Ионизационная система мониторинга пламени для горелок промышленных котлов

Если честно, когда слышишь про ионизационные системы, первое, что приходит в голову — это какие-то старые советские датчики, которые вечно глючили из-за нагара. Но на практике всё оказалось сложнее и интереснее. Многие до сих пор путают ионизационный контроль с ультрафиолетовыми датчиками, а ведь разница принципиальная — здесь работает принцип проводимости ионизированного газа в пламени, а не просто 'увидел огонь — подал сигнал'. В общем, давайте по порядку.

Как это вообще работает

Суть в том, что в зону горения вводится электрод, который находится под небольшим напряжением. Когда горелка запускается, между электродом и корпусом горелки возникает ток — ионы в пламени проводят заряд. Система отслеживает этот ток. Если пламя гаснет, ток пропадает, и контроллер тут же отключает подачу топлива. Казалось бы, просто, но вот нюансы...

Например, многие не учитывают, что электрод должен стоять строго в зоне стабильного горения, а не где попало. Я видел случаи, когда монтажники ставили его чуть левее — и система то и дело давала ложные срабатывания. Причём проблема проявлялась не сразу, а через пару недель, когда на электроде накапливался нагар.

Ещё момент — чувствительность. Некоторые думают, что чем выше ток ионизации, тем надёжнее. На деле излишняя чувствительность приводит к тому, что система реагирует даже на случайные искры или блики от металла. Приходится подбирать пороги индивидуально под каждую горелку.

Проблемы, с которыми сталкиваешься в полевых условиях

Самое неприятное — когда заказчик экономит на кабелях. Ионизационный ток очень слабый, и если проложить обычный силовой кабель рядом с высоковольтными линиями, наводки гарантированы. Была история на одном из заводов в Подмосковье — система раз в два дня ложно отключала котёл. Оказалось, кабель ионизационного датчика шёл в одном лотке с проводкой частотных преобразователей.

Ещё частая беда — загрязнение электродов. В промышленных котлах, особенно на твёрдом топливе, электрод покрывается сажей за сутки-двое. Если не чистить — система перестаёт видеть пламя. Приходится либо ставить системы автоматической очистки (что дорого), либо закладывать регулярное обслуживание. Кстати, у ООО Лоян Синьпу Разработка Нефтехимического Оборудования есть неплохие решения по защитным кожухам для электродов — снижают скорость загрязнения.

А вот с жидкотопливными горелками свои заморочки. При распылении топлива иногда образуется проводящая взвесь, и система может 'видеть' пламя там, где его нет. Пришлось как-то переделывать расположение электрода на котле ДКВР-10 — сместили на 15 см ближе к центру факела, и проблема ушла.

Про оборудование и выбор компонентов

Сейчас на рынке куча контроллеров с ионизационным входом — от простых релейных блоков до многофункциональных систем. Лично я предпочитаю схемы с плавной регулировкой чувствительности, а не те, где только 'вкл/выкл'. Например, некоторые европейские производители делают контроллеры с цифровой индикацией уровня сигнала — очень помогает при настройке.

Кстати, про ООО Лоян Синьпу — они, кстати, не только нефтехимическим оборудованием занимаются, но и делают неплохие комплектующие для систем контроля пламени. На их сайте lynorbert.ru видел спецификации на изоляторы для ионизационных электродов — как раз для агрессивных сред подходят.

Важный момент — заземление. Ионизационная система без качественного заземления работать не будет. Причём заземлять нужно и корпус горелки, и контроллер. На одном объекте пришлось переделывать заземляющий контур — до этого система стабильно работала только в сырую погоду.

Случаи из практики

Запомнился котел на деревообрабатывающем комбинате. Там стояла ионизационная система лет десять, и вдруг начала 'глючить'. Приехали — оказалось, электрод почти полностью прогорел, остался тонкий стержень. Система ещё как-то работала, но с перебоями. Заменили — всё нормализовалось. Теперь всегда советую заказчикам включать визуальный осмотр электродов в ежемесячное ТО.

Другой случай — на газовой горелке Giersch. Там система стабильно теряла пламя при работе на минимальной мощности. Причина — слабая ионизация в режиме низкого огня. Пришлось ставить дополнительный усилитель сигнала. Кстати, такие нюансы редко описаны в инструкциях — понимаешь только с опытом.

А вот негативный пример. Как-то поставили ионизационную систему на котёл с высокочастотной горелкой — не учли электромагнитные помехи. Система срабатывала случайным образом. Пришлось полностью менять на ультрафиолетовый контроль. Вывод — ионизация хороша там, где относительно стабильное электромагнитное поле.

Что в итоге

Ионизационный контроль — штука надежная, но капризная. Требует точного монтажа, качественной проводки и регулярного обслуживания. Зато скорость отклика — миллисекунды, что для безопасности критично.

Сейчас многие переходят на комбинированные системы (ионизация + УФ), но для стандартных задач чистая ионизация ещё долго будет актуальна. Особенно в нефтехимике, где важна взрывозащита.

Кстати, если говорить про перспективы — видел у Лоян Синьпу в разработке систему с самоdiagnostics электрода. Вроде как сама определяет степень загрязнения. Если реализуют — будет прорыв. Вообще, их подход к разработке оборудования чувствуется — видно, что с 1998 года в теме, не просто сборщики.

В общем, если брать ионизацию — не экономьте на мелочах. Лучше переплатить за хороший кабель и правильный монтаж, чем потом разбираться с ложными отключениями. Проверено на практике.