槍的工作原理是：先利用壓縮空氣的高速射流將燃料油直接擊碎，霧化成超細(xì)油滴進(jìn)行燃燒，同時(shí)用燃燒產(chǎn)生的熱量對(duì)燃料進(jìn)行初期加熱，擴(kuò)容，后期加熱，在極短的時(shí)間內(nèi)完成油滴的蒸發(fā)氣化，使油槍在正常燃燒過程中直接燃燒氣體燃料，從而大大提高燃燒效率及火焰溫度。氣化燃燒后的火焰（剛性極強(qiáng)、其傳播速度極快超過聲速、火焰呈完全透明狀（根部為藍(lán)色，中間及尾部為透明白色），火焰中心溫度高達(dá)1500～2000℃，可作為高溫火核在煤粉燃燒器內(nèi)進(jìn)行直接點(diǎn)燃煤粉燃燒，從而實(shí)現(xiàn)電站鍋爐啟動(dòng)、停止以及低負(fù)荷穩(wěn)燃。壓縮空氣主要用于點(diǎn)火時(shí)實(shí)現(xiàn)燃油霧化、正常燃燒時(shí)加速燃油氣化及補(bǔ)充前期燃燒需要的氧量；助燃風(fēng)主要用于補(bǔ)充后期加速燃燒所需的氧量。12 節(jié)能科技?xì)饣∮蜆岦c(diǎn)火燃燒器工作原理示意圖下面著重介紹氣化小油槍控制系統(tǒng)的組成及工作原理第一章氣化小油槍控制系統(tǒng)第一節(jié)氣化小油槍控制系統(tǒng)設(shè)備1、蓄能器由蓄能罐、兩組氣動(dòng)球閥、三只音叉式液位開關(guān)、一個(gè)壓力調(diào)節(jié)裝置、一塊壓力表組成，是氣化小油槍系統(tǒng)的主要設(shè)備之一。蓄能器為鍋爐各角的小油槍提供高壓燃油和霧化用的壓縮空氣，蓄能器內(nèi)的燃油液位由三只音叉式液位開關(guān)控制兩臺(tái)氣動(dòng)球閥實(shí)現(xiàn)上下限控制和超上限控制保護(hù)，以保證為油槍提供充足的燃油。進(jìn)入蓄能器的壓縮空氣主氣路氣壓由壓力調(diào)節(jié)裝置手動(dòng)調(diào)節(jié)，不受控。2、單角12 節(jié)能科技各個(gè)單角的受控設(shè)備由一組油閥(氣動(dòng)球閥)、一組氣閥（電磁閥、壓力開關(guān)）、一臺(tái)點(diǎn)火器組成。另外，通過觀察壁溫監(jiān)測(cè)熱電偶、助燃風(fēng)風(fēng)壓表測(cè)得的參數(shù)，可以從側(cè)面實(shí)時(shí)了解小油槍系統(tǒng)的運(yùn)行情況?；饳z系統(tǒng)由攝像機(jī)、火檢信號(hào)強(qiáng)度分析儀（單片機(jī)1）、控制器（單片機(jī)2）組成，是單角控制系統(tǒng)的重要組成部分，它直觀的反映小油槍系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，是整個(gè)控制系統(tǒng)的“眼睛”。第二節(jié)、氣化小油槍控制系統(tǒng)的任務(wù)小油槍控制系統(tǒng)主要完成以下四個(gè)方面的控制：點(diǎn)火器控制、氣閥控制、油閥控制，點(diǎn)火及燃燒的自動(dòng)控制。各角油槍獨(dú)立控制，進(jìn)入DCS系統(tǒng)后，可由DCS組態(tài)進(jìn)行層起或?qū)油？刂?，并可以納入FSSS管理之下。氣化小油槍系統(tǒng)納入FSSS系統(tǒng)后，所有控制和保護(hù)始終按照“FSSS保護(hù)優(yōu)先”的原則運(yùn)行，當(dāng)小油槍系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，不對(duì)FSSS系統(tǒng)產(chǎn)影響生氣化小油槍系統(tǒng)納入MFT保護(hù)邏輯中，即所有燃燒切斷均包括氣化小油槍系統(tǒng)。氣化小油槍是否點(diǎn)火成功由小油槍系統(tǒng)自帶火檢進(jìn)行判斷：小油槍火檢視頻信號(hào)為運(yùn)行人員提供直觀的視頻圖象。一、控制邏輯其基本控制邏輯為：?jiǎn)?dòng)時(shí)先開啟點(diǎn)火器打火，然后開啟氣閥，最后開油閥；退出時(shí)（點(diǎn)火器在此之前已在時(shí)間繼電器控制下退出）首先關(guān)油閥，間隔幾秒鐘后，再關(guān)掉氣閥，以便對(duì)油槍進(jìn)行必要的吹掃，防止意外情況發(fā)生。