爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)在2OOMW機(jī)組中的應(yīng)用

發(fā)布：2018-12-18 | 點(diǎn)擊：人次

摘要：爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)在2OOMW機(jī)組中的應(yīng)用資訊由優(yōu)秀的流量計(jì)、流量儀生產(chǎn)報(bào)價(jià)廠家為您提供。鍋爐燃燒的基本要求是建立和保持穩(wěn)定的燃燒火焰[1]。由于操作不當(dāng)、燃料質(zhì)量差、送引風(fēng)系統(tǒng)異常等因素、使?fàn)t膛內(nèi)燃燒不穩(wěn)，很容易造成滅火，這時(shí)應(yīng)快速切除燃料以免發(fā)生鍋爐。更多的流量計(jì)廠家選型號(hào)價(jià)格報(bào)價(jià)歡迎您來電咨詢，下面是爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)在2OOMW機(jī)組中的應(yīng)用文章詳情。

鍋爐燃燒的基本要求是建立和保持穩(wěn)定的燃燒火焰[1]。由于操作不當(dāng)、燃料質(zhì)量差、送引風(fēng)系統(tǒng)異常等因素、使?fàn)t膛內(nèi)燃燒不穩(wěn)，很容易造成滅火，這時(shí)應(yīng)快速切除燃料以免發(fā)生鍋爐爆炸的惡性事故。爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)（FSSS）就是執(zhí)行相關(guān)保護(hù)功能的機(jī)構(gòu)，是火力發(fā)電機(jī)組zui重要的保護(hù)裝置之一。

一、設(shè)備概況及改造原因

鎮(zhèn)海發(fā)電有限責(zé)任公司裝有2臺(tái)125MW燃油機(jī)組，4臺(tái)2OOMW燃煤機(jī)組。4臺(tái)2OOMW機(jī)組均配置東方鍋爐廠制造的超高壓一次中間再熱、DG670/14n-8型自然循環(huán)汽包式鍋爐。自1999年以來公司每年完成1臺(tái)機(jī)組的分散控制系統(tǒng)（DCS）改造，到2003年4臺(tái)2OOMW機(jī)組已全部改造完畢。改造后的DCS采用了北京和利時(shí)公司的分散控制系統(tǒng)—MACSM。

改造前，機(jī)組的FSSS采用阿城繼電器廠的MHB-2型火檢器，它在控制室中檢屏和邏輯屏，火檢屏對爐膛中的探頭上所取得的電信號(hào)進(jìn)行處理，然后送入邏輯屏，由邏輯屏中的C200H可編程控制器及模入/模出板、數(shù)字量輸入/輸出板完成控制邏輯，zui后由多個(gè)中間繼電器來輸出各種控制指令。由于設(shè)備元件老化，插件接觸不良，頻率檢測板故障較多，造成滅火保護(hù)火檢系統(tǒng)可靠性不高，多次出現(xiàn)火焰信號(hào)誤發(fā)或不發(fā)現(xiàn)象，影響機(jī)組正常運(yùn)行。因此，公司決定在機(jī)組進(jìn)行DCS改造期間對FSSS進(jìn)行改造，并將其納入DCS。

為確保火焰檢測的可靠性，將火焰檢測處理器改為哈爾濱中能自動(dòng)化設(shè)備的多CPU智能火焰檢測器，型號(hào)為ZHJZ-Vl。同時(shí)，為提高設(shè)備的自動(dòng)化水平，減少運(yùn)行人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，系統(tǒng)增加了點(diǎn)火程控功能。取消邏輯屏，邏輯控制器采用與DCS相同的控制設(shè)備（北京和利時(shí)公司MACS系統(tǒng)），以獨(dú)立的22號(hào)I/O站進(jìn)入DCS，由DCS提供的組態(tài)軟件進(jìn)行組態(tài)以實(shí)現(xiàn)FSSS的控制策略。

二、FSSS實(shí)現(xiàn)的功能及組態(tài)說明

2.1爐膛吹掃聯(lián)鎖

為防止?fàn)t膛內(nèi)聚集可燃性物體，鍋爐在點(diǎn)火啟動(dòng)前或主燃料跳閘后，需進(jìn)行自動(dòng)吹掃。

吹掃必備的條件有:（1）至少1臺(tái)送風(fēng)機(jī)運(yùn)行；（2）至少1臺(tái)引風(fēng)機(jī)運(yùn)行;（3）給粉機(jī)全停;（4）甲、乙排粉機(jī)跳閘;（5）輕油截止閥關(guān)閉;（6）爐膛風(fēng)量＞30%滿負(fù)荷風(fēng)量;（7）爐膛檢測無火焰信號(hào)（每層均3/4無火）;（8）無鍋爐跳閘指令；（9）油角閥均關(guān)；（10）冷卻風(fēng)機(jī)風(fēng)壓正常;（11）油系統(tǒng)泄漏試驗(yàn)完成或泄漏試驗(yàn)旁路;（12）二次風(fēng)門全開。

