爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)復習課.ppt

爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)復習課 第一章概論 鍋爐機組的熱工保護FSSS BMS FCB RB MFT的英文全文及中文翻譯獨立FSSS的邏輯控制系統(tǒng)的實現(xiàn)方式 繼電器式 邏輯組件式 微計算機式 可編程控制器 PLC 式 爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)是指對鍋爐燃燒器進行自動投切控制 以滿足機組啟停及增減負荷的要求 對鍋爐的運行狀態(tài)進行監(jiān)視 并確保鍋爐安全的一個控制保護系統(tǒng) 在有些資料中 也把該系統(tǒng)稱為燃燒器管理系統(tǒng)BMS 在不作嚴格區(qū)分的場合 可以將這兩個系統(tǒng)等同 從FSSS的定義可以看出 該系統(tǒng)主要包括兩部分內容 燃燒器控制系統(tǒng)BCS 完成鍋爐燃燒器的自動投切控制 鍋爐安全保護系統(tǒng)FSS 在鍋爐正常工作和啟停等各種運行工況下 持續(xù)監(jiān)視燃燒系統(tǒng)及機組的大量參數(shù)和狀態(tài) 進行邏輯判斷和運算 必要時發(fā)出動作指令 通過各種順序控制和聯(lián)鎖裝置 使燃燒系統(tǒng)中的有關設備嚴格按照一定的邏輯順序進行操作 以保證鍋爐燃燒系統(tǒng)的安全 FSSS基本功能 1 爐膛吹掃 2 燃油投入許可及控制 3 煤粉投入許可及控制 4 持續(xù)運行監(jiān)視 5 特殊工況監(jiān)控 6 緊急跳閘 7 跳閘后爐膛吹掃 FSSS子系統(tǒng)劃分及功能 1 燃燒器控制系統(tǒng) BCS 強調Control A 連續(xù)監(jiān)視運行B 控制燃燒相關設備C 提供信號給其它系統(tǒng)D 強調要點 燃燒器和提供信號2 燃料安全系統(tǒng)FSS 強調Safety與Safeguard的側重點 A MFT信號的產生B MFT信號產生后的處理C MFT的善后處理D 圍繞 MFT 3 爐水循環(huán)泵控制 BCP 吹掃 點火 主燃料 運行監(jiān)視 切除停爐 吹掃 爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)的概念為什么要投用FSSS 大容量鍋爐需要控制的燃燒設備數(shù)量多 類型復雜 如 點火裝置 油燃燒器 煤粉燃燒器 輔助風 二次風 擋板 燃料風 周界風 擋板等 燃燒相關操作過程復雜 如 油槍的投用與退出 煤粉燃燒器的投入與停用等 燃燒輔助系統(tǒng)繁瑣復雜 如 為爐膛火焰監(jiān)視配置了復雜的火檢系統(tǒng) FSSS的組成 操作控制盤 現(xiàn)場設備 邏輯系統(tǒng)FSSS系統(tǒng)的硬件設備 控制臺 邏輯控制系統(tǒng) 驅動裝置 檢測敏感元件 FSSS的邏輯控制系統(tǒng)的實現(xiàn)方式 繼電器式 邏輯組件式 微計算機式 可編程控制器 PLC 式FSSS的現(xiàn)場設備 驅動裝置 敏感元件 外爆和內爆的概念外爆的原因分析 熱力學分析 及外爆防止的原則性措施和操作要領 為簡易說明問題 