锅炉的点火程序与应用1.doc

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锅炉的点火程序与应用

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Theboilerisakindofenergyconversiondevices,theenergyinputtotheboilerarethechemicalenergyofthefuel,power,hightemperaturefluegasheat,andaftertheformsuchasboilerconversion,outwardoutputhascertainheatsteam,hightemperaturewaterororganicheattransfermaterialheater.

Theboilerisusingfuelorotherenergyheatheatingwaterbecomehotwaterorsteammechanicalequipment.Pottheoriginalmeaningistopointtointhefireheatedwatercontainers,furnacereferstotheplace,boilerburningfuelPOTSandfurnacetwomostinclude.Boilersinhotwaterorsteamproducedcanbedirectlyforindustrialproductionandpeople'slivingprovideneededheatenergy,canalsobeconvertedtosteampowerdevicebymechanicalenergy,oragainthroughthemechanicalenergyconversiontoelectricitygenerator.Providehotwaterboilercalledhotwaterboiler,mainlyusedforlife,inindustrialproductionwithsmallapplication.

目录

摘要2

第一节油田注汽锅炉概述3

第二节点火程序器6

第三节启动点火7

第四接锅炉的运行10

第五节锅炉的停运11

第六节设限报警13

第七节一般故障17

总结19

谢辞20

参考文献21

第一节油田注汽锅炉概述

油田注汽锅炉是蒸汽热力采油的关键设备，随着热采规模的不断扩大，油田注汽锅炉的使用越来越多。

所有的油田注汽锅炉其基本结构布置是一样的，都是由锅炉本体设备和辅助设备两部分组成的。

水汽系统：

辐射段、对流段、换热器

锅炉本体设备燃烧系统：

燃烧器

炉壳和炉衬

油田注汽锅炉燃烧设备：

油过滤器、油加热器、天然气分离器等

供仪用风设备：

空压机、干燥器等

锅炉辅助设备锅炉附件：

安全阀、自力式压力调节器、截止阀等

动力电器系统：

空气开关、磁力启动器、电动机等

仪表与自控系统：

压力表、温度表、调节器、报警开关、微机等

油田注汽锅炉是为注蒸汽热采而专门设计的一种新型工业锅炉。

因油田注汽锅炉必须将它产生的蒸汽强制送入地下油层，所以它的设计工作压力须不小于地层内部压力。

锅炉给水泵就是油田注汽锅炉产生高压的设备，锅炉给水泵一般为柱塞泵。

在柱塞泵的作用下，从水处理来的软化脱氧水被强制依次通过预热器、对流段、辐射段各受热面，达到要求的蒸汽质量注入地下。

从工作原理上讲油田注汽锅炉是一种高压直流锅炉。

直流锅炉要求很高的给水品质，为了尽量降低对给水的要求，从而简化注汽锅炉配套的水处理设备，油田注汽锅炉一般设计成生产干度为80%的湿饱和蒸汽。

在注汽锅炉出口蒸汽中至少有20%的炉水可溶解各种残余盐分，这样即能最大限度地提高送入地下每公斤蒸汽的热量，又最大限度地在低廉的水处理设备基础上保证了锅炉的安全运行。

