摘 要
本文给出了一种煤粉工业锅炉的一键点火控制系统，集中讨论了无人干预条件下的自动点火控制流程。在详细分析各执行元件的启动停止条件的基础上，综合考虑各执行机构的次序和锅炉运行及环境参数，分两个子系统控制点火流程，并采取了元件间的耦合控制策略。最后基于西门子PLC搭建起了硬件系统，实现了锅炉自动化点火。
【关键词】点火控制系统 系统结构 自动化点火
煤粉工业锅炉在我国日趋成为旧式锅炉的替代品。目前国内燃油燃气锅炉都有成熟的点火熄火控制保护装置，但煤粉工业锅炉作为一种新型燃烧技术锅炉，点火控制还停留初始阶段，并没有专用的一键点火控制策略，这对于煤粉工业锅炉来说是一个短板，影响锅炉运行效率，锅炉运行的安全系数也不高。
1 启停系统构成
煤粉工业锅炉点火流程涉及设备和参数较多，不仅需要严格依照顺序进行，同时也需要监测过程中相关指标以保证安全，在启停过程中，每部分的启动和停止均与整体环境参数、其他部分状态密切相关。
点火系统主要由六个子系统构成，包括：点火器、供气系统、供油系统、配风系统、检测系统以及供料系统。其中点火器为点火电极，提供高压电弧，产生电火花；供气系统为燃气阀，控制燃气供给；供油系统包括燃油泵、燃油阀，控制燃油供给；配风系统包括引风机、鼓风机、二次风阀、一次风机，保证点火过程中炉膛内的负压状态；检测系统包括炉膛温度传感器、火焰检测传感器、燃油压力传感器、锅炉出口水温、风阀开度等，监测环境变量，传给上位计算机进行分析；供料系统为给料器、锁气阀，控制火焰稳定后煤粉的供给。
2 各系统启动和停止流程
当控制系统切换为远程时，可以开始一键点火控制，为保证安全，各子系统需满足一定条件才可启动；同时当其他子系统出现问题，或参数异常时，需要立即停止点火。
2.1 配风系统
点火启动流程：当二次风阀开度正常后，启动引风机，保持一段时间至引风机频率达到额定值，开启鼓风机，而后延时10秒。燃油阀开启30秒、炉膛温度上升2度、油气混燃5分钟、并且火焰强度大于95%后，允许开启一次风机。
停止流程：给料机停止60秒后，停止一次风机，一次风机停止5分钟后，鼓风机停止，延时10分钟后，引风机停止。其中联锁保护原则为：当引风机故障时，停止鼓风机；同时，鼓风机或引风机故障时，停止一次风机。
2.2 点火器
点火信号发出后，点火器启动需要满足以下条件：启动吹扫完毕、一次风机停止、给料机停止、引风机频率在20HZ（允许正负1hz误差）、二次风阀开度15%（允许正负%2误差）、燃气压力大于60kpa，并且点火次数少于等于3次。点火器启动后，延迟10秒关断。
2.3 供气系统
点火器运行后，首先开启燃气阀，将液化天然气点燃，而后开启燃油阀点燃燃油，最后启动给料器，在油气混燃烧三分钟后关闭燃气阀。关闭条件为：在燃气阀开启延时12秒后，查看火焰检测器，火焰强度低于80%，或燃油泵运行信号下降沿来临时，关闭燃气阀。
2.4 供油系统
当燃气阀启动后10S后，火焰强度大于90%，开启燃油泵，而后保持火焰强度的同时，检测燃油压力达到1.0MPa后，开启燃油阀。停止条件为：燃油阀关闭后，或燃油泵运行70秒且燃油阀未启动，同时燃油压力低于1.0Mpa时，关闭燃油泵；燃油阀开启一分钟后，若炉温升高温度低于2度，或给料器运行信号下降沿来临时，关闭燃油阀。
2.5给料系统
当锁气阀运行延时10秒，燃油阀处于开启状态，火焰强度达到98%以上，并且燃油压力大于1.0Mpa时，开启给料器，由一次风将煤粉吹入锅炉并点燃。下列状况发生时，联锁保护机制启动，停止给料器：（1）给料器启动后30秒后炉膛温度上升幅度小于2度；（2）给料器启动后30秒后氧含量降低少于1%；（3）引风机故障；（4）鼓风机故障；（5）一次风机故障；（6）锁气阀故障；（7）锅炉出口水温超过设定值。
3 控制流程
如图1所示。
4 总结
本文介绍一种煤粉工业锅炉的一键点火控制系统，分析点火系统各部分的启动和停止条件，采用顺序流程控制的方法依次执行配风吹扫和锅炉点火，将各执行模块耦合考虑以实现联锁保护，并基于PLC搭建了硬件控制系统。本文在保证安全性的基础上，实现了无人干预情况下的煤粉工业锅炉一键点火控制。
参考文献
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作者单位
1.煤炭科学研究总院节能工程技术研究分院 北京市 100013
2.煤炭资源开采与环境保护国家重点实验室 北京市 100013
3.国家能源煤炭高效利用与节能减排技术装备重点实验室 北京市 100013