假設外爆過程是一定容絕熱過程 即爐墻沒有向外崩塌 分析 利用理想氣體方程式原理 熱量平衡 由上式可知 影響爆燃后壓力升高的主要因素 總結 進入爐膛的燃料越多 爆燃后危害越大采取措施 一旦爐膛滅火立即切斷燃料進入爐膛 啟動前爐膛溫度較低 爆燃后產生的危害就大采取措施 啟動前必須先使用空氣吹掃爐膛 點火時燃油熱值高 柴油熱值42705千焦 公斤1 4571公斤標煤 公斤 產生外爆的條件分析A 爐膛或煙道內有燃料和助燃空氣積存B 寄存燃料與助燃介質的混合物具有爆炸性 濃度合適C 足夠的點火能源 外爆防止的原則性措施1 點火能源的位置恰當 能量足夠2 點火失敗或爐膛熄火時及時切斷燃料3 點火失敗或爐膛熄火應立即吹掃4 只有部分燃料燃燒時 應做MFT處理 內爆原因分析 熱力學分析 和內爆的防止 切斷主燃料后 M變化 平衡被破壞 介質發(fā)生變化 高溫煙氣變成了預熱空氣 介質溫度亞急劇降低 從而引起爐膛壓力急劇下降假設送風機和引風機擋板開度不變 則送入空氣量增加 抽出的煙氣量減少 爐膛內介質質量增加 逐漸達到新的平衡 因此內爆最可能發(fā)生在鍋爐熄火初期 防止的關鍵在于MFT后初期提高爐膛駐留介質的質量不立即減燃料 減緩切斷燃料的速度增加送風量 切為手動 擋板位置不變降低引風量 先關小25 一段時間后恢復 爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能 爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能 在鍋爐正常運行和啟停等各種運行方式下 連續(xù)地密切監(jiān)視燃燒系統(tǒng)的大量參數(shù)與狀態(tài) 不斷地進行邏輯判斷和運算 必要時發(fā)出運作指令 通過各種聯(lián)鎖裝置使燃燒設備中的有關部件 如磨煤機組 點火器組 燃燒器組等 嚴格按照既定的合理程序完成必要的操作 或對異常工況和未遂性事故做出快速反應和處理 防止爐膛的任何部位積聚燃料與空氣的混合物 防止鍋爐發(fā)生爆燃而損壞設備 以保證操作人員和鍋爐燃燒系統(tǒng)的安全 FSSS組成 目前 爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)通常由四個部分組成 控制臺 邏輯控制系統(tǒng) 執(zhí)行機構和檢測元件 第二章 一般機組風煙系統(tǒng)組成一 二 三次風的作用 1 一次風是用來輸送加熱煤粉 使煤粉通過一次風管送入爐膛 同時以滿足揮發(fā)分的著火燃燒 2 二次風一般是高溫風 配合一次風攪拌混合煤粉 提供煤粉燃燒所需要的空氣量 3 三次風一般是由制粉系統(tǒng)的乏氣從單獨布置的噴口送入爐膛 以利用未分離掉的少量煤粉燃燒產生熱量 風煙系統(tǒng) 噴燃燒器的布置 噴燃器的分類四角切園燃燒的鍋爐噴燃器的典型布置 風門擋板的控制一般情況下 二次風的總流量是由燃燒調節(jié)系統(tǒng)根據(jù)總燃料量來進行調節(jié)的 而FSSS根據(jù)燃燒器投入或切除狀況 自動開啟或關閉各風門擋板 并可根據(jù)燃料量設定比例控制 差壓控制 以獲得鍋爐最佳的燃燒工況 二次風擋板 輔助風擋板 是由爐膛一風箱的差壓進行控制的 差壓的設定值隨鍋爐負荷 即主蒸汽流量 大小而改變 爐膛清掃時 二次風擋板開啟 其開度按爐膛一風箱差壓進行控制 