火力發(fā)電廠鍋爐爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)重點(diǎn)技術(shù)專題規(guī)程

1、DL / T 1091 火力發(fā)電廠鍋爐爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)規(guī)程3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義合用于本原則。3.1儲(chǔ)倉制系統(tǒng)bin system； storage system燃料制成粉后儲(chǔ)入粉倉，然后從粉倉通過給粉機(jī)供應(yīng)爐膛燃燒的一種系統(tǒng)。3.2直吹制系統(tǒng)direct-fired system燃料制成粉后直接從磨煤機(jī)送入燃燒器的一種系統(tǒng)。3.3燃燒控制系統(tǒng)combustion control system自動(dòng)調(diào)節(jié)爐膛燃料和風(fēng)量的控制系統(tǒng)，保證鍋爐在指令負(fù)荷范疇內(nèi)能維持合適的空氣/燃料比，維持爐膛負(fù)壓在規(guī) 定范疇內(nèi)，以保證鍋爐的持續(xù)燃燒和火焰穩(wěn)定。3.4鍋爐爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)furnace safeg

2、uard supervisory system (FSSS)保證鍋爐燃燒系統(tǒng)中各設(shè)備按規(guī)定的操作順序和條件安全啟停、切投，并能在危急 工況下，跳閘有關(guān)設(shè)備或迅速切斷進(jìn)入爐膛的所有燃料(涉及點(diǎn)火燃料)避免發(fā)生爆燃、爆炸等破壞性事故的安全保護(hù)和順序控制裝置。注：國外也使用術(shù)語燃 燒器管理系統(tǒng)(burner management system，簡稱 BMS)。燃燒器控制系統(tǒng)(burner control system，簡稱 BCS)、燃料燃燒安全系統(tǒng)(fuel-firing safety system， 簡稱FSS )涉及在本定義中。3.5火焰檢測(cè)器flame detector檢測(cè)有無火焰并提供信號(hào)

3、的裝置。3.6點(diǎn)火器ignitor能在一瞬間提供足夠的點(diǎn)火能量去點(diǎn)著主燃燒器燃料的固定安裝設(shè)備。3.7惰性化inerting將惰性氣體或蒸汽充入到空氣/燃料混合物中，使其氧含量減少而避免爆炸的也許。3.8連鎖interlock當(dāng)某個(gè)設(shè)備的運(yùn)營參數(shù)達(dá)到或偏離限值、操作順序不對(duì)的、設(shè)備跳閘時(shí)，自動(dòng)地停止有關(guān)設(shè)備運(yùn)營、中斷不合適順序的繼續(xù)進(jìn)行、跳閘有關(guān) 設(shè)備，以避免事故擴(kuò)大或浮現(xiàn)危險(xiǎn)狀況的裝置或控制程序。3.9總?cè)剂咸lmaster fuel trip (MFT) 一旦浮現(xiàn)危及鍋爐安全的危險(xiǎn)工況時(shí)，由人工操作或保護(hù)信號(hào)指令動(dòng)作迅速切斷所有入爐燃料，涉及點(diǎn)火器的燃料， 它是爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)重要功能的一

4、部分。3.10燃油跳閘oil fuel trip (OFT)由人工操作或保護(hù)信號(hào)指令動(dòng)作，迅速關(guān)閉主燃油跳閘閥，切斷進(jìn)入鍋爐爐膛的燃燒用油。3.11爐膛吹掃purge使空氣流過爐膛、鍋爐煙井及與其相連的煙道，以有效清除任何積聚的可燃物，并用空氣予以置換的過程。亦可用惰性氣體進(jìn)行吹掃。3.12爐膛外爆furnace explosion在爐膛或與爐膛相連接的后部煙道受限空間內(nèi)積聚有煤粉、油霧、燃?xì)馀c空氣的混合物，當(dāng)這些混合物的濃度處在爆燃極限范 疇內(nèi)時(shí)，如遇到點(diǎn)火源即會(huì)爆燃，燃燒產(chǎn)物溫度驟增，體積膨脹，壓力瞬間升高，乃至爐膛損壞，此現(xiàn)象即為爐膛外爆。3.13爐膛內(nèi)爆furnace implosio