二、控制方式和調(diào)整方法小油槍控制系統(tǒng)對(duì)設(shè)備進(jìn)行控制的方式有兩種：本地和遠(yuǎn)控。在就地控制柜上通過轉(zhuǎn)換開關(guān)可實(shí)現(xiàn)本地、遠(yuǎn)控方式的轉(zhuǎn)換。本地控制方式可以實(shí)現(xiàn)手動(dòng)啟停點(diǎn)火器，氣閥，油閥，通過就地控制柜上的儀表和指示燈顯示出燃燒器火焰燃燒狀況和設(shè)備工作狀態(tài)，且可提供設(shè)備狀態(tài)信號(hào)給遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)DCS，通過DCS系統(tǒng)組態(tài)接受遠(yuǎn)程控制指令，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)視和控制。下面分別敘述就地、遠(yuǎn)控方式的控制、調(diào)整過程：一）、就地控制方式控制、調(diào)整過程：在就地控制方式下，可以手動(dòng)啟動(dòng)點(diǎn)火器、油閥、氣閥，手動(dòng)停止油閥、氣閥，點(diǎn)火器在時(shí)間繼電器的控制之下，在完成點(diǎn)火任務(wù)后，已經(jīng)自行退出。油槍投入運(yùn)行后，控制柜面板上的火檢指示燈點(diǎn)亮的數(shù)量隨著火焰強(qiáng)度的變化不斷的增加或減少，如果指示燈點(diǎn)亮的數(shù)量低于3個(gè)，則說明油槍運(yùn)行狀態(tài)不佳或者是火檢裝置安裝的位置不合適。引起火檢信號(hào)弱的原因如下：12 節(jié)能科技1、油槍槍口堵塞導(dǎo)致油不能噴出，或者蓄能器液位控制部分出現(xiàn)故障，致使蓄能器內(nèi)無油；2、油槍和點(diǎn)火槍的相對(duì)安裝位置沒有達(dá)到最佳配合；以上兩個(gè)因素都將導(dǎo)致油槍點(diǎn)火失敗，使火檢攝像機(jī)檢測(cè)不到火焰信號(hào)；3、火檢套筒的安裝偏離預(yù)定位置，或者攝象機(jī)光圈和焦距沒有調(diào)整好。這兩個(gè)因素將導(dǎo)致火檢系統(tǒng)不能真實(shí)地反映油槍的運(yùn)行狀況。解決方法如下：通過觀火孔觀察小油槍在噴燃器出口噴出的火焰的長短，可判斷出造成火檢信號(hào)弱的真正原因；A、如果噴出的火焰過短或者沒有火焰噴出，則說明是油槍運(yùn)行狀態(tài)不佳造成火檢信號(hào)弱，應(yīng)將油槍取出，去除堵塞槍口的雜物，并用壓縮空氣進(jìn)行吹掃，恢復(fù)后重新啟動(dòng)點(diǎn)火器點(diǎn)火；或者在關(guān)閉油閥、氣閥后，調(diào)整好油槍和點(diǎn)火槍的相對(duì)位置，然后，再重新啟動(dòng)油槍點(diǎn)火程序。B、如果通過觀火孔觀察火焰狀態(tài)良好，而火檢信號(hào)比較弱，則說明問題出在攝象機(jī)，應(yīng)調(diào)整攝象機(jī)的位置、光圈和焦距，使其拾取的信號(hào)達(dá)到最強(qiáng)。二、遠(yuǎn)控工作過程：遠(yuǎn)控方式必須在就地控制方式下將各種被控設(shè)備按照小油槍技術(shù)要求調(diào)整好之后方能進(jìn)行。遠(yuǎn)控方式的實(shí)質(zhì)是由DCS向視頻火焰檢測(cè)控制器（主要設(shè)備為單片機(jī)）發(fā)出啟動(dòng)（CS1-CS2指令）或退出（CS3-CS4指令）命令，控制器接收到指令后，根據(jù)指令性質(zhì)執(zhí)行相應(yīng)的內(nèi)部程序，然后控制器輸出相應(yīng)的點(diǎn)火器打火、開氣閥、開油閥或停止點(diǎn)火、關(guān)油閥、關(guān)氣閥的指令。