燃料風擋板關閉 MFT緊急停爐時 所有風門擋板均開啟 鍋爐輔機大聯(lián)鎖 兩臺預熱器全停 停止兩臺吸風機 兩臺吸風機全停 停止兩臺送風機 兩臺送風機全停 停止兩臺一次風機 兩臺一次風機全停 停止三臺磨煤機 燃油系統(tǒng) 其作用主要包括 1 點火和燃燒 2 升壓或低負荷時使燃燒穩(wěn)定 3 機組故障而發(fā)生快速減負荷 RunBack RB 和機組快速切斷返回負荷 FastCutBack FCB 時 啟動燃油燃燒器 維持鍋爐負荷達到燃燒穩(wěn)定的目的 燃油燃燒器的容量為一臺鍋爐最大連續(xù)出力的30 油槍 點火器 火檢探頭 探頭冷卻風機 BMS機柜 火焰檢測系統(tǒng) 火檢按工作原理分類 1 溫度開關式 2 差壓開關式 3 火焰棒式 4 攝像管式 5 聲學或其他方法 6 光學式 光學火焰檢測器的原理 不同種類的燃料 燃燒火焰輻射的光線強度分布不同 燃燒火焰脈動頻率與燃料的種類相關 據(jù)此可以區(qū)別火焰的燃料類別 火焰檢測器就是利用火焰的閃爍頻率和光強度來鑒別火焰的有無及強弱的 CE 1火焰檢測器探頭部分處理過程及其特點電子機架部分處理過程利用光線進行工作的火焰檢測器的原理 利用光線進行工作的火焰檢測器的原理 不同種類的燃料 燃燒火焰輻射的光線強度分布不同 燃燒火焰脈動頻率與燃料的種類相關 據(jù)此可以區(qū)別火焰的燃料類別 火焰檢測器就是利用火焰的閃爍頻率和光強度來鑒別火焰的有無及強弱的 探頭部分處理過程及其特點 過程為 火焰信號經(jīng)透鏡進入檢測器探頭 經(jīng)光電管轉換成電流信號 然后經(jīng)對數(shù)放大器轉換成電壓信號 最后經(jīng)傳輸放大器轉換成電流信號去處理機架 特點為 視角為3 5 的透鏡 以提高鑒別能力 采用帶紅外濾波的特種光電二級管 采用對數(shù)放大器使電壓信號與光信號成線性關系 使用了發(fā)光二極管的負反饋回路 電流信號易于傳輸 且抗干擾性能好 故通過傳輸放大器將電壓信號轉成電流信號 電子機架部分處理過程 強度 頻率 故障檢測原理圖及工作過程 特點C E 型火焰檢測器電子處理機架部分對信號進行強度 頻率 故障檢測方面的檢測 C E 型火焰檢測器和C E 型區(qū)別 II型火焰檢測器的測量原理與I型基本相同 處理機架內部也設有頻率檢測 強度檢測和故障檢測回路 其不同之處在于 II型火焰檢測器有兩路頻率檢測回路 一路按單根油槍火焰頻率設定 另一路按煤粉火焰頻率設定 兩路頻率檢測回路都與一個探頭相連 探頭安裝油槍邊 當油槍停止工作時 又可檢測煤粉火焰 第三章 基本邏輯符號 RS 延時開 關基本邏輯圖分析FSSS的分層控制結構FSSS指令的傳遞過程 FSSS的上位邏輯包括 公共邏輯 層邏輯 下位或層邏輯的某一部分故障 其他部分仍能正常工作 脫離上位指令 上位邏輯和公共邏輯 層邏輯和下位邏輯仍能保持最基本的功能 結論 采用分層邏輯結構使得系統(tǒng)的可靠性高 便于在線檢修 控制操作更加靈活 要能讀懂邏輯圖 爐膛吹掃的目的 條件爐膛吹掃的邏輯 吹掃的作用 鍋爐點火前進行吹掃的目的是為了清掃積聚在爐膛及管道內的沒有燃燒的殘余燃料和可燃氣體 防止爐膛點火時發(fā)生爆燃 吹掃時間 爐膛吹掃時間不少于5min 煤粉爐一次風管帶一次風管吹掃時 一次風管吹掃3 5min 油槍用蒸汽進行吹掃 