Autor:Michael Chen, Sênior Oxidante Térmico Regenerativo Engenheiro de Sistemas de Combustão

Um guia completo para sistemas de combustão com oxidante térmico regenerativo: princípios, operação e segurança.

Índice

1. Visão geral do sistema

   • 1.1 Introdução ao Sistema de Combustão com Oxidante Térmico Regenerativo

   • 1.2 Tubulação de ar de combustão e trem de válvulas

   • 1.3 Gasoduto e Trem de Válvulas

   • 1.4 Princípio de funcionamento do sistema de combustão do oxidante térmico regenerativo

2. Pré-operação: Verificação das condições do local

3. Lista de verificação para inspeção pré-inicialização

4. Operação de teste do queimador

5. Procedimento de desligamento do sistema de combustão do oxidante térmico regenerativo

6. Pós-operatório e transferência de responsabilidade

7. Solução de problemas comuns durante os testes

8. Inspeção, manutenção e precauções de equipamentos

9. Precauções de segurança críticas

1. Visão geral do sistema

Em um sistema de Oxidação Térmica Regenerativa (RTO), o queimador é essencialmente um combustor industrial especializado. Ele serve como o principal equipamento de fornecimento de calor, responsável por inflamar o gás residual e manter as condições de temperatura necessárias para sua "autoignição". Os queimadores modernos são componentes críticos para a operação segura, estável e automatizada do Oxidação Térmica Regenerativa, integrando tipicamente funções como ignição, monitoramento da chama e controle da relação gás combustível/ar.

1.1 Introdução ao Sistema de Combustão com Oxidante Térmico Regenerativo

O sistema de combustão deste Regenerativo Unidade de Oxidação Térmica Consiste nos seguintes componentes principais:

• Tubulação de ar de combustão e trem de válvulas

• Tubulação de gás combustível e trem de válvulas

• Queimador

• Painel de controle elétrico

1.2 Tubulação de ar de combustão e trem de válvulas

O ventilador de ar de combustão conecta-se ao tubo de ar através de uma conexão flexível e um flange reservado. A tubulação é disposta linearmente. De acordo com a direção do fluxo de gás, o trem de válvulas inclui os seguintes equipamentos:

1.3 Gasoduto e Trem de Válvulas

A entrada do tubo de gás conecta-se à rede de gás da planta. De acordo com a direção do fluxo de gás, o trem de válvulas inclui os seguintes equipamentos:

1.4 Princípio de funcionamento doOxidante Térmico RegenerativoSistema de combustão

1. Verificações pré-inicialização: O ventilador de ar de combustão é acionado. A válvula principal de gás é aberta. O sistema verifica se a pressão do ar e a pressão do gás estão normais.

2. Limpeza e verificação de segurança: A purga pré-ignição foi concluída. Confirma-se que os intertravamentos de pressão e de segurança estão sendo atendidos.

3. Sequência de ignição: O controlador executa o programa de ignição:

   • A vela de ignição descarrega.

   • A válvula solenoide do gás piloto se abre.

   • Ao detectar a chama através do sensor UV, a válvula solenoide principal de gás se abre.

4. Estabelecimento da chama: Após a ignição bem-sucedida da chama principal (normalmente com um atraso de 6 segundos), a válvula de gás piloto se fecha e a vela de ignição para de descarregar.

5. Controle de temperatura: O sistema recebe sinais de termopares e modula a abertura das válvulas de gás e ar de combustão de acordo com esses sinais. Isso ajusta a taxa de combustão do queimador para atender aos requisitos de controle de temperatura.

6. Bloqueio de segurança: Se a ignição falhar, o controlador do queimador bloqueia automaticamente. Ele desenergiza o transformador de ignição e as válvulas solenoides de gás. O sistema deve ser reiniciado manualmente antes de tentar outro ciclo de ignição. Se a ignição falhar após cinco tentativas consecutivas, o queimador deve ser retirado de serviço para diagnóstico.

2. Pré-operação: Verificação das condições do local

Antes de iniciar qualquer trabalho, certifique-se de que as seguintes condições do local sejam atendidas:

• Pressão do gás: Verifique a pressão do gás no local. Geralmente, ela deve estar entre 30 kPa e 80 kPaSe um regulador de alta pressão for instalado, a pressão de entrada poderá ser maior, desde que esteja dentro da faixa de pressão nominal do regulador.