視頻火焰檢測(cè)控制器由火檢信號(hào)強(qiáng)度分析儀（單片機(jī)1）、控制器（單片機(jī)2）兩部分構(gòu)成，在首次點(diǎn)火過程完成后，火焰檢測(cè)單片機(jī)1對(duì)火檢信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行分析比對(duì)，并輸出一個(gè)開關(guān)量給控制器（單片機(jī)）2的火檢輸入端，根據(jù)該開關(guān)量的狀態(tài)（閉和則其輸入為高電平，斷開則其輸入為低電平）來判斷燃燒狀況，作出是否重新啟動(dòng)點(diǎn)火器的決定（此時(shí)氣閥和油閥由于首次點(diǎn)火過程的控制已處于開狀態(tài)，并且無論油槍是否著火，在控制單片機(jī)2或DCS沒有發(fā)出退出指令之前，氣閥和油閥始終處于開狀態(tài)），若輸入信號(hào)為高電平則判斷為燃燒正常，不需要重新點(diǎn)火；若輸入信號(hào)為低電平則判斷為沒有著火，需要重新啟動(dòng)點(diǎn)火裝置進(jìn)行二次點(diǎn)火，如果連續(xù)三次（間隔不超過30秒鐘）點(diǎn)火后，控制器的輸入端還處于斷開狀態(tài)，亦即油槍沒有正常燃燒，則火檢系統(tǒng)判斷為本次點(diǎn)火失敗，發(fā)出點(diǎn)火失敗信號(hào)，小油槍整體退出工作狀態(tài)。如需再次點(diǎn)火，需由DCS重新發(fā)出啟動(dòng)點(diǎn)火指令。如果在正常運(yùn)行過程中，小油槍突然滅火，那么火焰檢測(cè)控制器監(jiān)測(cè)到這一信息后則立即啟動(dòng)“開點(diǎn)火器程序”，12 節(jié)能科技輸出啟動(dòng)點(diǎn)火器指令，點(diǎn)火器打火，系統(tǒng)重新點(diǎn)火；重復(fù)上述過程。為了保護(hù)高能點(diǎn)火裝置，所以規(guī)定連續(xù)點(diǎn)火次數(shù)不超過三次，因?yàn)辄c(diǎn)火器在點(diǎn)火過程中釋放的高能電量，使打火裝置、傳輸電纜和點(diǎn)火槍槍頭急劇升溫，持續(xù)高溫容易將其燒毀。第三節(jié)、控制系統(tǒng)的電氣參數(shù)一、控制柜電氣接口規(guī)格輸入電壓：220VAC，10A輸出信號(hào)：干接點(diǎn)240VAC，5A二、視頻火焰檢測(cè)控制器視頻火焰檢測(cè)控制器使用攝象機(jī)進(jìn)行圖像采集，輸出VGA視頻信號(hào)，一路送至顯示器供運(yùn)行監(jiān)控，一路經(jīng)處理器進(jìn)行處理后送出控制信號(hào)并以開關(guān)量的方式輸出表明火焰狀態(tài)的信號(hào)。攝象頭分別安裝在相應(yīng)監(jiān)控的燃燒器側(cè)面。電氣接口規(guī)格攝像頭：輸入：12VDC，+10%，-15%；輸出：VGA視頻信號(hào)控制器：輸入：220VAC輸出：220VAC，2A（火焰繼電器，SPST，N.O.）240VAC，2A（故障繼電器，SPST，N.C.）三、高能點(diǎn)火裝置a、高能點(diǎn)火器產(chǎn)品采用電容儲(chǔ)能放電形式，具有能量大、效率高、抗污染能力強(qiáng)及安裝操作簡(jiǎn)便等特點(diǎn)。技術(shù)參數(shù)：輸出電壓DC2500V火花頻率20/S儲(chǔ)能10J工作電流3A電氣接口規(guī)格：輸入電壓：AC220V，2A，+10%，-15%12 節(jié)能科技b、點(diǎn)火槍點(diǎn)火槍采用半導(dǎo)體陶瓷表面放電燒蝕結(jié)構(gòu)，單個(gè)火花能量達(dá)焦耳數(shù)量級(jí)，且具有起始發(fā)火電壓低、耐結(jié)焦、抗污染、壽命長等特點(diǎn)。c、高壓電纜高壓電纜用于聯(lián)接高能點(diǎn)火器與點(diǎn)火槍，以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火能量的可靠、低損耗傳輸，且可屏蔽點(diǎn)火能量的雜散輻射，防止對(duì)其他現(xiàn)場(chǎng)電子設(shè)備的電磁干擾。四、油快關(guān)球閥油快關(guān)閥為德國產(chǎn)氣動(dòng)球閥，具有關(guān)、開閥位狀態(tài)，結(jié)合控制邏輯可實(shí)現(xiàn)控制燃油主管路的通斷，并能提供FSSS系統(tǒng)接入信號(hào)。