5、n爐膛負(fù)壓過大使?fàn)t墻內(nèi)、外所產(chǎn)生的壓差超過爐墻承受壓力，導(dǎo)致爐墻向內(nèi)爆裂的現(xiàn)象稱為爐膛內(nèi)爆。3.14風(fēng)機(jī)超馳作用override action of fan檢測(cè)到爐膛壓力有足夠大的偏差時(shí)的一種控制作用，其使引風(fēng)機(jī)的控制裝置向減少偏差的方向動(dòng)作。3.15點(diǎn)火器安全關(guān)斷閥ignitor safety shutoff valve響應(yīng)燃料跳閘指令，自動(dòng)并完全切斷進(jìn)入點(diǎn)火器燃料的關(guān)斷閥門。4 總則4.1對(duì)制造、設(shè)計(jì)、安裝和運(yùn)營維修的一般規(guī)定 4.1.1本原則對(duì)邏輯設(shè)計(jì)提出了最低限度的規(guī)定，隨著發(fā)電廠自動(dòng)化水平的提高及鍋爐 設(shè)備類型的多樣化，監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)采用下列相應(yīng)措施:a）增、減本原則的邏輯設(shè)計(jì)，以適應(yīng)自

6、身特點(diǎn)規(guī)定。b）增長有關(guān)重要操作事件的信息批示，以使運(yùn)營人員能迅速作出反映。c）系統(tǒng)應(yīng)具有系統(tǒng)功能在線檢查和維護(hù)的功能，并不影響控制系統(tǒng)整體可靠性。d）提供一種有助于對(duì)的決策（如操作指引、智能化報(bào)警等）和迅速操作（如自動(dòng)跳出有關(guān)畫面等）的環(huán)境。4.1.2火力發(fā)電廠鍋爐爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，應(yīng)采用可靠性高的設(shè)備和成熟的技術(shù)。新產(chǎn)品和新技術(shù)應(yīng)通過試用和考驗(yàn)，經(jīng)實(shí)踐證明合格后方可在設(shè)計(jì)中采用。4.1.3在系統(tǒng)和儀表未安裝完畢、實(shí)驗(yàn)合格并投入運(yùn)營前，不能啟動(dòng)鍋爐。4.1.4應(yīng)編寫具體的運(yùn)營操作規(guī)程，清晰論述所有的手動(dòng)和自動(dòng)功能，列明所有的操作順序和檢查要點(diǎn)。4.1.5保護(hù)裝置應(yīng)投入閉環(huán)運(yùn)營，未經(jīng)批準(zhǔn)

7、不能撤出運(yùn)營。保護(hù)動(dòng)作或撤出應(yīng)作好記錄。4.1.6設(shè)計(jì)時(shí)不應(yīng)考慮為以便操作設(shè)備而取消任一連鎖功能。因故連鎖裝置需退出運(yùn)營時(shí)，應(yīng)在運(yùn)營日記中加以記錄，并應(yīng)采用其她措施監(jiān)測(cè)該連鎖功能。4.1.7保護(hù)、連鎖系統(tǒng)在安裝、調(diào)節(jié)和測(cè)試時(shí)應(yīng)驗(yàn)證其與否符合設(shè)計(jì)規(guī)定及定值、定期的精確性。重要的保護(hù)、連鎖系統(tǒng)應(yīng)定期進(jìn)行測(cè)試和維護(hù)。4.1.8應(yīng)制定系統(tǒng)與設(shè)備的定期實(shí)驗(yàn)和維護(hù)、維修籌劃，維修后應(yīng)進(jìn)行有關(guān)系統(tǒng)的保護(hù)及連鎖驗(yàn)證明驗(yàn)。4.1.9連鎖保護(hù)實(shí)驗(yàn)中，需要變化或產(chǎn)生信號(hào)時(shí)應(yīng)盡量在源頭（一次元件或設(shè)備）進(jìn)行。4.1.10所有油燃燒器的安全關(guān)斷閥，應(yīng)盡量接近點(diǎn)火器安裝，使得閥后燃油管燃油的殘留量減至至少。閥門的關(guān)斷速度

8、要盡量快（燃油總管的安全關(guān)斷閥關(guān)斷時(shí) 間宜不不小于1s，油燃燒器的安全關(guān)斷閥關(guān)斷時(shí)間宜不不小于2s）。4.2對(duì)鍋爐爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)操作的設(shè)計(jì)規(guī)定4.2.1在控制盤（臺(tái)）上應(yīng)設(shè)立獨(dú)立并可直接動(dòng)作（可經(jīng)確認(rèn)或加避免誤動(dòng)的保護(hù)罩）的MFT緊急按鈕，其回路應(yīng)獨(dú)立于分散控制系統(tǒng)的控制器及模件，并由硬接 線實(shí)現(xiàn)。4.2.2應(yīng)設(shè)立吹掃條件、點(diǎn)火條件、火焰檢測(cè)、吹掃失敗、點(diǎn)火失敗、MFT、MFT首出因素、燃燒器啟動(dòng)條件、磨煤機(jī)啟動(dòng)條件、磨煤機(jī)跳閘首出因素等專用顯示畫 面。4.3核心設(shè)備的基本設(shè)計(jì)規(guī)定4.3.1爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備4.3.1.1爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)不同的爐型、制粉系統(tǒng)和燃燒器的規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì)，應(yīng)

