超臨界鍋爐爐體火檢系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與調(diào)試

超臨界鍋爐爐體火檢系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與調(diào)試

華源北方煤礦項(xiàng)目全長(zhǎng)2.600mw。該鍋爐是由東方鍋爐廠引入技術(shù)生產(chǎn)的探測(cè)參數(shù)變壓直爐。最大連續(xù)蒸發(fā)量為900噸。h、出口壓力為25.5wpma，出口溫度為571c。分散控制系統(tǒng)(DCS)采用ABB公司的Symphony系統(tǒng),爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)(FSSS)采用與DCS一體化的設(shè)計(jì)方案。FSSS軟件由公用控制邏輯、燃油控制邏輯、燃煤控制邏輯組成。主要完成爐膛吹掃、油泄漏試驗(yàn)、主燃料跳閘(MFT)、點(diǎn)火油/啟動(dòng)油系統(tǒng)控制、煤層控制等功能。在調(diào)試過程中,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備情況及運(yùn)行中暴露出來(lái)的一些問題,對(duì)原設(shè)計(jì)邏輯作了改進(jìn),下面就調(diào)試中遇到的幾個(gè)問題進(jìn)行探討和分析。1火時(shí)判定為全爐硫滅火鍋爐燃燒制粉系統(tǒng)配置6臺(tái)中速磨煤機(jī),24只點(diǎn)火油槍,12只啟動(dòng)油槍。爐膛滅火邏輯原設(shè)計(jì)為全部點(diǎn)火油槍無(wú)火、全部啟動(dòng)油槍無(wú)火、全部煤層無(wú)火時(shí)判定為全爐膛滅火,立即觸發(fā)MFT。邏輯圖如圖1所示。這個(gè)邏輯的缺點(diǎn)表現(xiàn)在鍋爐冷態(tài)啟動(dòng)的初始階段由于爐膛內(nèi)溫度很低或者油槍霧化不好燃油系統(tǒng)參數(shù)調(diào)整不當(dāng)?shù)仍?點(diǎn)火后燃燒不穩(wěn)定,很容易造成火檢閃動(dòng)或火檢滅火,觸發(fā)MFT,必須重新進(jìn)行爐膛吹掃才能再次點(diǎn)火,延誤了鍋爐的啟動(dòng)時(shí)間。為解決這個(gè)問題,在此基礎(chǔ)上,增加了一個(gè)延時(shí)的判斷回路,即在第一支點(diǎn)火油槍投入并保持60s后才確認(rèn)該項(xiàng)保護(hù)有效。完善后的邏輯見圖2。2外火檢和火焰檢測(cè)在實(shí)際運(yùn)行中,由于點(diǎn)火油槍與啟動(dòng)油槍距離很近或因爐膛結(jié)焦等背景輻射干擾,常出現(xiàn)錯(cuò)誤檢測(cè)的情況,即所謂的“偷看”現(xiàn)象。沁北電廠一期工程火檢系統(tǒng)采用美國(guó)Foney公司提供的UNIFLAME一體化智能型火焰檢測(cè)器?；鹧鏅z測(cè)器的配置為:每個(gè)啟動(dòng)油槍配1只油火檢(采用紅外火檢探頭,共12只),每個(gè)點(diǎn)火油槍配1只油火檢(采用紫外+紅外火檢探頭,共24只),每個(gè)煤粉燃燒器配1只煤火檢(采用紅外火檢探頭,共24只)。為了解決火檢“偷看”問題,可以采用以下兩種方法或兩種方法結(jié)合使用。(1)現(xiàn)場(chǎng)火檢探頭來(lái)的火檢信號(hào)在進(jìn)入DCS后,在DCS的控制邏輯上加入油閥、給煤機(jī)的狀態(tài)信號(hào)來(lái)輔助判斷火焰信號(hào)的有無(wú)(圖3)。(2)美國(guó)Foney公司提供的UNIFLAME一體化智能型火焰檢測(cè)器,內(nèi)置有兩個(gè)火焰檢測(cè)文件,分別用于存儲(chǔ)有火、無(wú)火時(shí)的典型狀態(tài)參數(shù)(在燃燒調(diào)整時(shí)進(jìn)行設(shè)定)。