浅谈直燃法煤气放散点火系统

刘松灵贺桂生

摘要：放散点火系统是用于转炉煤气回收进行煤气放散时点火燃烧的系统，最常见用于各大钢铁行业的炼钢厂。主控系统获得启动点火信号后，立即启动直燃式点火器点火，引燃放散煤气，安装在放散管燃烧器旁的火焰探测系统时刻监测着火焰情况，高直燃式点火器点燃后，点火器停止工作，直燃式燃烧器继续工作，直到该放散管放散工艺过程结束。

直燃法煤气放散点火系统的能源来自于日常转炉OG系统回收煤气的自产煤气，自给自足。在出现煤气放散的情况下能使煤气充分燃烧后变为达标气体排入大气，既维护了工厂方面的生态环境，又确保了煤气放散经燃烧之后无大量有毒有害气体残留飘散至岗位工作人员作业区域，保障岗位工作人员身体不受到伤害。

在冶金产品的制作过程中产生的废气对环境污染严重，一般均采取高空焚烧的办法消除废气。各个转炉炼钢厂都有转炉煤气放散塔，其高度一般为30到90米，大多采用各种可燃介质作为长明火，随时点燃相对应放散管放散的转炉煤气，为节约能源，采用安全可靠，便于安装及维护，并实现PC程序控制的直燃法，以达到保护环境的目的。

一、系统的工作流程

目前，转炉煤气放散管的放散条件分别取决于吹氧过程中CO含量和O2含量的高低等控制放散参数；每个放散管对应有一个三通阀控制，三通阀的开、关由其自身控制系统控制。直燃式自动点火伴烧系统的启动点火信号，来自现有一次除尘系统对现有系统吹氧过程中CO含量、O2含量的高低（此信号可根据工艺需要分别调整）或三通阀的开，关信号以及吹氧过程中下枪的信号的判断。启动点火信号分别与放散管的放散相对应。一般做法是：当CO含量≧15%且放散三通阀处于放散位置时点火伴烧，当其中任何一个条件不满足时停止点火伴烧。

回收转放散工况时，启动点火信号，主控系统获得启动点火信号后，向高压变压器送AC220V交流电，高压变压器产生的高压电通过高压电缆送给高空点火伴烧器内的电梯发弧发生装置，产生面状电弧，同时放散的转炉煤气自动被引入至加热器，从加热器出来引入直燃式点火器内部，在加热器，点火器共同作用下，从高空点火伴烧器上部喷出火焰，为了进一步节约电能，当火焰探测器获得火焰信号时停止发弧但伴烧依然进行，直到放散煤气中的CO含量过低时自动熄灭.本系统主要有安装在放散管头部的直燃式高空点火伴烧器；火焰探测器及高压发生器；高压电缆及支撑组件；点火伴烧主控器柜和现有的DCS系统组成。

煤气放散结束时，放散烟囱中残留的气体为煤气成分，入处在点燃状态下，将造成回火，爆炸现象.为确保安全，应把放散烟管中的煤气用氮气吹扫置换掉，置换时间，氮气冲入速度应保证稀释后的混合气体从燃烧器的排出速度大于煤气的火焰传播速度。氮气吹扫电动球阀连锁启动。当调节阀关闭时开度小于3%时如处在点燃状态下，将造成回火，氮气吹扫电动球阀应立即连锁启动，防止回火发生。同时煤气放散系统主体设备设置凝液、雨水排放口；

火炬燃烧装置设有两种点火模式：自动点火、手动点火；程控柜安装在煤气净化控制室内，自动点火通过可编程控制器实现。在控制柜设“自动/手动”点火选择切换开关。“手动”状态即通过手动方式点燃主点火烧嘴，用于在需要时或自动点火系统出现某些故障时使用，从而保证在特殊或紧急情况下煤气也能燃烧放散。

点火程控仪接受到一次除尘控制室打开信号或手动开启信号后，通过自控装置，同时触发高空电点火器点燃主燃烧器，点燃转炉煤气；控制系统检测到主燃烧器点燃后，将信号返回至就地柜及远程控制柜，并连续检测；当放散转回收时，氮气吹扫电动球阀打开，吹扫放散管和并将信号返回至远程控制柜。

该放散点火装置采用PLC控制，接到转炉煤气一次除尘控制室的信号后能够自动完成转炉煤气的燃烧放散。作为一个子项的PLC除了完成自身的检测、控制、连锁与报警外，还具有通讯功能，将主燃烧器“燃烧/熄灭”状态送到系统PLC。

在控制室设“控制室/现场”操作选择切换开关。“控制室”状态下可在控制室内实现手动远程点火。

主点火烧嘴组件中设稳焰装置，除节能外，还可使主点火烧嘴燃烧充分，增强火焰刚度，减小恶劣气候条件（大风、大雨等）对主点火烧嘴的影响，同时消除黑烟。每套主点火烧嘴组件设引燃气入口。

二、主要设备及工作原理

主要设备包括：自动点火装置、火焰检测设备和电仪控制系统组成。其中：主点火烧嘴：不受烟囱流量影响，引燃煤气喷嘴﹑主火炬均布三个长明火，实现放散煤气的引燃，点火装置包括：点火器、高压电缆、高压导电杆及高能电嘴，智能型温度式火焰检测器包括：温度式探头、火检仪、补偿导线等。

主控系统获得启动点火信号后，立即启动直燃式点火器点火，引燃放散煤气，安装在放散管燃烧器旁的火焰探测系统时刻监测着火焰情况，高直燃式点火器点燃后，点火器停止工作，直燃式燃烧器继续工作，直到该放散管放散工艺过程结束。

备用焦炉煤气煤气管路经总阀后，作为主点火烧嘴气源；引燃煤气管设隔爆电动球阀，电动球阀可远程自动/手动控制。

三、直燃法的优点

相对于别的点火方法，直燃法可以降低恶劣天气对点火系统的干扰，且不受烟囱流量影响，辅以吹扫阀进行吹扫，大大的降低了回火爆炸的几率，确保区域设备及区域人员的安全。且直燃法煤气点火系统有三个点火点，二用一备，便于观察，确保放散塔点火正常运行，放散煤气经过燃烧后达标排放。

四、应用效果

直燃法使用转炉煤气自身放散的气体经过催化反应处理后即可点燃伴烧器，不再需要高热值的气体来伴烧，将放散的转炉煤气点燃，节省由于不再需要其它气源作为伴烧气源的投资，降低运行费用。

直燃法节能效果显著，系统简化，操作方便，，能使放散煤气充分燃烧，达到国家规定的排放标准，确保安全之余又能达到环保的要求。