9、將單個(gè)模件的故障對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的影響限度降至最低。4.3.1.2系統(tǒng)應(yīng)能判明故障類型，至少涉及：a）電源故障；b）通信故障；c）解決器故障； d）輸入和輸出模件故障;e）信號(hào)中斷、漂移、恢復(fù)、瞬態(tài)干擾。4.3.1.3系統(tǒng)的設(shè)計(jì)還應(yīng)涉及下列功能：a）系統(tǒng)故障診斷功能；b）避免未經(jīng)授權(quán)的邏輯修改；c）系統(tǒng)內(nèi)任何個(gè)別部件故障，不能阻礙強(qiáng)制性的MFT；d）系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間應(yīng)足夠短，以避免由于反映不及時(shí)而導(dǎo)致故障、事故的擴(kuò)大或誤動(dòng)作；e）系統(tǒng)具有較強(qiáng)的抗干擾能力，以避免誤動(dòng)作；f）在系統(tǒng)失電時(shí)，I/O和繼電器動(dòng)斷、動(dòng)合觸點(diǎn)的設(shè)立應(yīng)保證其所控設(shè)備處在安全狀態(tài)或機(jī)組安全運(yùn)營所需的工作狀態(tài)。4.3.1.4執(zhí)行爐膛安

10、全監(jiān)控功能的邏輯系統(tǒng)，不應(yīng)與任何其她邏輯系統(tǒng)組合在一起。4.3.2火焰監(jiān)控和跳閘系統(tǒng)設(shè)備的設(shè)計(jì)規(guī)定4.3.2.1火焰監(jiān)控：a）容量為670t/h級(jí)別及如下的鍋爐可采用全爐膛火焰監(jiān)視和滅火保護(hù)。容量為1000t/h級(jí)別以上的鍋爐，應(yīng)對(duì)各燃燒器（涉及主燃燒器和點(diǎn)火燃燒器）單獨(dú)進(jìn) 行監(jiān)視，一旦檢測(cè)到某個(gè)燃燒器火焰熄滅，應(yīng)自動(dòng)關(guān)閉該燃燒器的安全關(guān)斷閥。b）火焰檢測(cè)器對(duì)燃燒器的視角在爐膛設(shè)計(jì)時(shí)就應(yīng)考慮，最后通過現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)擬定，并應(yīng)對(duì)視角的有效角度范疇進(jìn)行校核。c）應(yīng)提供清潔空氣，保證火焰檢測(cè)器鏡頭的清潔和冷卻。d）火焰檢測(cè)器應(yīng)具有自檢查功能，以排除火焰檢測(cè)器或感應(yīng)元件自身故障導(dǎo)致對(duì)火焰的誤判。4.3.2.

11、2跳閘系統(tǒng)：a）觸發(fā)MFT動(dòng)作的檢測(cè)元件和回路，除火焰檢測(cè)器和在模擬量控制系統(tǒng)（MCS）進(jìn)行預(yù)解決的風(fēng)量信號(hào)、汽包水位外，應(yīng)獨(dú)立于其她控制元件和回路。b）應(yīng)采用比其她控制回路更可靠的硬件和設(shè)計(jì)（如冗余、三取二等），三取二或三取中的信號(hào)中的三個(gè)信號(hào)及解決邏輯應(yīng)獨(dú)立分布在不同的硬件內(nèi)，以提高其可 靠性。c）MFT跳閘系統(tǒng)在失電時(shí)應(yīng)產(chǎn)生鍋爐跳閘信號(hào)以使機(jī)組處在安全狀態(tài)。d）爐膛壓力保護(hù)應(yīng)采用過程壓力直接驅(qū)動(dòng)的壓力開關(guān)，應(yīng)有三個(gè)獨(dú)立取樣的“壓力高”開關(guān)和三個(gè)獨(dú)立取樣的“壓力低”開關(guān)，壓力保護(hù)動(dòng)作信號(hào)應(yīng)按“三取二” 邏輯產(chǎn)生。e）爐膛壓力取樣孔應(yīng)與吹灰器和看火孔有足夠的距離，并應(yīng)采用合適的防堵措施，防堵