油田注汽锅炉配有较高的自动控制系统。

锅炉设计有自动点火、自动运行管理和自动停炉装置。

只要在点炉前做好准备，按要求设置各控制开关的位置，锅炉可自动完成点火全过程。

在运行过程中，锅炉自动调节系统能维持锅炉在给定的工作压力下工作。

燃料自动跟踪系统可自动跟踪水量的变化而变化燃料量和鼓风量，以确保锅炉蒸汽出口干度在要求的范围内波动。

同时自动检测压力、温度、灭火等参数，发现超限和不正常立即发出停炉信号自动停炉后吹扫。

此外油田注汽锅炉上大量使用了自立式压力、温度调节器，不需要外加能源，独立完成各种类型控制，控制方式简单方便、可靠，很少出现故障，维修工作量也很少。

锅炉给水、燃料和电源的稳定并及时连续供应，是锅炉安全、连续正常运转的重要因素。

给水保质保量的供应。

保质即给水水质必须合格。

假如给水中含有硬度，锅炉炉管将迅速积垢，导致被迫停炉酸洗。

勉强坚持运行则必须引起爆管。

给水中若含氧，将导致氧腐蚀，腐蚀产物堵塞管路等，使锅炉运行不正常，长期下去炉管被腐蚀的越来越薄，最后引起爆管。

保量即保证向锅炉供应足够的水量。

给水中断或供水不足会引起给水泵出现气穴现象，引起剧烈振动损坏压力表和管线等，而且会造成停泵停炉，使锅炉在热状态下突然停炉，炉管得不到冷却，降底了炉管的使用寿命。

燃料燃料供给必须清洁、连续、含水不过量。

燃料中含有杂质会堵塞管路，如果过滤器不可靠，这些杂质会聚积在油嘴内引起火焰变形，危及锅炉安全运行。

燃料供应中断或不足将导致锅炉停炉，燃料中含有过多的水会造成熄火停炉。

此外，还应特别注意燃料热值成分的稳定。

这是因为注汽锅炉一般采用机械连杆系统水火跟踪的办法来间接控制锅炉的蒸汽出口干度。

假如燃料热值明显增加，同样的连杆位置将使进入的燃料热值增加，严重时引起炉管过热甚至爆管。

电源电源电压和频率要稳定。

低于45赫兹的电源干扰将引起安全控制锅炉。

低电压会引起电机过热和其它控制不佳，特别是电感装置，如电磁阀等。

严重的低电压（20%或更底）就会立即造成停炉并可能损坏零部件。

而高电压则一定会损坏零部件而后停炉。

第二节点火程序器

点火程序器是油田注汽锅炉程控中的一个重要元件，它能自动执行点火全过程。

油田注汽锅炉上使用的点火程序器主要有三种，下面将分别作一介绍。

一、Honeywe11R4140L1105点火程序器

（一）点火程序器结构组成

图18—1所示为R4140L1105点火程序器结构组成示意图。

点火程序器主要有以下几部分组成。

1.继电器;1K、2K、3K、三个继电器和一个4K热继电器（30秒动作），工作电源～120V。

图25—1R4140L1105点火程序器结构组成示意

2.电源变压器：

由120V变为22.5V、200V供给插入式放大器及紫外线火焰监测器使用，

3.插入式放大器：

将火焰监测器送来的信号放大后推动继电器2K动作。

4.凸轮程序开关：

19个电接点，构成时间程序动作，由计时马达带动。

5.同步计时电机：

120V60HZ120秒

120V50HZ144秒

（二）点火程序器配套设备

与点火程序器配套使用，共同完成锅炉点火过程控制的配套设备主要有：

1.紫外线火焰监测器：

监测器接受光信号并将其转化为电信号输出。

2.点火变压器：

120V变为6000V，电极间隙1.6～2.4mm。

3.引燃电磁阀;60～80″引燃期间打开

4.主燃料阀：

包括燃油阀、燃气阀（电动打开，停炉快关）。

5.吹扫电磁阀（VBP）：

前吹扫期间控制风门打开。

6.调火电磁阀（VBP）：

95″后打开进行自动调火。

7.气马达行程开关：

大火位置开关与小火位置开关

8.灭火报警系统（VB4）：

灭火30秒后发出报警停炉信号。

（三）点火程序器功能

1.控制自动点火全过程：

包括前吹扫、点引燃火、点主燃火、引燃火灭、自动调火、正常运行六个步骤。

2.前吹扫期间发现炉膛有火禁止点火，并报警停炉，自动回零等待重新启动。

3.前吹扫期间，风门未打开不能点火，计时器停。

4.吹扫结束，风门未全关闭不能点火，计时器停。

5.引燃火没点着，主燃料阀不开，并报警回零。

6.到预定时间，主火焰没点着，灭火报警自动回零。

7.运行中发生灭火，自动关闭燃料阀，30秒后发出报警停炉信号，程序器自动回零。

8.报警停炉后，自动关闭风门进行吹扫，程序器回零。

第三节启动点火

1、启动系统：

接通电源开关，电源指示灯亮并发出声光报警，数秒后触摸屏自动进入系统流程主界面。

⑴请点击进入“参数设置”界面，点击『报警消除』按钮屏蔽声光报警及警示信息。

⑵点击用户登陆，在弹出窗口中输入用户名及密码，登陆用户。

初始用户名为默认名称“负责人”，密码为空（无需输入密码）。

2、参数设置：

启炉前，需进行有关参数设置：

⑴进入“参数设置”界面，设定一级警报限值、二级警报限值为正确数值（可参考报警保护参数设置附表），设定完成后点击『设定值确认』按钮将输入的设定值写入PLC保存并生效。