保證一次風管與油槍內無殘留的燃料 保證點火安全 吹掃風量充足 一般為25 40 額定風量 油系統(tǒng)泄漏檢查目的和方法 暖爐油母管泄露試驗的目的是檢查 暖爐油母管跳閘閥 油槍噴嘴閥關閉嚴密性 油系統(tǒng)泄露檢查 油系統(tǒng)泄露檢查流程 油系統(tǒng)泄露檢查過程 A 關閉爐前油槍噴嘴閥 B 打開快關閥 使爐前油管路充油 C 關閉快關閥 經(jīng)過若干秒 10s 若油槍入口壓力在規(guī)定值以上 即為合格 爐前油管及油槍噴嘴閥無泄漏 或快關閥前后的壓力差值 p來檢查 若 p大于規(guī)定壓力差有泄漏 說明 反之則無泄漏 D 打開再循環(huán)閥10s后關閉 經(jīng)過若干秒 60s 若油槍入口壓力在規(guī)定值以下 即為合格 快關閥無泄漏 或快關閥前后的壓力差值 p大于規(guī)定壓力差 說明快關閥合格無泄漏 反之則有泄漏 MFT的概念 條件MFT邏輯MFT動作后的處理 主燃料跳閘 MFT 有哪些主要功能和觸發(fā)條件 當某些不能保證鍋爐正常運行的情況出現(xiàn)時 FSSS的主燃料跳閘 MFT 功能能迅速切斷所有燃料 并將危急報警信號發(fā)至各個系統(tǒng) 進行必要的安全操作 同時顯示出跳閘的第一原因 并將主燃料跳閘 MFT 狀態(tài)維持到下次鍋爐啟動 手動跳閘 火焰全部熄滅 爐膛壓力過高 爐膛壓力過低 汽包水位過高 汽包水位過低 送風機全部跳閘 引風機全部跳閘 燃料全部中斷 給水泵全部跳閘 主蒸汽溫度高 再熱器出口汽溫高 冷段再熱管道金屬溫度高 送風機風量降于25 額定風量 MFT后會引起哪些連鎖 1 MFT信號送送制粉系統(tǒng)跳閘全部給煤機跳閘磨煤機及其輔助系統(tǒng)跳閘兩臺一次風機跳閘密封風機關閉全部一次風關斷門 關閉熱風擋板和冷風擋板 2 MFT信號送往燃油系統(tǒng)關閉輕 重油進油和回油跳閘閥 關全部油槍的油閥 3 MFT信號送往二次風系統(tǒng)全部燃料風擋板開至最大 維持30 60s 全部輔助風擋板開至最大 維持60s 并將輔助風擋板控制切換到手動方式 4 MFT信號送往其它系統(tǒng)跳閘電氣除塵器跳閘汽動給水泵跳閘鍋爐吹灰器汽輪機跳閘送往CCS送往DAS送往輔助蒸汽控制系統(tǒng) 全爐膛滅火檢測 全爐膛滅火檢測的目的全爐膛滅火檢測的過程層火焰和全爐膛滅火分別如何判斷 全爐膛火焰監(jiān)測目的 向運行人員提供全爐膛火焰分布的指示信號 使其能直觀地判斷爐膛火焰燃燒工況及穩(wěn)定程度 判斷是否會出現(xiàn)全爐膛滅火現(xiàn)象 以便運行人員決定是否采取穩(wěn)定燃燒或人為停爐的措施 當爐膛火焰已經(jīng)不能維持穩(wěn)定燃燒 即將出現(xiàn)全爐膛滅火 時 將全爐膛滅火信號發(fā)給跳閘聯(lián)鎖裝置 以實行保護動作 三層煤粉噴嘴的燃燒器全爐膛滅火檢測邏輯 爐膛火焰監(jiān)視中 層火焰和全爐膛滅火分別判斷 層火焰信號檢測的邏輯是2 4 3 4 邏輯 全爐膛滅火檢測采用 投票 方式進行 投票 權取決于煤粉層和油層 只有在煤粉層和油層同時投 滅火 票時 才證實全爐膛滅火 全爐膛滅火檢測采用 投票 方式進行 投票 權取決于 油層 煤粉層 鍋爐常用的點火方式 高能點火器點燃重油燃燒器再點燃煤粉燃燒器的兩級點火方式 高能點火器點燃輕油燃燒器再點燃重油燃燒器最后點燃煤粉燃燒器的