12、措施不能影響爐膛壓力的取樣精度。f）跳閘條件中的汽包水位保護(hù)信號(hào)應(yīng)按“三取二”邏輯設(shè)計(jì)。g）觸發(fā)MFT的跳閘信號(hào)應(yīng)采用硬接線接入，需要通過邏輯運(yùn)算產(chǎn)生的MFT信號(hào)應(yīng)在解決邏輯中采用冗余或表決的方式提高可靠性。h）MFT跳閘輸出指令應(yīng)以硬接線接入其她系統(tǒng)（如MCS、OCS、ETS等）和相應(yīng)動(dòng)作設(shè)備的跳閘回路，以保證足夠的可靠性。i）應(yīng)避免因跳閘連鎖系統(tǒng)電源中斷或恢復(fù)引起系統(tǒng)的拒動(dòng)作和誤動(dòng)作。4.3.3燃燒控制系統(tǒng)設(shè)備4.3.3.1本原則對(duì)燃燒控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)規(guī)定僅波及保證爐膛安全運(yùn)營的規(guī)定，并不涉及其她控制系統(tǒng)對(duì)燃燒控制系統(tǒng)提出的規(guī)定。4.3.3.2鍋爐啟動(dòng)狀態(tài)時(shí)，風(fēng)量應(yīng)保持在吹掃流量（不不不小于

13、25%滿負(fù)荷風(fēng)量，對(duì)燃煤鍋爐規(guī)定不不小于40%滿負(fù)荷風(fēng)量）。在整個(gè)運(yùn)營期間，其空氣容積流量 應(yīng)等于或不小于吹掃流量。4.3.3.3燃料和空氣子系統(tǒng)應(yīng)提供設(shè)定最大和最小極限的能力，以避免燃料和風(fēng)量超過使火焰穩(wěn)定燃燒的極限。4.3.3.4負(fù)荷變化時(shí)應(yīng)同步變化燃料量和風(fēng)量，并保持合適的空氣/燃料比。風(fēng)量控制在手動(dòng)時(shí)，嚴(yán)禁將燃料量控制投入自動(dòng)。4.3.3.5控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)避免產(chǎn)生富燃料混合物，容許采用燃料量變化期間對(duì)空氣量變化的導(dǎo)前或滯后的措施，來保證空氣量的臨時(shí)富余。當(dāng)空氣/燃料比低于預(yù) 定值時(shí)，應(yīng)閉鎖增長燃料量和減少空氣量的控制動(dòng)作。4.3.3.6對(duì)于平衡式通風(fēng)爐膛，爐膛壓力應(yīng)保持在設(shè)定值。爐膛壓

14、力控制在手動(dòng)時(shí)，嚴(yán)禁將風(fēng)量控制投入自動(dòng)。4.3.3.7應(yīng)提供磨煤機(jī)煤/空氣混合物溫度控制手段。4.3.3.8應(yīng)提供保證輸送所需煤粉的一次風(fēng)調(diào)節(jié)手段，并有限制一次風(fēng)低于危險(xiǎn)值的措施。4.3.3.9應(yīng)提供煤量、風(fēng)量、油量等計(jì)量裝置，必要時(shí)應(yīng)進(jìn)行壓力、溫度補(bǔ)償，以便測(cè)定總?cè)剂狭亢涂傦L(fēng)量之比例。4.3.3.10應(yīng)提供氧量或燃燒產(chǎn)物表計(jì)，以顯示燃燒狀況。4.3.3.11應(yīng)保證來自爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)的指令優(yōu)先于燃燒控制系統(tǒng)指令的執(zhí)行。4.3.3.12對(duì)配備了脫硫系統(tǒng)的鍋爐，應(yīng)采用有效措施防備因脫硫設(shè)備故障跳閘而對(duì)爐膛壓力導(dǎo)致的影響。4.3.4動(dòng)力源的設(shè)計(jì)規(guī)定4.3.4.1應(yīng)提供系統(tǒng)所有控制和安全設(shè)備無端障動(dòng)