⑵进入调节控制界面，正确设置水量调节器、火量调节器、

①水量调节器参数设置：

水量大小的调节是通过调节变频器频率来实现的。

使用『手动』调节方式时，在手动输入窗内输入所需频率的百分值；使用『自动』调节方式时，在水量设定窗内输入所需要的水量值，系统会自动计算相应的频率值输出给变频器。

火量调节器参数设置：

选择手动时只需要设置适当的火量比值，火量操纵量会根据比值自动计算，并输出给火量执行机构；使用火量跟踪干度之前，需要正确设置PID参数，点击火量调节器栏内的『PID参数设置』按钮，弹出PID参数设置窗口，依次输入SV（设定值）、P（比例值）、I（积分时间）、D（微分时间）、DB（死区）的参数值，完成后点击确定使设定的PID参数生效并关闭此弹窗。

注意：

ü所有控制器在使用闭环反馈控制时必须正确设置PID参数。

⑶进入点火启炉界面，正确设置各功能开关及部分参数。

①一般情况下，后吹扫风门开度设定为20%。

①启炉初期，应将“蒸汽压力低旁路”、“压阻高报警”及“蒸汽过热报警”置于『关』位置，等到启炉过程结束、系统正常运行时再设置为『开』。

所有参数设置完成后，点击『启炉/复位』按钮，刷新当前警报状态，若所有参数达到启炉要求，系统信息会显示“联锁正常，系统待命...”，否则会提示联锁断开。

3、准备点火：

1）依次将供水泵---自动、鼓风机---自动、调速方式---触摸屏、点火界面内开关：

水量执行方式---工频或变频（正常为变频位）。

天然气开关--开，调火开关---断；蒸汽压力低旁路---通、延长引燃开关--断，点火开关---通、按复位按钮、联锁指示灯亮、柱塞泵、鼓风机依次启动，

2）打开引燃管线阀门，确保引燃管线通畅且引燃气供给正常。

3）启动点火：

当联锁灯亮起，表明系统所有一级警报被排除，具备点火启炉条件，此时点击『启炉/复位』按钮，系统进入全自动点火过程。

⑴前吹扫：

总长300秒，指示面板前吹扫灯亮起，操作屏系统信息显示“前吹扫中，请耐心等待...”,前吹扫进度条动态显示前吹扫进度。

⑵预吹扫：

点火程序器启动，风门处于最大位时指示面板预吹扫灯亮起，风门关闭等待时间约45秒。

操作屏系统信息显示“预吹扫中，风门到达点火位后开始点火！

”。

⑶点火：

点火变压器带电，火花塞产生电火花并开启引燃阀，建立引燃火。

操作屏系统信息显示“点火中，正在建立引燃火”。

⑷引燃：

引燃电磁阀打开，指示面板引燃灯亮，引燃火稳定后开启主气阀，建立主燃火。

操作屏系统信息显示“引燃中，正在建立主燃火”。

⑸主燃：

主燃电磁阀打开，指示面板主燃灯亮起（即主气阀灯亮）。

操作屏系统信息显示“主燃火已经建立！

”。

⑹调火：

主燃火稳定后发出调火信号，火量调节器输出信号有效，可进入“调节控制”界面调整火量。

操作屏系统信息显示“火量调整，已经开始火量调节”。

⑺运行：

主火焰持续稳定，燃烧器进入正常运行状态，此时可进入“调节控制”界面对水量、火量等进行调节控制操作。

操作屏系统信息显示“运行中…”。

⑴炉体升温：

若锅炉处于冷态（即长时间停炉，炉体温度较低的状态），应放慢提升火量的速度，将蒸汽出口升温速度控制在5℃/min以内，直至蒸汽出口温度高于200℃。

⑵提升干度：

继续提升火量，当辐射段出口干度大于50%、蒸汽出口压力高于3MPa时，注意观察辐射段工况。

4、调节干度：

根据手动测量蒸汽出口干度值或系统显示的辐射段干度值适当调整火量，使辐射段出口干度稳定在70-75%左右。

若干度受到燃料及其他环境因素干扰，可将火量跟踪方式转为跟踪『干度』，整定适当的PID参数，使系统自动消除干扰，以保证稳定、高品质的注汽质量。