• Ventilador de ar de combustão: Verifique os parâmetros da placa de identificação do ventilador. Certifique-se de que a vazão e a pressão sejam compatíveis com o queimador que está sendo instalado.

3. Lista de verificação para inspeção pré-operacional

Antes da ignição, o engenheiro de comissionamento deve realizar diversas verificações em coordenação com os técnicos de elétrica e instrumentação (E&I).

• Inspeção de Tubulação de Gás:

  • Inspecione visualmente a tubulação para verificar se há danos e certifique-se de que esteja limpa.

  • Verifique se todas as válvulas estão na posição correta (aberta/fechada).

  • Inspecione todas as conexões, flanges e juntas em busca de vazamentos (use fluido detector de vazamentos ou um detector de gases; certifique-se de que não haja cheiro de gás).

  • Assegure-se de que não haja trabalhos a quente ou chamas abertas perto do forno; se inevitável, implemente medidas rigorosas de isolamento.

• Verificação do fornecimento de gás:

  • Confirme se a pressão do gás está normal (Queimador principal: 6–9 kPaPiloto: 4–6 kPa).

  • Abra lentamente a válvula de corte principal a montante do regulador de pressão para evitar choque de pressão.

  • Libere o ar da linha usando a válvula de ventilação no final do tubo de gás por 1 a 2 minutos para garantir que não haja mais mistura ar-gás. Aumente esse tempo se o sistema for novo ou estiver sem uso há muito tempo.

• Verificação do queimador e da parte elétrica:

  • Inspecione visualmente o queimador para verificar se há danos. Certifique-se de que a cabeça do queimador esteja instalada e ajustada corretamente.

  • Verifique todas as conexões elétricas externas. Aviso: Os cabos de alta tensão do transformador de ignição não devem ser instalados dentro de conduítes metálicos, pois isso pode interromper a descarga.

  • Ligue o painel de controle do queimador. Certifique-se de que o controlador de programa esteja conectado firmemente.

  • Verifique se o controlador de temperatura possui as configurações corretas dos parâmetros de alarme. Certifique-se de que os intertravamentos (por exemplo, superaquecimento do forno, baixa pressão de ar, baixa pressão de gás, alta pressão de gás) estejam ativos.

• Teste de simulação de frio:

  • Realizar um teste de sequência a frio (requer cooperação do departamento de Elétrica e Instrumentação).

  • Observe a lógica do programa para garantir que a sequência de controle esteja correta.

  • Verifique o funcionamento de todos os componentes, incluindo o detector de chamas.

  • Observação: Durante este teste, a válvula manual de entrada de gás deve ser fechadoe o transformador de ignição deve ser desenergizado.

• Verificação da fiação do painel de controle:

  • Verifique a fiação do painel comparando-a com o esquema elétrico.

  • Use um multímetro para verificar se há curto-circuito entre LN e L/N para o terra.

  • Confirme a fiação correta dos sinais de contato seco remoto.

  • Confirme se a tensão da fonte de alimentação é de 220V.

  • Verificar comunicação de sinal local/remoto (sem energia).

• Ajustes do Trem de Válvulas:

  • Eletrodo de ignição: Verifique se o eletrodo de ignição está obstruído, instale-o e conecte o cabo de alta tensão à vela de ignição.

  • Detector de chamas: Verifique se há obstruções na porta do detector de chamas e instale o sensor UV.

  • Ajustes de ar: Ajuste a válvula de relação ar/combustível e verifique se a pressão do ar se altera conforme o esperado. Ajuste a posição com precisão, levando em consideração as condições da chama após a ignição e os requisitos de temperatura.

  • Configuração do interruptor de disparo baixo: Usando um multímetro, ajuste a posição de disparo mínimo do atuador. Gire a engrenagem vermelha no sentido anti-horário até que o circuito se feche (o multímetro emite um sinal sonoro ou o relé é energizado). Em seguida, gire-a mais dois cliques para garantir que o sinal de disparo mínimo esteja firmemente acionado e não se desloque da posição.

