Burner management system (BMS đầu đốt) là gì? Vai trò, chức năng và cách chọn bộ điều khiển
Burner management system (BMS đầu đốt) là hệ thống điều khiển chuyên trách an toàn của đầu đốt: nó quyết định khi nào được phép xả gió, đánh lửa và mở gas, đồng thời ngắt gas ngay khi thấy điều kiện không an toàn như mất lửa, áp gas bất thường hoặc thiếu gió. Trong tiếng Việt, thiết bị này thường được gọi là bộ điều khiển đầu đốt hoặc bộ bảo vệ ngọn lửa (flame safeguard).
Lưu ý: “BMS” còn là viết tắt của Building Management System (hệ thống quản lý tòa nhà), một lĩnh vực hoàn toàn khác. Phần sau của bài phân biệt hai khái niệm này.
Điểm chính
- BMS đầu đốt lo an toàn khi khởi động, vận hành và dừng đầu đốt. Việc giữ tỷ lệ gió – gas và điều chỉnh công suất thuộc hệ điều khiển cháy (combustion control).
- Chức năng cốt lõi: giám sát các khóa liên động, xả gió, đánh lửa có giới hạn thời gian, giám sát ngọn lửa liên tục, ngắt gas và khóa (lockout) khi có lỗi.
- Có thể là bộ điều khiển vi xử lý chuyên dụng (flame safeguard) hoặc PLC an toàn được lập trình.
- Tiêu chuẩn tham khảo: NFPA 85, NFPA 86, EN 746-2 (nay EN ISO 13577-2) và EN 298 cho thiết bị điều khiển đầu đốt.
BMS đầu đốt khác BMS tòa nhà thế nào
Cùng một chữ viết tắt nhưng ba hệ thống khác hẳn nhau về đối tượng điều khiển.
| Viết tắt | Tên đầy đủ | Điều khiển cái gì | Trên trang của CAD |
|---|---|---|---|
| BMS | Burner Management System (hệ thống điều khiển an toàn đầu đốt) | Trình tự đánh lửa, giám sát ngọn lửa, khóa liên động, ngắt gas của đầu đốt | Nhóm Bộ điều khiển đầu đốt |
| BMS | Building Management System (hệ thống quản lý tòa nhà) | HVAC, chiller, bơm, chiếu sáng, giám sát năng lượng trong tòa nhà | Nhóm Điều khiển tòa nhà (BMS) và giải pháp BMS / HVAC Control |
| BMS | Battery Management System (hệ thống quản lý pin) | Giám sát và bảo vệ các cell pin | Không liên quan tới nội dung bài này |
Khi tìm sản phẩm, nên thêm “đầu đốt” hoặc “tòa nhà” vào từ khóa.
BMS đầu đốt làm những việc gì
Giám sát khóa liên động và nhiên liệu
Trước và trong khi chạy, BMS đọc các tín hiệu cho phép: công tắc áp suất gió, công tắc áp gas thấp/cao, giới hạn nhiệt độ hoặc áp suất cao, nút dừng khẩn. Thiếu một điều kiện là không cho khởi động; mất một điều kiện khi đang chạy là ngắt gas.
Xả gió (purge)
Trước khi đánh lửa, BMS chạy quạt gió để đuổi khí còn sót trong buồng đốt. Với lò và thiết bị sấy, NFPA 86 yêu cầu xả với ít nhất bốn lần thể tích của hệ thống (buồng nung và các đường thông liền kề), đồng thời lưu lượng gió xả phải được duy trì suốt thời gian xả.
Đánh lửa và thời gian thử đánh lửa
BMS cấp điện đánh lửa, mở van mồi (hoặc mở thẳng van gas chính ở đầu đốt đánh lửa trực tiếp) rồi chờ cảm biến báo có lửa trong thời gian thử đánh lửa (trial for ignition). Thời gian này do tiêu chuẩn áp dụng và nhà chế tạo quy định, dài nhất vào khoảng 15 giây tùy nhiên liệu và thiết kế. Hết thời gian mà không có lửa, BMS đóng gas và khóa.
Giám sát ngọn lửa liên tục
Khi đã có lửa, cảm biến tiếp tục báo trạng thái. Nếu mất lửa quá thời gian đáp ứng mất lửa (flame failure response time, FFRT), BMS đóng các van ngắt. FFRT được quy định từ dưới 1 giây tới tối đa khoảng 4 giây tùy tiêu chuẩn và thiết kế. Ba công nghệ cảm biến phổ biến là thanh ion hóa (flame rod), cảm biến hồng ngoại và cảm biến tia cực tím; xem nhóm cảm biến ngọn lửa trong danh mục của CAD.
Ngắt an toàn, khóa và dừng bình thường
Khi có lỗi, BMS đóng các van ngắt trên gas train và chuyển sang trạng thái khóa; muốn chạy lại phải reset thủ công sau khi đã tìm ra nguyên nhân. Khi dừng bình thường, BMS có thể chạy xả gió sau (post-purge) trước khi tắt quạt.