5、投注：

产生一定负荷的蒸汽后可以进行投注，投注时要先打开注汽截止阀，再慢慢关闭排空阀，在此过程中应注意观察注井蒸汽压力等情况，注井正常后适当调整负荷达到最佳注井工况。

注井升压过程中，注意观察各种情况变化，达到注井所需的各种负荷条件；

第四节锅炉的运行

1、运行中应记录的数据

⑴汽水系统各压力温度：

如相互压力降不断上升，表明管道内壁结垢在增多，达到一定值时控制系统会出现“压差报警”，须停运进行清洗；

⑵蒸发量：

该参数是湿蒸汽发生器的主要参数，计算注井当量；

⑶炉膛压力：

如炉膛压力回压上升，表明对流段内肋片管束积灰增多；或炉膛内燃烧不好。

（4）蒸汽干度：

蒸汽干度不能过高或过低，干度过低稠油采收效果不好，干度过高极易过热危及安全运行，根据注井地质状况，确定最佳蒸汽干度（70％--80％之间）；

⑹燃料量：

记录燃料的消耗量可以作为调整燃烧达到最佳状态的重要参数，也为计算运行成本提供依据；

⑺燃料压力和温度：

压力和温度的恒定是保持蒸汽干度稳定性的重要条件。

2、运行中的调整

⑴合理调节燃料与空气的比例，保持最佳的过剩空气系数；在合理调节最佳风量的基础上，还要合理调节湿蒸汽发生器燃烧量，以达到最佳比例，降低化学不完全燃烧时的热量损失；

⑵根据炉膛内的火焰形状、颜色、大小、长度进行调整，达到燃料趋于完全燃烧的工况，以减少热量损耗；

⑶根据烟囱排烟情况，无论大火或小火状态均不能冒黑烟或白烟，应重新调整燃烧比例，燃料压力和温度等；

⑷根据检测的蒸汽干度，调节水量与火量的比例，以使蒸汽干度达到注井的最佳值。

（5）对流段入口温度的调节方法

可通过调节旁通阀开度大小来调节对流段入口温度，如果对流段温度高，适当打开调节旁通阀，对流段入口温度低时则适当关闭调节旁通阀，温度最好控制110--120℃。

（6）如需调火，调水，点动调节控制，界面显示水量，火量，需把相对应的开关置于手动位置，点动想要调节的参数，画面出现键盘，输入数字以后按确认键即可。

要自动调节干度和水量。

需把相对应的开关置于自动位置点动想要调节的参数，画面出现键盘，输入数字以后按确认键即可。

（7）变频器报警的解决方法

如变频器报警，请关闭启动开关，再按控制盘上故障复位按钮，即可消除报警，在启动相应机泵。

如不能消除报警，请按变频器说明书解决报警故障，如不能解决请与销售代理商或生产厂家联系。

3、运行按以下要求，或执行所在地（国）锅炉运行有关规定

⑴运行期间，保持1小时检测一次干度；

⑵运行期间，保持1小时或2小时按日志表记录各点参数；

⑶运行期间，保持燃料压力、温度和供电电压恒定。

⑷运行期间，定时检查各机泵的润滑油液位以及电压、电流、温度及声音等。

第五接锅炉的停运

停运分为正常停运和紧急停运，无论哪一种停运，必须严格按规程进行操作。

否则，将会给蒸汽锅炉带来不可估量的损失，严重者甚至危及人身安全。

1、正常停运：

蒸汽锅炉因负荷减少或检修等原因而有计划停运称正常停运。

正常停运的特点是蒸汽锅炉由高温状态向完全冷却状态过渡，为防止停运中各部件冷热不均而发生泄漏和损坏，停运操作如下：

⑴降低负荷：

将火量跟踪方式转至『手动』，减小火量偏值降低火量至小火位；持续运行一段时间，直至辐射段干度降低至50%以下。

⑵灭火停炉：

按下『停炉维护』按钮断开系统联锁，主天然气供气阀门；灭火后系统自动进行20分钟后吹扫，同时柱塞泵鼓风机继续运行，风量与泵排量的大小应根据炉膛缓慢冷却原则来定。

后吹扫结束后，柱塞泵及鼓风机会自动停止；

⑶蒸汽排空：

灭火同时打开蒸汽出口放空阀门，关闭注汽阀门；

