直燃式點火器在高爐煤氣放散點火系統的應用

文/范保昊 范中偉

本文作者供職于安鋼集團信陽鋼鐵有限責任公司 。

對高爐煤氣放散塔燃燒器的改造——本文主要介紹FYZR-IG等離子激火器的工作原理和結構組成及在高爐煤氣放散點火系統應用后出現的故障現象及原因分析。

某鋼鐵公司煉鐵作業部高爐煤氣放散點火塔，原采用焦爐煤氣助燃來把高爐煤氣點燃。當煤氣壓力達到放散值時，煤氣調節閥自動打開，用焦爐煤氣燃燒來點燃高爐煤氣，一旦焦爐煤氣停氣，該裝置無法直接點燃高爐煤氣，直接放散到空氣中，對環境造成一定的污染，而煤氣壓力高時若不及時放散對公司煤氣管網沖擊較大，存在較大的安全隱患。由于原焦爐產能淘汰被迫停產，無焦爐煤氣使用，原來的焦爐煤氣伴燒氣源被切斷，因此對高爐煤氣放散塔燃燒器改造。

工作原理及組成

FYZR-IG等離子激火器具有單路輸出高壓功能，是利用特殊工藝制成的升壓變壓器，由高壓發生部分和高壓調理部分組成，采用環氧樹脂真空灌注而成。高壓發生部分主要將220 V交流電提升至15 000 V 高壓電。高壓調理部分是對高壓發生部分的補充，消除負載回路中分布電容或分布電感的影響，同時，對輸出高壓電流進行調整，防止輸出短路或過載損壞。高壓調理部分將產生的高壓15 000 V進一步提升到雙路30 000 V，穩定地提供給高爐點火器進行點火。

系統主要配置及作用

防風式燃燒器

防風式燃燒器是安裝在放散管頭部的，對放散的煤氣進行有效充分的燃燒，林格曼黑度≤1也是起到煤氣防回火的一個主要設備之一。在每一個火炬燃燒器上配置3套直燃式點火嘴，均布在火炬頭頂部；點火氣源采用自身的放散煤氣。

火焰探測組件

放散火焰檢測器是來判斷是否點燃的設施，它是構成自動點火系統的關鍵信號源。本系統在每個直燃式點火嘴內各安裝一只熱電偶作為點火焰檢測的信號。

高溫高壓支撐系統

從等離子激火器到點火嘴的高壓引線和支撐引線的部分稱為高壓支撐系統。一般將靠近放散管頂部約10 m段稱為高溫易腐蝕段，以下10 m段稱為次高溫段，高溫段受大火襲擊的可能性最大，要求高壓支撐系統必須抗腐蝕，耐高溫的沖擊和溫度的急劇變化，本系統有效地解決了這一技術難題。

點火控制柜

主控制內安裝有PLC和各種信號處理器、驅動器、電源等，控制器面上有各種信號指示燈、按鈕、硬手動點火開關等?？刂破魇窃撓到y的控制核心，已形成了一個獨立系統，只需要給AC220V單相交流電源連接各種現場輸入輸出控制信號，便可以獨立工作。

現場氮氣吹掃系統

在點火后利用氮氣對放散管進行吹掃，主要由電控閥門和手動閥門組成的一路控制管路，稱為防回火系統，其作用是點火裝置中最重要的防回火設施。

常見故障及如何排除

固定點火嘴的石英絕緣子損壞

固定點火嘴石英絕緣子偶爾會出現由于兩頭緊固螺釘過緊，熱脹冷縮會造成炸裂損壞，因此安裝時松緊度要適可而止，并增加防緊固螺釘松動裝置。

支撐高壓瓷瓶及高壓點火線損壞

固定高壓點火線的高壓支撐系統絕緣瓷瓶炸裂，特別是冬天結冰容易凍炸，高壓點火線松緊度要適中，防止熱脹冷縮較緊而易斷或較松導致容易發生短路現象；高壓輸出端連接線處要絕緣處理，防止風力擺動或絕緣破壞發生接地現象。雨水凝露天氣會影響放電，特別是冬天應防止瓷瓶結冰爬電，漏電現象發生造成點不著火。

激火器無高壓輸出

用高壓輸出電纜對地點火觀察是否有激火現象，可以判斷激火器好壞。先將激火器引出的高壓輸出電纜接到高壓點火電極，擰緊壓緊螺母和防爆軟管的接頭，然后安裝好蓋，鎖緊螺釘即可。電纜連接在高壓輸出端時必須接牢固，并用U 形卡鎖緊接頭。

無溫度顯示

首先檢查熱電偶及線路是否良好；火焰探測熱電偶損壞，由于風向問題會把背風面火焰探測熱電偶引出的補償導線燒壞，其實現場已點著火，由于檢測熱電偶損壞，檢測不到火焰溫度，給值班人員造成沒點著火的假象。因此，使用長度稍長的熱電偶，將熱電偶偶頭接盒遠離熱源，這樣即使在背風面也不會把引出線燒壞。

PLC柜控制繼電器損壞

PLC柜控制繼電器損壞，煤氣壓力達到放散點火要求，但系統無點火信號輸出，可把點火繼電器多余的觸點串到一起，某一副觸點損壞，仍然可以繼續安全運行，所以平常要多加強點檢，發現觸點故障，利用運行間隙立即換掉；或者用點火繼電器控制AC220V交流接觸器代替點火繼電器，這樣可以很有效地保證點火效果，延長點火繼電器使用壽命。

助燃催化劑較少、P L C損壞、煤氣調節閥損壞

催化劑要每半年到現場查看損耗情況，當剩余只有1/3左右時要及時更換。PLC程序丟失或損壞及硬件損壞、放散時煤氣調節閥動作不正常均會造成點火不成功。

點火嘴損壞或距離不合適

檢查高壓電極點火嘴是否燒損或離火炬頭距離不合適，點火距離要保持在2 mm左右。該點火器采用高電壓低電流點火，距離較遠不產生火花或火花較弱，距離較近會造成電極短路均會造成點火不成功，所以要選擇合適的點火間距。

結語

直燃式點火器在信鋼高爐煤氣放散點火系統改造后已使用一年有余，當高爐煤氣放散時，自動點燃放散的低熱值高爐煤氣。當高爐煤氣流速變化或火焰溫度場發生變化時，仍能保持安全可靠的充分燃燒，為公司有效地緩解了煤氣管網的安全壓力。 ●