15、力（電源和氣源）。4.3.4.2系統(tǒng)電源應(yīng)來自兩路獨(dú)立運(yùn)營且容量為100%的電源裝置，其中一路來自于UPS。4.4功能配備規(guī)定4.4.1本原則第5章8章對(duì)煤粉鍋爐、循環(huán)流化床鍋爐、燃油鍋爐、燃?xì)忮仩t的爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)設(shè)計(jì)的功能提出了基本規(guī)定。對(duì)燃燒器不同布置方式（墻式 對(duì)沖、四角切圓、W型火焰等）、燃燒器不同數(shù)量、不同制粉制（直吹制、儲(chǔ)倉制）、鍋爐本體及重要輔機(jī)的不同類型和工藝等，應(yīng)根據(jù)制造廠和鍋爐專業(yè)的規(guī)定，設(shè)計(jì)相應(yīng)的邏輯功能。4.4.2爐膛安全保護(hù)功能：4.4.2.1鍋爐爐膛安全保護(hù)應(yīng)涉及但不限于如下功能：MFT、爐膛吹掃、油泄漏實(shí)驗(yàn)、鍋爐點(diǎn)火、全爐膛火焰監(jiān)視和滅火保護(hù)功能、MFT首出因

16、素和RB等。一旦檢測(cè)到爐膛內(nèi)部分火焰喪失達(dá)到危險(xiǎn)限度或所有火焰喪失時(shí)，或者制造廠設(shè)計(jì)并經(jīng)現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的跳閘原則滿足時(shí)，應(yīng)觸發(fā)MFT。MFT時(shí)，應(yīng)切斷一切進(jìn)入爐膛的燃料供應(yīng)和點(diǎn)火器電源，并解列制粉系統(tǒng)。如裝有爐膛惰性化系統(tǒng)，應(yīng)同步投入爐膛惰性化系統(tǒng)。MFT各跳閘動(dòng)作值及延時(shí)時(shí)間應(yīng)由鍋爐廠提供設(shè)計(jì)根據(jù)，運(yùn)營中在征得制造廠批準(zhǔn)狀況下可進(jìn)行修正。MFT后，應(yīng)批示跳閘首出因素。4.4.2.6儲(chǔ)倉制系統(tǒng)中應(yīng)考慮給粉機(jī)總電源切換時(shí)也許產(chǎn)生給粉機(jī)運(yùn)營狀態(tài)瞬間失去（全爐膛燃料喪失）誤信號(hào)的影響。4.4.2.7可將燃燒器設(shè)備的動(dòng)作狀況引入火焰信號(hào)的判斷，以便更精確地反映火焰狀態(tài)。4.4.3連鎖保護(hù)功能: 4.4.

17、3.1連鎖保護(hù)功能應(yīng)監(jiān)視燃燒設(shè)備的啟動(dòng)、停止過程和運(yùn)營狀況，以保證設(shè)備的安全操作順序和安全運(yùn)營。4.4.3.2當(dāng)設(shè)備安全受到危險(xiǎn)時(shí)，應(yīng)按合適順序使最小數(shù)量的設(shè)備跳閘。4.4.3.3重要設(shè)備跳閘后應(yīng)能指出跳閘的首出因素。4.4.3.4 一旦檢測(cè)到也許導(dǎo)致未燃燒燃料堆積的嚴(yán)重燃燒問題或失去鍋爐控制、燃燒器管理、連鎖系統(tǒng)的電源時(shí)，應(yīng)自動(dòng)停運(yùn)有關(guān)設(shè)備。4.4.3.5引起跳閘的任何連鎖信號(hào)或動(dòng)作應(yīng)報(bào)警。4.4.4報(bào)警功能：4.4.4.1報(bào)警系統(tǒng)應(yīng)向操作員提供盡快的聽覺和視覺報(bào)警，批示超限狀況以便其及時(shí)地作出響應(yīng)。應(yīng)提供手段將聽覺警報(bào)消除，而保持視覺報(bào)警批示直到工況恢復(fù)正常。4.4.4.2當(dāng)燃燒浮現(xiàn)不穩(wěn)定期，應(yīng)有引起運(yùn)營人員注意的警示信息，以便及時(shí)采用補(bǔ)救措施。4.4.4.3用于跳閘的火焰熄滅信號(hào)一旦發(fā)生運(yùn)營燃燒器或火焰包絡(luò)的火焰熄滅狀況，都應(yīng)報(bào)警告示運(yùn)營人員。4.4.4.4對(duì)所有設(shè)計(jì)的基本燃料，均應(yīng)提供該特定燃料燃燒系統(tǒng)的