⑷断开电源：

后吹扫结束后，将控制面各设备控制开关置于『停止』位置，依次断开各一次、二次电源开关，使系统处于失电状态；

⑸整体扫线：

炉膛完全冷却后，应将炉水放尽，并对所有管路扫线。

2、紧急停运：

当运行过程中发生事故时，如不立即停运就有扩大事故甚至危及人员和设备安全的可能，因此必须立即停运。

亦称紧急停运。

⑴运行过程中遇到下列情况，必须紧急停运：

①柱塞泵损坏，无法供水；

②安全阀失效；

③蒸汽压力超过工作压力，安全阀已在排汽，燃料已减弱，并采用加强给水等措施后，蒸汽压力仍在上升；

④炉墙倒塌，外壳已烧红等严重威胁蒸汽锅炉安全运行；

⑤蒸汽锅炉受压元件损坏，危及人身、设备安全等。

⑵紧急停运操作：

①切断燃料来源，严防燃料进入炉膛，同时减少风机风量；

②打开人孔门强行送通行风，应注意操作安全；

③打开安全阀进行排汽；

④若蒸汽锅炉是因为停电而紧急停运时，应关闭蒸汽阀门，使锅炉炉管存有5-8MPa

⑤若蒸汽锅炉是因严重缺水而紧急停运时，严禁向炉内供水，以防止因缺水而过热的受热面遇水后产生急剧的应力变化，造成更大的事故。

第六节设限报警

1、助燃风压低：

此项报警是为了保证鼓风机在燃烧运行时负荷运转可提供足够的空气量；

2、给水流量低：

安装在给水流量差压信号出口,通过给水流量差压变送器实现报警，报警值在仪控盘上触摸屏内设定，此项报警是为了保证过热注汽锅炉在点火运行时必须满足最低量的给水；

3、辐射段出口压力高：

在辐射段出口处,通过压力变送器实现报警,报警值在仪控盘上触摸屏内设定，设限值略低于安全阀整定压力，此项报警是为了保证锅炉运行辐射段压力不超限而设计的；

4、过热段出口压力高：

在过热段出口处,通过压力变送器实现报警,报警值在仪控盘上触摸屏内设定，设限值略低于安全阀整定压力，此项报警是为了保证锅炉运行时过热段压力不超限而设计的；

5、蒸汽出口压力高：

蒸汽出口处,通过压力变送器实现报警,报警值在仪控盘上触摸屏内设定，设限值略低于额定工作压力，此项报警是为了保证过热注汽锅炉运行时蒸汽压力平稳不超限而设计的；

6、辐射段管壁温度高：

在辐射受热面出口管的外壁上装有检测温度的热电偶，报警限值在仪控盘上触摸屏内设定，设限温度值略高于管壁实际的工况温度。

根据所设位置的设限不同，此项报警是为了防止受热炉管在结垢到相当程度或炉管烧红时仍在运行而设的；

7、燃油压力低：

安装在燃油进炉管路95H调压阀后，通过压力变送器实现报警,设限值低于正常供油压力，此项报警是为了保证点火运行时有持续充足的燃料供给；

8、过热段出口温度高：

在过热段出口处安装一测量蒸汽温度的热电偶，在仪控盘上通过触摸屏内设定，可通过两种方式设定；

自动方式下，报警温度值根据锅炉运行压力自动啮合生成，在饱和态下，报警温度为对应压力下的蒸汽饱和温度+偏移度（5～10℃）；过热态下，报警温度为对应压力下的饱和温度+过热度（80℃）；手动方式下，报警温度由操作人员根据锅炉运行工况设定；

9、燃烧器故障:

点火程序器内部输出报警,在火焰监测器监视到炉膛存在火源、运行中灭火及点火失败均发出此项报警；

10、系统电源故障：

当电源突然中断并恢复后，系统内锁回路报警；

11、排烟温度高：

烟囟通道下端安装一测量烟气温度热电偶，在仪控盘上通过触摸屏内设定，设限温度值高于烟气流实际的过程温度，通常设限值在260℃；

12、辐射段出口温度高：

在辐射段出口处安装一测量蒸汽温度热电偶，在仪控盘上通过触摸屏内设定，报警温度值根据锅炉运行压力自动啮合生成，为对应压力下的蒸汽饱和温度+偏移度（5～10℃）；

13、燃烧器温度高:

在燃烧器瓦口处安装