论文邹县600MW机组炉膛火检信号检测系统改进与完善.doc

邹县电厂600MW机组炉膛火检信号检测及保护系统改进与完善邹县电厂600MW机组炉膛火检信号检测及保护系统改进与完善摘 要 介绍邹县600MW机组炉膛火检信号检测系统在运行过程中系统出现的故障及隐患，探讨邹县电厂两台600MW锅炉炉膛火检信号装置存在的问题和改进措施，提出FSSS火检失去保护逻辑完善的方案，通过实践证明，这些措施有效的提高了炉膛火检信号采集的可靠性，从而保证了电厂的安全稳定运行.关键词 FSSS 逻辑火焰检测器燃烧火焰喷燃器一、 概述： 大型火电机组中，为了保证锅炉安全、平稳地运行，必须对锅炉的火焰燃烧状况进行实时监视，以便用锅炉的燃料控制装置联锁，保证锅炉灭火时停止燃料供应，防止可燃性物质在炉膛或管道内聚积，发生爆燃甚至引起锅炉爆炸。由于实际工况中火检的检测受工作环境、运行工况等多个方面的影响，怎样才能使炉膛火焰的检测安全可靠，是我们长期以来研究和探讨的一个课题。二、设备现状与改造的可行性1、设备现状邹县电厂原600MW机组喷燃器煤火焰检测器采用的是由美国Forney公司BMS的IDD -火焰检测器，IDD -火焰检测器工作在红外波段，通过专用电缆把安装在现场的IDD -火焰检测器和置于遥控站IO接口柜中的ECS - Q120 IDD火焰检测器放大板连接成火焰检测系统，ECS-Q120 IDD火焰检测器放大板使用Intel8085 A CPU芯片作为过程信号处理卡的控制器，接受交流模拟火焰信号，并分成两路，一路送到CRT内供运行人员监视，另一路经电路处理后输出火焰ONOFF状态信号，作为煤火焰丧失的信号。随着设备投运时间加长，探头及检测放大板元器件老化，设备在正常运行过程中，经常出现煤火焰信号低于50%或火检信号开关量失去的现象，造成设备误动，并且给运行人员监视及机组的安全稳定运行带来很大的负担。具体数据见下表：表1：机组煤火焰信号低于50%统计表（2009.5.22009.7.2）序号原因故障因素分析发生次数发生频率1煤火检检测到信号弱喷燃器的火焰中心前移，燃烧不稳定，火检探头工作原理落后。8862.41%2火检探头故障探头老化3222.69%3火检卡故障卡件坏32.12%4航空插头接触不良航空插头插针变形1611.34%5火检测量孔故障火检测量孔弯曲，火检测量孔堵塞21.41%合计141100%从表中可以看出“火焰检测到信号弱” 火检探头故障、航空插头接触不良是造成三期煤火检系统稳定性差的的主要原因，而火焰检测到信号弱与火检探头和放大板老化又有紧密关系。2、 可行性分析：经过几年来对邹县电厂邹县两台600MW机组喷燃器火检信号不稳定情况调查研究，对火焰检测系统改进提供了的依据，通过改进喷燃器的着火区的位置，更换新探测系统，采取措施减少各种干扰，减少这种不安全情况的发生可以实现的。三、原因分析和要因确定1、喷燃器火检信号弱的原因设备工作环境：环境温度高、火检通道脏，积灰堵塞火检探头本体：探头性能不稳定、元器件老化、航空插头接触不良火检测量检测卡：设定参数不匹配，由于长期使用设备性能差。锅炉燃烧：运行工况变化、喷燃器火焰中心前移、煤质较差表2：火检信号丧失原因分析表序号故障原因分析要因确认1环境温度高造成火检探头性能不稳定，这种情况仅发生在在夏季不是2火检卡火检卡的参数对火焰信号有一定的影响，不是主要原因。但是火检卡的稳定性决定了信号检测的质量。是3探头老化探头已工作十年以上，元器件老化是4航空插头接触不良航空插头工作十年以上，插针变形接触不良是5火检测量孔火检测量孔脏或堵塞、弯曲都会造成火检信号弱。是6锅炉燃烧运行工况变化风煤搭配不匀，煤质变化，一次风速变化造成了喷燃器火焰中心的前移使的火焰检测器监测不到正常的煤火焰信号。是四、解决与实施针对确定的原因，逐条制定了相应的对策1、探头及火检卡（放大板）老化措施与对策：通过广泛的参考和采集信息，我们对设备进行了重新选型，最终我们选择了ABB公司生产的UVISOR系列火焰检测系统。Uvisor系统具体包括：双放大器智能单元MFD，1或2个UR系列检测器探头，MFD工作站软件，并且可以实现和DCS系统的直接通讯。ABB Uvisor多种燃料火焰检测系统及相应的系统中采用紫外线(UV)型感应检测器探头和红外线(IR)型感应检测器探头。探头都具有自检功能，结实坚固，以保证能在燃烧器喷嘴附近恶劣的环境中工作，并且可以在线更换。其中Uvisor-MFD多功能火焰检测智能控制单元，是ABB针对大型锅炉火焰控制和监测的要求所研制出的新一代可编程燃烧监测系统，是一种用于大型发电锅炉上先进的双放大器火焰信号检测智能单元。通过两个探头同时处理火焰信号，无论传感器光谱的范围（紫外线或红外线）或电气类型信号（振幅/调频信号或脉冲率信号）怎样变化，设备都能准确地检测各种燃烧器锅炉的燃料火焰，并且能将某一燃烧器的火焰与背景光源和其燃烧器的火焰区分开，同时能够检测出稳定的着火状态信号。