天然气燃烧控制系统的联锁保护是核心安全保障,所有信号设计都围绕 “防止燃气泄漏、回火、熄火、超温超压” 展开,核心逻辑是 “异常即停机断气”,以下是关键联锁保护信号、触发条件及配置原则:
一、核心联锁保护信号(按优先级排序)
1. 紧急停止信号(最高优先级)
信号来源:现场急停按钮(常闭触点)、PLC 急停指令。
触发条件:按下急停按钮、人工触发紧急停机。
保护动作:立即切断天然气总阀、关闭点火系统、停止助燃风机,所有执行机构复位至安全状态。
配置要求:急停按钮需冗余设置(关键区域至少 2 个),信号采用 “失电触发”(避免线路断线失效)。
2. 火焰检测信号(核心安全信号)
信号来源:火焰检测器(紫外线 UV 检测器、电离式检测器、红外 IR 检测器)。
触发条件:
点火失败(点火后 3~5 秒未检测到火焰);
运行中火焰意外熄灭(火焰信号丢失持续 1~2 秒);
火焰不稳定(信号波动超过设定阈值,如 ±30%)。
保护动作:切断天然气阀组(总阀 + 分支阀)、停止点火,延时后可尝试重新点火(最多 2 次,失败则锁定报警)。
配置要求:重要燃烧器需双火焰检测器冗余(2 取 1 或 2 取 2 逻辑),检测器探头需定期清洁,避免积碳遮挡。
3. 天然气泄漏检测信号
信号来源:可燃气体探测器(安装在燃气阀组附近、燃烧器周围、地下室等泄漏风险区域)。
触发条件:天然气浓度超过报警阈值(通常为爆炸下限的 10%~20%,如甲烷爆炸下限 5%,阈值设 0.5%~1%)。
保护动作:切断天然气总阀、启动排风系统(排除泄漏气体)、禁止点火,直至浓度降至安全值以下。
配置要求:探测器需覆盖所有燃气可能泄漏的区域,每隔 5~8 米安装 1 个,定期校准(每年至少 1 次)。
4. 超温 / 超压保护信号
信号来源:温度传感器(热电偶、PT100)、压力变送器(燃气管道、炉膛)。
触发条件:
炉膛温度超过设定上限(如工业炉设定 600℃,超温阈值 650℃);
天然气供气压力超上限(如正常供气 0.1~0.3MPa,超压阈值 0.4MPa)或低于下限(如欠压阈值 0.05MPa);
排烟温度超上限(如排烟温度阈值 280℃,防止烟道积热)。
保护动作:超温时降低燃烧负荷或停炉;超压 / 欠压时切断燃气阀,报警提示。
配置要求:温度 / 压力传感器需安装在关键测点(炉膛中心、燃气总管、排烟管道),信号需滤波处理(避免波动误触发)。
5. 助燃风保护信号
信号来源:风压差开关、风机运行状态反馈(接触器辅助触点)。
触发条件:
助燃风机未启动(无运行反馈信号);
风机运行中故障停机(反馈信号丢失);
风压不足(风压差开关未闭合,如正常风压≥2kPa,阈值设 1.5kPa)。
保护动作:禁止点火、切断燃气供应,避免无风吹扫导致燃气积聚。
配置要求:风机需设置 “风压检测前置” 逻辑(启动风机后,需确认风压达标才能进入点火流程)。
6. 吹扫联锁信号
信号来源:PLC 计时信号、风压差开关。
触发条件:点火前未完成炉膛吹扫(吹扫时间不足,通常为 30~60 秒)、吹扫时风压不足。
保护动作:禁止进入点火程序,锁定系统直至完成有效吹扫。
配置要求:吹扫需用助燃风对炉膛进行置换,确保残留燃气浓度低于安全值,吹扫时间不可手动跳过。
二、联锁保护的核心逻辑原则
“故障安全” 设计:所有联锁信号默认 “失电有效”(如线路断线、传感器故障时,系统判定为异常,直接停机),避免信号失效导致安全隐患。
分级保护:严重故障(如泄漏、熄火)立即停机;轻微异常(如轻微超温)先报警并尝试调节(如增大风量),调节无效再停机。
冗余配置:关键信号(火焰检测、泄漏检测)采用双传感器,逻辑上 “2 取 1”(任一触发即保护)或 “2 取 2”(两者都触发才保护,根据风险等级选择)。
锁定与复位:联锁停机后需手动复位(排除故障后,按复位按钮才能重新启动),禁止自动复位,防止故障未排除再次运行。
三、常见信号配置误区与注意事项
避免 “单一传感器依赖”:如仅用 1 个火焰检测器,故障时可能无法检测熄火,需冗余设置。
传感器选型适配场景:高温炉膛选耐高温火焰检测器(如红外型),燃气泄漏检测器需对应天然气类型(如甲烷专用)。
信号布线抗干扰:燃气泄漏检测器、火焰检测器的信号线需用屏蔽线,远离动力线,避免电磁干扰导致误触发。
定期测试联锁功能:每周手动触发各类联锁信号(如模拟火焰丢失、泄漏),验证停机动作是否可靠。