BMS đầu đốt khác điều khiển cháy ra sao
Hệ điều khiển cháy (combustion control) điều chỉnh lượng gió và lượng gas để giữ tỷ lệ gió – gas trên toàn dải công suất, thường qua servo của van gió và van gas, kèm vòng PID theo nhiệt độ hoặc áp suất quá trình. BMS thì chỉ chịu trách nhiệm an toàn. Trong thực tế nhiều thiết bị gộp cả hai: ví dụ trang sản phẩm của Kromschröder BCU 370 nêu khả năng điều khiển quạt và van bướm để điều chỉnh đầu đốt gas có quạt gió cưỡng bức.
Các dạng BMS đầu đốt
| Dạng | Phù hợp với | Đặc điểm |
|---|---|---|
| Bộ điều khiển vi xử lý chuyên dụng (flame safeguard) | Một đầu đốt hoặc nhóm nhỏ đầu đốt | Trình tự khởi động và giám sát ngọn lửa tích hợp sẵn, thường có chứng nhận cho chức năng an toàn đầu đốt |
| PLC an toàn được lập trình | Nhiều đầu đốt, quy trình phức tạp, cần tích hợp sâu với hệ điều khiển nhà máy | Linh hoạt nhưng người thiết kế phải tự bảo đảm và nghiệm thu logic an toàn theo tiêu chuẩn |
Bộ điều khiển đầu đốt trong danh mục của CAD
- Honeywell EC7823A1004: nguồn 220 VAC, có tích hợp module khuếch đại tín hiệu ngọn lửa, 5 đèn LED hiển thị từng bước của quy trình; dùng cho đầu đốt dầu hoặc gas một đầu đốt.
- Honeywell RM7885A1015: nguồn 120 VAC, điều khiển On-Off, dùng cho đầu đốt dầu hoặc gas một đầu đốt, có tùy chọn kiểm tra lưu lượng gió. Theo trang sản phẩm, hai mã này dùng đế đấu dây Q7800 và các module khuếch đại tín hiệu ngọn lửa thuộc họ RM7800.
- Kromschröder BCU 370: điều khiển, đánh lửa và giám sát đầu đốt gas có quạt gió cưỡng bức; tín hiệu ngọn lửa ion hóa 1 – 28 µA hoặc UV 1 – 35 µA, cấp bảo vệ IP 54, cáp ion hóa/UV dài tối đa 50 m.
Cách chọn bộ điều khiển đầu đốt
- Nhiên liệu và kiểu mồi: gas, dầu hay cả hai; mồi gián đoạn, mồi liên tục hay đánh lửa trực tiếp.
- Số đầu đốt và kiểu vận hành: một hay nhiều đầu đốt, On-Off hay điều chỉnh tỷ lệ, chạy gián đoạn hay liên tục. Đầu đốt chạy liên tục thường có thêm yêu cầu về cảm biến ngọn lửa tự kiểm tra.
- Loại cảm biến ngọn lửa: thanh ion hóa, UV hay IR, và bộ khuếch đại tín hiệu tương ứng.
- Nguồn điện, nhiệt độ làm việc, cấp bảo vệ và việc có nằm trong khu vực nguy hiểm hay không.
- Tiêu chuẩn và chứng nhận: ví dụ CSA, UL, FM hoặc CE theo EN 298, đối chiếu trên trang sản phẩm; kiểm tra khớp với yêu cầu của dự án và của nhà chế tạo lò.
- Hiển thị và giao tiếp: màn hình tại chỗ hoặc kéo ra xa, kết nối với PLC hoặc hệ SCADA.
- Khớp với gas train: bộ điều khiển phải đóng/mở đúng van ngắt và đọc đúng các công tắc áp suất của tuyến gas.
Cần chọn bộ điều khiển đầu đốt hoặc cảm biến ngọn lửa phù hợp với đầu đốt hiện có? CAD cung cấp thiết bị chính hãng, CO/CQ đầy đủ. Gửi model / thông số, CAD báo giá trong 24 giờ làm việc: liên hệ CAD.
Câu hỏi thường gặp
BMS đầu đốt có giống flame safeguard không?
Trong thực tế gần như đồng nghĩa. Flame safeguard (bộ bảo vệ ngọn lửa) là dạng BMS vi xử lý chuyên dụng cho đầu đốt; BMS cũng có thể được xây dựng trên PLC an toàn.
BMS đầu đốt có điều chỉnh tỷ lệ gió - gas không?
Về nguyên tắc, việc đó thuộc hệ điều khiển cháy. Tuy vậy nhiều bộ điều khiển hiện đại tích hợp cả hai chức năng, ví dụ Kromschröder BCU 370 điều khiển cả quạt và van bướm.
Khi nào BMS khóa (lockout) và phải reset tay?
Khi không lên lửa trong thời gian thử đánh lửa, khi mất lửa quá thời gian đáp ứng mất lửa, hoặc khi một khóa liên động quan trọng bị lỗi. Cần tìm ra nguyên nhân rồi mới reset thủ công.
NFPA 85 và NFPA 86 khác nhau thế nào?
NFPA 85 áp dụng cho lò hơi và hệ thống đốt liên quan (lò hơi có công suất nhiên liệu từ 3,7 MWt trở lên). NFPA 86 áp dụng cho lò, thiết bị sấy và thiết bị gia nhiệt công nghiệp.