滿足以上所有條件時(shí)，按下吹掃按鈕即可開始吹掃，5min吹掃完成后自動(dòng)解除MFT閉鎖，允許點(diǎn)火啟動(dòng)，否則將閉鎖一切燃料進(jìn)入爐膛。吹掃過程中，上述任一吹掃條件不能滿足時(shí)，吹掃立即中斷，重新滿足后，再進(jìn)行5min吹掃，直到完成一次成功的吹掃。

2.2全爐膛火焰監(jiān)視

由火焰檢測器采集爐膛各煤層和油層各個(gè)角的火焰信號(hào)，并轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)進(jìn)入DCS22號(hào)I/O站。經(jīng)過DCS組態(tài)實(shí)現(xiàn)以下邏輯：每層4個(gè)角有2個(gè)角有火則認(rèn)為此層有火，每層4個(gè)角有3個(gè)角無火則認(rèn)為此層無火；煤層和油層各個(gè)角的火焰信號(hào)經(jīng)各層相應(yīng)的給粉機(jī)運(yùn)行或角油槍運(yùn)行信號(hào)證實(shí)，才能認(rèn)為此層此角投運(yùn)。

2.3主燃料跳閘（MFT）聯(lián)鎖

在滅火保護(hù)總開關(guān)投入的狀態(tài)下，當(dāng)下列任一條件滿足（且該分聯(lián)鎖開關(guān)投）時(shí)，即發(fā)生MFT：

（1）3個(gè)爐膛負(fù)壓測點(diǎn)有2個(gè)測點(diǎn)測得的壓力高于1471Pa;

（2）3個(gè)爐膛負(fù)壓測點(diǎn)有2個(gè)測點(diǎn)測得的壓力低于-1471Pa，且爐壓低分聯(lián)鎖開關(guān)投入時(shí);

（3）全爐膛失去火焰，并經(jīng)任意層2臺(tái)或2臺(tái)以上給粉機(jī)運(yùn)行信號(hào)證實(shí);

（4）甲、乙引風(fēng)機(jī)均跳閘或全停（延時(shí)3s）;

（5）甲、乙送風(fēng)機(jī)均跳閘或全停（延時(shí)3s）;

（6）所有給粉機(jī)全停或給粉電源中斷（延時(shí)1.9s）;

（7）采用手動(dòng)MFT時(shí)；

（8）主汽門關(guān)閉;

（9）燃燒器所有一次風(fēng)門關(guān)閉時(shí);

（10）3個(gè)汽包水位信號(hào)中有2個(gè)高于+30Omm或低于-25Omm時(shí)延時(shí)1Os;

（11）空預(yù)器全停。

按操作員站CRT畫面中的滅火保護(hù)總投入開關(guān)后，彈出以上每個(gè)條件的保護(hù)分聯(lián)鎖軟開關(guān)，根據(jù)機(jī)組運(yùn)行情況選擇分聯(lián)鎖軟開關(guān)的投切，zui后投入總開關(guān)。

MFT動(dòng)作的結(jié)果有:（1）輕油截止閥自動(dòng)關(guān)閉;（2）甲、乙給粉機(jī)總電源跳閘;（3）甲、乙排粉機(jī)跳閘;（4）磨煤機(jī)進(jìn)口熱風(fēng)門自動(dòng)關(guān)閉，冷風(fēng)門自動(dòng)開;（5）所有一次風(fēng)分門自動(dòng)關(guān)閉;（6）過熱器減溫水總電動(dòng)門自動(dòng)關(guān)閉;（7）機(jī)組通過協(xié)調(diào)系統(tǒng)自動(dòng)減負(fù)荷至5MW;（8）再熱器減溫水總電動(dòng)門自動(dòng)關(guān)閉;（9）甲、乙一次風(fēng)箱總門自動(dòng)關(guān)閉;（10）所有二次風(fēng)門自動(dòng)開啟。

2.4MFT首出原因的組態(tài)邏輯及記憶

當(dāng)發(fā)生MFT后，DCS會(huì)在畫面上顯示引起MFT的首出原因并保持，直至按復(fù)歸按鈕為止。以下這些首出原因都為DCS中間量點(diǎn)。

（1）全爐膛滅火在有任意一層2臺(tái)給粉機(jī)投運(yùn)信號(hào)證實(shí)的情況下，當(dāng)4層粉層及2層油層均3/4無火時(shí)，發(fā)出全爐膛滅火信號(hào)，MFT動(dòng)作。