  • Purga de gás: Após confirmar a pressão do gás proveniente do fornecimento do cliente, abra lentamente a válvula de esfera principal de gás para evitar choque de pressão. Em seguida, abra-a completamente. Elimine o ar da tubulação instalada abrindo a válvula de ventilação na válvula principal até sentir o cheiro de gás. Repita este processo para a linha piloto.

4. Operação de teste do queimador

1. Verificações iniciais: Ligue o ventilador principal (ou de circulação). Confirme novamente o fornecimento de gás e a alimentação elétrica. Certifique-se de que a válvula borboleta moduladora do queimador esteja na posição inicial (fechada ou chama baixa).

2. Comece: Com o atuador na posição inicial, ligue o queimador. No modo remoto, inicie o comando de partida. O controlador do queimador iniciará a sequência de inicialização.

3. Pós-ignição: Após a ignição bem-sucedida, a potência de saída do queimador será controlada automaticamente pelo circuito PID do CLP.

4. Ajuste da chama:

   • Inicialmente, ajuste a carga do queimador para fogo baixo e observe a chama.

   • Mude manualmente para fogo alto e observe a chama novamente.

   • Ajuste as válvulas manuais ou as entradas de ar conforme necessário para obter uma combustão ideal (uma chama azul estável). Os ajustes devem ser graduais. Uma vez finalizadas, essas configurações não devem ser alteradas por pessoal não autorizado.

5. Procedimento de desligamento do sistema de combustão do oxidante térmico regenerativo

Para realizar um desligamento normal:

1. Pressione o botão de parada no painel de controle.

2. O sistema entrará em estado de parada e as válvulas solenoides de gás se fecharão imediatamente.

6. Pós-operatório e Transferência de Cuidados

Após a conclusão de toda a sequência do programa:

1. Feche a válvula principal de entrada de gás manual.

2. Desligue a fonte de alimentação.

3. Para interrupções prolongadas, feche a válvula principal de fornecimento de gás e considere a possibilidade de despressurizar a linha.

7. Solução de problemas comuns durante os testes

8. Inspeção, manutenção e precauções de equipamentos

• Inspeção diária/de turno:

  • Funcionamento normal do equipamento, sem ruídos ou vibrações incomuns.

  • Chama do queimador estável.

  • Temperatura dos componentes elétricos normal (

  • Temperatura estável, sem luzes de alarme acesas.

  • Pressão de gás e ar estável, sem odor de gás nas proximidades da tubulação.

• Cronograma de manutenção:

  • Limpe as superfícies externas regularmente. Certifique-se de que a área esteja bem ventilada.

  • Acione periodicamente as válvulas manuais para garantir que permaneçam funcionais.

  • Verifique regularmente o sistema de tubulação para detectar vazamentos.

  • Inspecione periodicamente os equipamentos elétricos e a fiação.

9. Precauções de segurança críticas

1. Se o queimador não acender após três tentativas consecutivasDesligue imediatamente o sistema. Verifique o fornecimento de gás, as conexões elétricas e outros fatores. Reinicie somente após solucionar o problema.

2. É estritamente proibido. Golpear o gasoduto com ferramentas ou objetos metálicos para evitar faíscas.

3. É estritamente proibido. Fumar, soldar, cortar ou realizar qualquer outro trabalho a quente sobre ou perto do sistema de válvulas de gás ou da tubulação.

4. Nunca Não realize testes com chama aberta perto de tubulações, válvulas ou reguladores.

5. Utilize sempre um manômetro de baixa pressão para verificar a presença de combustível na linha.

6. Mesmo após a purga, gases ou vapores residuais podem permanecer nas paredes da tubulação. Qualquer faísca ou chama pode causar combustão ou explosão. Não realize nenhum trabalho a quente sem antes purgar e isolar completamente a tubulação.

7. Antes de desmontar qualquer parte do sistema de gás para reparo, sempre feche a válvula principal a montantee liberar o gás da seção isolada.

8. Proibir O uso de ferramentas elétricas ou pneumáticas não à prova de explosão em áreas classificadas como perigosas.

9. Proibir Forçar manualmente a execução de qualquer componente ou sequência fora do programa de controle automatizado.