技術(shù)參數(shù)產(chǎn)地德國公稱通徑15mm開關(guān)時(shí)間≤1.0s工作電源AC220V±10%介質(zhì)溫度225℃介質(zhì)壓力4.0Mpa閥體材料1Cr18Ni9Ti電氣接口規(guī)格輸入電壓：220VAC，0.45A輸出信號(hào)：干接點(diǎn)240VAC，2A五、液位開關(guān)音叉式液位開關(guān)為一種新型結(jié)構(gòu)、機(jī)理的液位開關(guān)，它能取代任何一種形式的液位開關(guān)，廣泛應(yīng)用于石化、電力、冶金、輕工、建材等行業(yè)中。技術(shù)參數(shù)：產(chǎn)地北京明日絲路物位傳感技術(shù)有限公司型號(hào)LS-YC電源電壓AC220V50Hz或DC24V響應(yīng)時(shí)間約1秒功耗1W輸出方式繼電器輸出AC220V/3A，DC24V/3A12 節(jié)能科技第三章火檢系統(tǒng)前面已經(jīng)敘述了火檢系統(tǒng)的工作原理，下面重點(diǎn)介紹火檢面板組成、火檢控制邏輯及時(shí)序圖一、火檢面板火檢系統(tǒng)由火焰檢測(cè)器和控制器組成，火檢面板上的指示燈就是由火焰檢測(cè)器的輸出來驅(qū)動(dòng)的，每10個(gè)一組形成一排，發(fā)光時(shí)呈現(xiàn)紅色，表示一個(gè)角的火焰狀態(tài)，油槍運(yùn)行時(shí)，當(dāng)被點(diǎn)亮的指示燈超過三個(gè)時(shí)，表示油槍著火正常，低于三個(gè)亮度時(shí)，表示此次點(diǎn)火失敗。還有四個(gè)指示燈，其中一個(gè)綠的是電源指示，一個(gè)紅的在點(diǎn)火器打火的時(shí)間段內(nèi)閃爍，閃爍頻率為一秒，打火停止，閃爍結(jié)束，表示點(diǎn)火器工作正常。另外一個(gè)紅燈是報(bào)警指示燈，在點(diǎn)火失敗時(shí)點(diǎn)亮，表示點(diǎn)火操作失敗。二、火檢面板信號(hào)說明輸入信號(hào)：DCS至視頻火焰檢測(cè)控制器的輸入信號(hào)：（1）啟動(dòng)油槍指令DH（指令）（2）停止油槍指令（MH指令）就地設(shè)備至視頻火焰檢測(cè)控制器的輸入信號(hào)：視頻VGA信號(hào)輸出信號(hào)：視頻火焰檢測(cè)控制器至就地設(shè)備：（1）開點(diǎn)火器（2）開油閥，氣閥視頻火焰檢測(cè)控制器至DCS：油槍工作（著火正常）指示（FS1-2信號(hào)）、滅火指示（FS3-4）；2、信號(hào)解釋（1）啟動(dòng)油槍指令和停止油槍指令來自遠(yuǎn)方控制系統(tǒng)，視頻信號(hào)來自攝象機(jī)。（2）開點(diǎn)火器和開油閥，氣閥指令到輸出繼電器，輸出繼電器控制控制柜內(nèi)繼電器吸合或斷開，以驅(qū)動(dòng)點(diǎn)火器和油閥，氣閥線圈，油槍工作指示輸出節(jié)點(diǎn)接通DCS板卡內(nèi)的電源回路，驅(qū)動(dòng)DCS畫面上的指示燈。（3）火檢自動(dòng)控制邏輯如下：12 節(jié)能科技單片機(jī)控制邏輯圖單片機(jī)時(shí)序圖第四章、氣化小油槍系統(tǒng)的投運(yùn)步驟及日常維護(hù)12 節(jié)能科技一、氣化小油槍系統(tǒng)在按照其技術(shù)規(guī)范調(diào)試完成后，要投入運(yùn)行狀態(tài)，投運(yùn)的步驟如下：1、氣化小油槍在投入運(yùn)行前，首先要啟動(dòng)控制系統(tǒng)，打開1#、2#主油閥，然后開啟主油路一次門、二次門，關(guān)閉單角油路上的手動(dòng)球閥，逐角開啟單角氣動(dòng)球閥，使油充滿單角油管路，重點(diǎn)檢查油路有無泄漏的地方，如有泄漏必須立即處理；2、啟動(dòng)助燃風(fēng)機(jī)；3、開啟單角點(diǎn)火器、油閥、氣閥；4、停止時(shí)，先停油閥，稍后停止氣閥；二、小油槍點(diǎn)火失敗原因：1、油槍槍嘴堵塞；2、單角油閥沒有打開；3、點(diǎn)火器不打火；4、濾網(wǎng)堵塞；5、沒有霧化空氣或壓縮空氣壓力調(diào)整的不合適。6、蓄能器內(nèi)無油，即1#或2#總油閥中有一個(gè)沒有打開；三、小油槍系統(tǒng)的維護(hù)1、定期清理濾網(wǎng)2、定期清理槍嘴；3、定期清掃攝象機(jī)玻璃罩上的灰塵；保證攝象機(jī)能夠攝取清晰的圖像，并有足夠的冷卻風(fēng)為攝像機(jī)降溫。編制周向明2006年7月24日12