（2）失燃料。在任一粉層有2臺(tái)以上給粉機(jī)運(yùn)行或油層任一角有火焰信號(hào)的情況下，同時(shí)發(fā)生給粉機(jī)全停且燃料截止閥全關(guān)（或油角閥全關(guān)）時(shí)，F(xiàn)SSS發(fā)出失燃料信號(hào)，延時(shí)1.9s后MFT動(dòng)作。

（3）爐膛壓力高或爐膛壓力低。當(dāng)爐膛壓力高于1471Pa時(shí)，就地負(fù)壓開關(guān)動(dòng)作，發(fā)出爐膛壓力高信號(hào)，就地有3個(gè)測點(diǎn)（分別為爐膛壓力高1、2、3）;當(dāng)爐膛壓力低于-1471Pa時(shí)，就地負(fù)壓開關(guān)動(dòng)作分別為爐膛壓力低1、2、3。發(fā)出爐膛壓力低信號(hào)，負(fù)壓信號(hào)作為DI點(diǎn)進(jìn)入DCS，經(jīng)過三取二邏輯，產(chǎn)生爐膛壓力高、低信號(hào)去動(dòng)作MFT。

（4）甲、乙引風(fēng)機(jī)全停。甲、乙引風(fēng)機(jī)分閘的反饋信號(hào)作為DI點(diǎn)進(jìn)入DCS，兩者相與產(chǎn)生引風(fēng)機(jī)全停信號(hào)，延時(shí)3s去MFT。

（5）甲、乙送風(fēng)機(jī)全停。組態(tài)同引風(fēng)機(jī)。

（6）汽包水位保護(hù)。汽包水位保護(hù)的實(shí)現(xiàn)，必須以投入汽包事故放水門聯(lián)鎖為前提。當(dāng)汽包水位測量變送器測量值高于+30Omm時(shí)，發(fā)出汽包水位高Ⅲ值信號(hào)。當(dāng)測量值低于-5Omm時(shí)，發(fā)出汽包水位低Ⅲ值信號(hào)。汽包水位測量變送器信號(hào)進(jìn)行三取二運(yùn)算，增加了測量信號(hào)好壞的判斷邏輯。設(shè)定3個(gè)測量信號(hào)值之間的允許偏差，當(dāng)偏差超出此范圍時(shí)判定與其他2個(gè)信號(hào)偏差大的信號(hào)無效。3個(gè)信號(hào)間的偏差都超出范圍時(shí)，判定當(dāng)前測量信號(hào)無效，輸出保持前一次正常的測量值，并發(fā)出聲光報(bào)警。

（7）主汽門關(guān)閉。由汽機(jī)本體保護(hù)ETS柜來的主汽門關(guān)閉信號(hào)進(jìn)入DCS，直接引起MFT動(dòng)作。

（8）所有一次風(fēng)門關(guān)閉。當(dāng)所有燃燒器一次風(fēng)門關(guān)閉的反饋信號(hào)進(jìn)入DCS，直接引起MFT動(dòng)作。

（9）空預(yù)器全停。鍋爐大聯(lián)鎖投入時(shí)，當(dāng)甲、乙側(cè)空預(yù)器主、輔電機(jī)開關(guān)均為分閘的情況下，發(fā)出空預(yù)器全停信號(hào)，并且MFT動(dòng)作。

（10）手動(dòng)MFT。機(jī)組運(yùn)行中需人為停爐時(shí)，可同時(shí)按下控制臺(tái)上的2個(gè)"手動(dòng)停爐"按鈕，即可發(fā)生MFT，實(shí)現(xiàn)安全停爐。

2.5點(diǎn)火程控功能

爐膛每個(gè)角配置1個(gè)就地控制柜，每個(gè)角上的2層油槍推進(jìn)器、點(diǎn)火器的控制都可在就地柜上實(shí)現(xiàn)，當(dāng)就地控制柜上手動(dòng)/自動(dòng)開關(guān)在自動(dòng)位置時(shí)，可通過DCS在集控室進(jìn)行點(diǎn)火程控操作。在手動(dòng)位置時(shí)，可就地進(jìn)行手動(dòng)點(diǎn)火操作。

油槍程控包括油系統(tǒng)母管控制和點(diǎn)火程控。油母管控制即是對油截止閥控制，油槍程控即是按照預(yù)定的程序?qū)τ蜆?、點(diǎn)火槍進(jìn)行控制。

