克劳斯炉点火系统的改造.doc

克劳斯炉点火系统的改造摘要： 我厂脱硫工序克劳斯炉火花塞原为美国设备所配火花塞，由于其结构上的缺陷，在设备投运不久就被烧毁。因此我们根据实际工况重新设计制作了火花塞，并在克劳斯炉点火控制系统中增加了回火联锁，使火花塞得到了有效保护，保证了设备的安全运行。关键词：火花塞 回火联锁课题来源火花塞是克劳斯炉点火控制系统中的重要执行器件。我厂脱硫工序克劳斯炉火花塞原为美国设备所配火花塞，其点火极引线为高压软电缆，耐高压性能良好，但不耐高温。在实际生产过程中由于后续设备阻力升高，或吹扫保护氮气压力过低等原因会造成回火现象，即火焰退回到火花塞保护套管中燃烧，从而将点火引线烧毁，造成生产停顿。因此我们对克劳斯炉火花塞进行了生产改造，并在控制回路中增加了回火联锁保护。改造过程在改造设计过程中，我们主要遇到以下几项技术难题：1、放电极材质的选用；2、点火引线的选用；3、火花塞整体外形设计；4、回火联锁控制的引入。首先，放电极材质的选用。火花塞材质的选用是我们面临的最大难题。因为根据现场设备结构，火花塞不仅要完成点火任务，而且还要经受高温、S02、H2S等复杂成分的腐蚀，所以火花塞的工作环境极为恶劣。我们经过多方查询，发现市场上虽然火花塞种类繁多，但都属于汽车用火花塞，并不适应我厂实际工况。经过查阅技术资料，点火极的选用不能仅考虑耐高温、耐腐蚀，更重要的是该种材质是否具有极强的电荷收集能力。因为火花塞放电原理为高电压击穿空气间隙引发电弧，但是从安全方面考虑又不能一味提高电压等级，所以选择合适的金属作为电极非常重要。目前我国市场火花塞种类大概有半导体火花塞、镍-铜合金火花塞、电阻型火花塞、贵金属火花塞等。根据我厂实际情况，最后我们选用依金作为电极材料。因为依金熔点高（2454OC），耐高温；化学性质稳定，不易腐蚀；点火能力强，放电间隙可控。经过现场试验，使用该材质作为点火电极确实能满足生产需要。第二、点火引线的选用。点火引线的选用主要考虑其作为导线的基本功能和耐高温性。在此我们使用废弃的热电偶其中一极作为电极引线。因为热电偶既能承受较高温度，又增加了导线强度，而且也容易和前端电极实现硬连接。第三、火花塞整体外形设计。我们选用高温不锈钢钢管作为火花塞保护套管，如图所示，钢管前端截取一部分弯曲后成为火花塞的放电阴极，它通过导线和变压器高压侧负极相连。保护套管内依次套装耐高温瓷管、耐高压瓷管、导线，导线和耐高压瓷管之间填充石英砂以增强导线绝缘强度。钢管前端用瓷粉密封，后端用环氧树脂密封。保护管通过法兰和设备对接。AC 220 VH VA不锈钢保护外套耐高温瓷管耐高压瓷管点火极石英砂点火联锁数显表测温元件第四、实现回火联锁保护控制。虽然火花塞在设计过程中充分考虑了耐高温，但回火现象毕竟属于一种非正常生产状况，一旦发生应用报警和相应的联锁保护。因此我们在火花塞保护套管外侧安装了测温元件，配用安装与现场控制箱内的数显表实时显示套管温度，并将数显表报警接点串接与现场急停按钮控制回路，从而实现了回火联锁停车保护。运行分析改造后的火花塞经过运行测试完全能够实现其点火功能，和进口火花塞相比制作成本也低很多（进口报价约为5000美元，而本火花塞制作成本为7000人民币），使用寿命也相对较长，至少为2年时间。而且在使用过程中我们经过试验，成功的将火花塞的长度缩短了400毫米，这样火花塞就能有效避开正常生产中火焰的直接烧烤。而且，火花塞退到保护管内后，副烧火焰不再在管口位置扩散，