當(dāng)火焰檢測(cè)器工作時(shí),將從現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量來(lái)的狀態(tài)參數(shù)與已存儲(chǔ)在火焰檢測(cè)文件中的典型狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行對(duì)比,以決定輸出“有火”還是“無(wú)火”的狀態(tài)信號(hào)。根據(jù)該探頭的工作原理,可考慮將油閥、給煤機(jī)的狀態(tài)信號(hào)引入火檢探頭,用于選擇火檢探頭內(nèi)部工作的火焰檢測(cè)文件。如油閥開時(shí)選擇文件1工作,油閥關(guān)時(shí)選擇文件2工作(圖4)。沁北電廠把這兩種方法結(jié)合來(lái)使用,取得了良好的效果。3解決磨煤機(jī)為因果報(bào)告的故障制粉系統(tǒng)為正壓直吹系統(tǒng),包括6臺(tái)電子稱重式給煤機(jī)臺(tái)中速輥式磨煤機(jī)輥式磨煤機(jī)采用具有圓弧凹形槽軌道的磨盤,磨輥邊緣也呈圓弧形,3個(gè)磨輥均勻布置各相鄰120°。針對(duì)輥式磨煤機(jī)的特點(diǎn),在調(diào)試過程中對(duì)磨煤機(jī)的控制方案做了以下改進(jìn)。(1)取消磨輥升降操作及其控制邏輯。原設(shè)計(jì)磨煤機(jī)空載啟動(dòng)時(shí)將磨輥升起,磨煤機(jī)帶負(fù)載時(shí)再將磨輥放下。在給煤機(jī)跳閘、斷煤等事故情況下也需將磨輥升起,這樣磨煤機(jī)就可以不跳閘而保持空載運(yùn)行,以利于系統(tǒng)的快速恢復(fù)。在試運(yùn)過程中,由于液壓系統(tǒng)動(dòng)作不可靠,光電位置檢測(cè)開關(guān)存在缺陷,造成設(shè)備故障點(diǎn)增多,常常延誤磨煤機(jī)的啟動(dòng)。經(jīng)與廠家探討,決定將磨輥支架墊起,使磨輥與磨盤始終保持10mm的距離。這樣在啟停及運(yùn)行過程中磨輥就不需要再進(jìn)行升降操作,相應(yīng)的控制邏輯也做了很大的簡(jiǎn)化,有效地減少了磨煤機(jī)的故障點(diǎn),加快了磨煤機(jī)的啟動(dòng)過程。(2)增加給煤機(jī)事故情況下對(duì)磨煤機(jī)分離器出口溫度的控制。由于磨輥與磨盤始終保持一定的間距,當(dāng)給煤機(jī)出現(xiàn)斷煤、堵煤或跳閘時(shí),磨煤機(jī)處于空載運(yùn)行,有利于系統(tǒng)的快速恢復(fù)。在磨煤機(jī)空載時(shí),如果不對(duì)冷、熱風(fēng)門開度及時(shí)進(jìn)行調(diào)整,磨煤機(jī)分離器出口溫度就會(huì)急劇上升至保護(hù)值,將引起磨煤機(jī)跳閘,系統(tǒng)仍然不能快速恢復(fù),也不利于設(shè)備的安全運(yùn)行。改進(jìn)方法是:當(dāng)給煤機(jī)出現(xiàn)斷煤、堵煤或跳閘時(shí),聯(lián)鎖控制立即全關(guān)熱風(fēng)門,同時(shí)全開冷風(fēng)門,防止磨煤機(jī)分離器出口溫度急劇上升,為系統(tǒng)的快速恢復(fù)創(chuàng)造條件。(3)磨煤機(jī)入口風(fēng)量、風(fēng)壓保護(hù)優(yōu)化。根據(jù)中速輥式磨煤機(jī)的特點(diǎn),正常情況下,磨煤機(jī)空載啟動(dòng)后約要進(jìn)行30min暖磨,當(dāng)分離器出口溫度升至70℃～100℃范圍時(shí)磨煤機(jī)才可接帶負(fù)荷,啟動(dòng)給煤機(jī)。暖磨期間,冷、熱風(fēng)門開度較小,一次風(fēng)流量、一次風(fēng)壓力較小,數(shù)值波動(dòng)大極容易引起磨煤機(jī)的誤跳閘。為了克服這一缺陷,在風(fēng)量、風(fēng)壓低保護(hù)邏輯中加入給煤機(jī)運(yùn)行信號(hào),使該保護(hù)在暖磨階段無(wú)效,如圖5所示。