油槍啟動(dòng)條件為:（1）無MFT;（2）燃油壓力正常;（3）火檢冷卻風(fēng)壓正常;（4）截止閥已開。

油槍采用單角控制方式，當(dāng)點(diǎn)火條件具備時(shí)，運(yùn)行人員啟動(dòng)油槍，點(diǎn)火系統(tǒng)自動(dòng)投入。在啟動(dòng)試驗(yàn)周期中只要油火檢檢測到有火信號(hào)時(shí)，油槍繼續(xù)運(yùn)行;但當(dāng)油火檢未檢測到有火時(shí)，系統(tǒng)將立即自動(dòng)關(guān)閉噴油閥，并將油槍退出運(yùn)行。當(dāng)停止油角運(yùn)行時(shí)，如果有鄰層火焰支持或本角火焰支持則油槍經(jīng)過清掃程序，否則直接關(guān)閉閥門跳過清掃程序。當(dāng)有油槍運(yùn)行時(shí)，如果燃油壓力過低，系統(tǒng)將自動(dòng)關(guān)閉燃油截止閥并將油槍自動(dòng)退出。如果發(fā)生角油火檢未檢測到有火信號(hào)，燃油跳閘關(guān)閉或者M(jìn)FT動(dòng)作，則自動(dòng)關(guān)閉燃油角閥并將油槍自動(dòng)退出。

三、改造中采用的技術(shù)措施

（1）在MFT邏輯中，送風(fēng)機(jī)或引風(fēng)機(jī)在全停后增設(shè)3s延時(shí)，因此在切換送風(fēng)機(jī)或引風(fēng)機(jī)時(shí)可有效地防止誤跳閘。

（2）由于探頭電纜處于鍋爐燃燒器旁，環(huán)境溫度較高，易造成電纜絕緣燒損，為此使用高溫電纜。

（3）因?yàn)榘袴SSS納入了DCS，所以取消了原有的各種插件及中間繼電器，直接從DCS的I/O站輸出控制信號(hào)（數(shù)字量輸出DO點(diǎn)），減少了許多中間環(huán)節(jié)，降低了故障率。

（4）DCS采用北京和利時(shí)公司的MACS，它的組態(tài)工具為全漢化軟件，可提供SFC（順序流程圖）、FBD（功能塊圖）、LD（梯形圖）、ST（結(jié)構(gòu)文本）等方式進(jìn)行控制組態(tài)，為用戶提供了一個(gè)靈活、方便、全面的工程平臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)用戶的各種控制算法，使用戶修改邏輯非常方便，只需修改程序軟件即可實(shí)現(xiàn)，無須更換硬件回路。

（5）實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火程控后，不僅減輕了運(yùn)行人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，而且降低了點(diǎn)火槍、油槍的損壞率。

四、應(yīng)用及改進(jìn)情況

DCS改造完成后，各機(jī)組的FSSS均能順利投入閉環(huán)運(yùn)行。2002午6月，5號(hào)機(jī)組汽輪機(jī)大軸發(fā)生了水沖擊事件:當(dāng)時(shí)5號(hào)機(jī)組發(fā)生MFT后不久，運(yùn)行人員迅速點(diǎn)火，增加汽輪機(jī)調(diào)門開度，欲使機(jī)組重新增加負(fù)荷，由于燃料量的增加速度未及時(shí)跟上，結(jié)果主蒸汽中溫度下降（低于460℃），含有水汽;另外，當(dāng)時(shí)汽輪機(jī)內(nèi)缸溫度也較低，造成對大軸的水沖擊，導(dǎo)致大軸振動(dòng)、軸向位移大停機(jī)，迫使機(jī)組提前進(jìn)入中修。

由此事件，鎮(zhèn)海發(fā)電產(chǎn)生了在MFT聯(lián)鎖的基礎(chǔ)上增加低溫保護(hù)的設(shè)想，以防類似事件的再次發(fā)生。首先在5號(hào)機(jī)組停機(jī)時(shí)完成組態(tài)及部分接線工作，再經(jīng)過試驗(yàn)、檢查，于2003年2月投入閉環(huán)運(yùn)行。

低溫保護(hù)實(shí)現(xiàn)的功能為:在滅火保護(hù)開關(guān)投入的情況下，發(fā)生MFT后的3Omin內(nèi)，如果甲、乙任意一側(cè)的主汽溫度或再熱汽溫度低于460℃時(shí)，則低汽溫保護(hù)動(dòng)作，使事故停機(jī)電磁閥動(dòng)作，關(guān)閉高、中壓自動(dòng)主汽門，并發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)。通過5號(hào)機(jī)組的應(yīng)用，證實(shí)投入低汽溫保護(hù)是可行的，因而公司在另外各臺(tái)機(jī)組的停機(jī)期間相繼增加了低汽溫保護(hù)，并投入運(yùn)行。由此可見，通過改造納入DCS,FSSS的控制功能的拓展修改非常方便，且FSSS的可靠性比以往有了較大提高，至今沒有發(fā)生拒動(dòng)、誤動(dòng)現(xiàn)象;點(diǎn)火程控的投運(yùn)減輕了運(yùn)行人員的勞動(dòng)強(qiáng)度;通過DCS的邏輯算法組態(tài)來實(shí)現(xiàn)其控制功能，不但減少了各種插件、中間繼電器及控制電纜，而且減少了設(shè)備的故障率。

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