在各种不同锅炉负荷以及复杂的工况下，仪器可以通过适当的运算，分析火焰闪烁光谱，调整放大器的参数，从而获得最佳的检测效果。UVISOR系列火焰检测系统具有独特的参数选择功能，针对不同燃烧工况分别选择不同参数组。而且可以根据当时的背景工况进行火焰跟踪，以实现对火焰检测的一一对应(例如，在平均负荷时是一组参数，在低负荷和高负荷工况时是另外不同参数组)，而且每一组参数的切换是根据锅炉实际运行状况自动完成，无需手动。正是由于实现了对火焰在不同工况下具有针对性的监测，使火焰检测得到了非常好效果。目标 ：提高火检系统工作稳定性，实现Uvisor-MFD多功能火焰检测智能控制单元与DCS系统直接通讯。 2、航空插头接触不良措施与对策：改变接线方式，取消航空插头，探头采用端子排接线方式。目标 ：接线牢固，防止因接触不良导致的信号误发3、火检孔原因措施与对策：定期检查清理火检孔，调整合适的火检风压。目标: 提高火检测量的准确性,避免火检信号的错误测量。4、喷燃器的火焰中心前移 措施与对策：调整喷燃器的火焰中心，利用停炉机会，对单个喷燃器的火检测量孔进行调整。 目标 ：保证火检探头能检测到喷燃器的火焰中心。5、煤质变化 措施与对策：当煤质变化较大时，及时调整一次风速。适当降低一次风速，保证喷燃器的着火区与火检测量孔相对应。 目标 ：增加火焰信号的强度。五、火检保护逻辑的修改 最后我们为了使炉膛火检失去在FSSS内的保护更加合理，我们针对两台600MW机组喷燃器的运行特点，对火检失去保护进行如下讨论和修改。1、火检逻辑修改的依据根据火焰检测触发有关设备自动跳闸的原则：由于燃烧器出口煤粉着火的位置受很多因素的影响，因而火焰检测器有可能在某一时刻检不到火焰，而火焰实际是存在的，同时锅炉在运行中都是多台燃烧器在运行，因此对每个燃烧器可不必仅凭某一时刻检测不到火焰即认为该燃烧器已灭火而触发有关设备自动条闸。但应发出信号，由运行人员检查、判断是否需要停止该燃烧器运行。 根据火焰检测，触发自动跳闸的对象：由于锅炉容量、锅炉型式、燃烧方式、燃烧器布置、制粉系统的型式及锅炉负荷等与火焰检测自动跳闸的对象密切相关，因此没有一种通用的自动跳闸模式，能适用于所有型式的锅炉。设计部门应根据同类型式及容量的锅炉和制粉系统，在烧类似燃料的条件下取得的实际经验，提出本机组的跳闸模式，运行部门在运行初期即应通过实践予以验证或修改。2、逻辑修改前状况现场火检探头测量火检信号后，经过卡件设定的3s延时后作为火检的状态信号，再参与关闭BSOD、磨煤机跳闸以及PFS等逻辑。其中关闭BSOD逻辑如下（以A磨为例）：TI，790MS，493MS，488MS，497MS，481MS，488（ ）MS，491MS，491：BSOD A1-A4 关指令TI，790： 火检丧失关BSOD A1-A4MS，493：MFT或MTMS，481：自动停磨关BSOD指令MS，497：手动关BSOD指令；MS，488：允许关闭条件。TI，791MS，493MS，490MS，497MS，481MS，490（ ）MS，494MS，494：BSOD A2-A3 关指令TI，791： 火检丧失关BSOD A2-A3MS，493：MFT或MTMS，481：自动停磨关BSOD指令MS，497：手动关BSOD指令MS，490：允许关闭条件。3、修改方案逻辑修改主要包括两部分：一是对火检丧失跳磨与火检丧失MFT逻辑回路修改，将火检卡的3s延时改为2s，将火检丧失跳磨与MFT前各加1s延时；二是对火检丧失关BSOD逻辑回路修改，在BSOD关闭回路中加入负荷限制，即在负荷小于500MW时的单个火检失败发关BSOD指令，当负荷高于500MW时，单个火检失败不关BSOD，具体如下：1）火检丧失跳磨与火检丧失MFT逻辑回路修改将所有煤火检卡的延时时间由3秒改为2秒。以A磨为例：在MS311(丧失煤火检跳磨)前加1秒延时，延时上电，其余B-F磨依此进行相应改动。在MS268（丧失所有火检MFT）前加1秒延时，延时上电。2）火检丧失关BSOD逻辑修改TI，790MS，493MS，488MS，497MS，481MS，488（ ）MS，491MS，491：BSOD A1-A4 关指令TI，790： 火检丧失关BSOD A1-A4MS，493：MFT或MTMS，481：自动停磨关BSOD指令MS，497：手动关BSOD指令MS，488：允许关闭条件。DF，10680：机组负荷小于500MWDF，10680MS，494：BSOD A2-A3 关指令TI，791： 火检丧失关BSOD A2-A3MS，493：MFT或MTMS，481：自动停磨关BSOD指令MS，497：手动关BSOD指令MS，490：允许关闭条件。DF，10680：机组负荷小于500MWDF，10680MS，494（ ）MS，490MS，481MS，497MS，490MS，493TI，791通过分析论证，我们找到了影响火检监测的原因，相应提出了修改措施，同时利用机组检修的机会，把我们的措施进行了实