4鍋爐硫含量低,缺乏有效確定在常規(guī)的吹掃邏輯設(shè)計(jì)中,往往只考慮了鍋爐點(diǎn)火前的爐膛吹掃,而爐膛MFT后的吹掃往往也按照點(diǎn)火前的程序進(jìn)行,沒有考慮鍋爐MFT發(fā)生時(shí)可能碰到的各種特殊情況,如風(fēng)機(jī)跳閘或風(fēng)量不足。調(diào)試中對(duì)鍋爐MFT后的吹掃功能進(jìn)行了充實(shí)完善。4.1防止?fàn)t硫混懸目的在鍋爐停爐或MFT后,在鍋爐對(duì)流煙井、全部煙道、引風(fēng)機(jī)至煙囪之間的排煙道等處均有可能積聚過量的可燃物,因此鍋爐點(diǎn)火前,必須進(jìn)行爐膛吹掃,以防止?fàn)t膛或煙道爆炸。爐膛吹掃的目的是將爐膛內(nèi)的殘留可燃物質(zhì)清除掉,爐膛吹掃時(shí)間應(yīng)相當(dāng)于爐膛(包括煙道)換氣5次的時(shí)間,但最少應(yīng)不小于5min。吹掃計(jì)時(shí)完成后系統(tǒng)發(fā)出“吹掃完成”信號(hào),使MFT復(fù)歸。4.1.1機(jī)械及爐硫帶檢測(cè)能力吹掃條件1:MFT、OFT繼電器跳閘狀態(tài);所有單個(gè)油角閥全關(guān);所有制粉系統(tǒng)停運(yùn),磨煤機(jī)出口門全關(guān);一次風(fēng)機(jī)全停;任一空氣預(yù)熱器運(yùn)行;任一送風(fēng)機(jī)運(yùn)行;任一引風(fēng)機(jī)運(yùn)行;無(wú)MFT跳閘條件存在;全爐膛無(wú)火焰。吹掃條件2:爐膛風(fēng)量30%～40%,不能太大也不能太小;所有二次風(fēng)擋板及三次風(fēng)擋板全開;油泄漏試驗(yàn)成功。4.1.2爐硫吹掃指令當(dāng)吹掃條件1滿足后,自動(dòng)產(chǎn)生“吹掃準(zhǔn)備就緒”信號(hào),運(yùn)行人員在CRT上發(fā)出“啟動(dòng)爐膛吹掃”指令,全開二次風(fēng)及三次風(fēng)擋板,發(fā)“吹掃請(qǐng)求”信號(hào)。待吹掃條件2滿足,爐膛吹掃開始,CRT上指示“爐膛吹掃進(jìn)行中”,吹掃計(jì)時(shí)器開始計(jì)時(shí),時(shí)間為300s。在吹掃過程中,如一次吹掃條件或二次吹掃條件產(chǎn)生缺失不能滿足時(shí)發(fā)吹掃中斷信號(hào)計(jì)時(shí)器復(fù)位4.2mft后的鍋爐壁被吹掃4.2.1慢進(jìn)入跳閘風(fēng)機(jī)的風(fēng)機(jī)由送風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)跳閘引起鍋爐MFT,應(yīng)延時(shí)一定時(shí)間再緩慢打開跳閘風(fēng)機(jī)的擋板,并保持打開狀態(tài)不少于15min,鍋爐MFT1min后將所有燃燒器風(fēng)門調(diào)至全開的吹掃位置。待風(fēng)機(jī)恢復(fù)正常后再按正常的爐膛吹掃程序?qū)t膛進(jìn)行吹掃。4.2.2燃燒風(fēng)門的調(diào)至bmcr的吹掃量不是由送風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)跳閘引起的鍋爐MFT,不能跳閘送風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)。若此時(shí)爐膛總風(fēng)量大于30%BMCR風(fēng)量,則立即將所有燃燒器風(fēng)門調(diào)至吹掃位置,即全開位置,并將爐膛總風(fēng)量逐漸調(diào)至30%～40%BMCR的吹掃風(fēng)量;若此時(shí)爐膛總風(fēng)量小于30%BMCR風(fēng)量,則5min后將所有燃燒器風(fēng)門調(diào)至吹掃位置,即全開位置,并將爐膛總風(fēng)量逐漸調(diào)至30%～40%BMCR的吹掃