多功能温度巡检和控制装置在电厂锅炉房消防系统中的应用

多功能温度巡检和控制装置在电厂多功能温度巡检和控制装置在电厂 锅炉房消防系统中的应用锅炉房消防系统中的应用 提 要 分析了三菱机组锅炉房的消防系统存在的问题 提出了改进措施 通过 将多功能温度巡检和控制装置应用到消防管道蒸汽伴热系统 解决了冬季消防 管道内水温自动控制问题 关键词 消防系统蒸汽伴热温度控制 0 引言 河津发电厂一期工程 2 350 m w 机组全套引进日本三菱公司机组 其锅炉房采 用露天布置方式 高度为 63 5 m 锅炉房的消防系统采用承压式水消防系统 系统正常压力维持在 0 8 mpa 在锅炉房的底部设计有一个消防水环型联箱 在锅炉房的四个角设计有一根自下而上的 dn 150 消防供水管道 按照锅炉房检 修平台高度的不同 在每层检修平台上分别接出 7 个 dn 65 的消火栓 根据冬 季当地平均气温为 10 20 的气候特征 三菱公司在锅炉房的消防管道上设 计了双回路蒸汽伴热系统 在消防管道外部采用岩棉和铝皮保温 消防管道伴 热蒸汽取自机组低温辅汽母管 蒸汽参数为 p 0 6 mpa t 150 自从 2000 年 1 2 机组相继投产后 由于锅炉房的消防系统在设计上存在不足之处 造成消防系统管道频繁发生泄漏故障 严重影响了该系统的正常运行 作者通 过对原有消防系统存在的问题进行分析和研究 提出了相应改进措施 其中自 行开发出的多通道温度巡检和控制装置 成功地解决了锅炉房的消防管道蒸汽 伴热温度自动控制问题 并取得了良好的运行效果 1 原有消防系统存在的问题 由三菱公司设计的锅炉房消防系统主要存在以下问题 锅炉房的消防系统管道 上隔离阀门数量少 造成消防系统遇有检修工作时 需要进行大范围隔离放水 工作 既延长了检修时间 又不利防火安全 按照我国的消防设计规范要求 锅炉房的消防管道均采用法兰连接 法兰接合而的橡胶密封圈容易老化失效 引起法兰接合而的泄漏故障 消防系统管道上没有设计 u 型膨胀弯和弹性支吊 架 造成冬季消防管道伴热系统投入运行时管道无法自由膨胀 曾多次造成管 道弯头焊缝破裂泄漏故障 消防管道的伴热蒸汽采用手动控制 由于伴热蒸汽 温度过高 消防管道内的水温又无法进行监测 给运行人员操作带来很大困难 蒸汽伴热系统运行时间过长会将消防管道内的水温加热到 80 90 退出时间过 长又会使消防管道出现冻裂泄漏故障 由于存在上述问题锅炉房的消防系统在 冬季一直无法正常运行 严重影响了消防安全工作 同时又加大了检修人员的 检修和维护工作量 2 技术改造措施 针对锅炉房的消防系统存在的问题 主要采用了以下技术改造措施 在 1 2 锅炉房的消防供水母管和锅炉房四个角的消防供水立管上分别加装了隔离阀门 使 1 2 锅炉的消防系统成为单元制设计 减少了检修工作中的系统隔离操作 和放水时间 将消防管道法兰接合而之间的橡胶垫更换为钢丝缠绕垫 提高法 兰接合而的密封度和可靠性 分别在 1 2 锅炉房消防供水母管上加装了 4 个 u 型膨胀弯 在锅炉房的每根消防供水立管上加装了 2 个 u 型膨胀弯 用以吸 收消防管道热胀冷缩引起的应力变化 自行开发了一套适用 几消防管道蒸汽 伴热温度控制的多功能温度巡检和控制装置 实现了对消防管道内的水温自动 检测和控制功能 使锅炉房的消防系统在冬季运行时水温保持在 10 40 之间 该项技术改造措施为解决北方地区电厂锅炉房消防系统不能正常运行的问题提 供了成功的经验 下面重点介绍多通道温度巡检和控制装置的工作原理和使用 效果 3 多通道温度巡检和控制装置 3 1 工作原理 根据电厂锅炉房的消防系统运行要求 在冬季只要使消防管道内的水温不低于 5 就能保证整个消防系统的正常运行 由于电厂锅炉房一般属于室外露人布 置 消防管道内的水温在冬季受不同风向的影响较大 不可能使整个消防系统 的水温保持恒定 只能将其温度控制在合理的范围内 根据上述特点 在锅炉 房四个角的每根消防供水立管上加装了两个热电藕测点和两块就地温度表 用 于监测每根消防管道内的水温变化 热电藕和就地温度表分别安装在 12 5 m 和 47 m 位置 方便巡检和维修工作 在锅炉房的消防管道伴热蒸汽手动关断门 后加装了一个电动关断门 用于自动开启和切断消防管道的伴热蒸汽 在锅炉 房 47 m 平台加装了一根 dn 50 的消防水环型联络管道 应用热量平衡和微循环 原理降低每根消防供水立管由于安装位置不同和受风向影响而产生的温差 在 1 锅炉房的 12 5m 检修平台安装了一套多功能温度自动巡检和控制装置 自动 巡检和控制锅炉房的消防管道内水温 根据河津发电厂的多功能温度自动巡检 和控制装置实际使用效果 为减少温度信号传输过程中导线电阻对测量信号的 影响 木装置的最大服务半径应不超过 500m 当某个测点温度达到 5 时 多 功能温度自动巡检和控制装置发出控制指令 自动开启消防管道伴热蒸汽电动 关断门 消防管道蒸汽伴热系统投入运行 开始提高消防管道内的水温 当某个 测点的温度达到 45 时 多功能温度自动巡检和控制装置发出控制指令 关闭消 防管道伴热蒸汽电动关断门 消防管道蒸汽伴热系统退出运行 消防管道内的消 防水进入保温和热量微循环阶段 当某个测点温度低于 5 或高于 45 时 多功 能温度自动巡检和控制装置将会发出报警信号 提醒运行人员采取相应的处理措 施 图 1 为多功能温度自动巡检和控制装置的工作原理 3 2 运行效果 通过两年来的运行实践表明 该装置运行稳定 检测和控制功能可靠 大大减 少了运行人员的操作 取得了良好的实际运行效果 根据锅炉房的消防系统运 行记录结果 冬季消防管道蒸汽伴热系统每人平均投入 2 4 次 每次投入时间 为 2 5 3 5 h 整个锅炉房的消防管道内水温一般保持在 5 45 之间 没有发 生管道冻裂或热膨胀泄漏故障 显著减轻了锅炉房的消防系统检修和维护工作 量 3 3 在调试中遇到的问题及改进建议 由于本次改造工作没有对原有消防系统进行过大的改动 我们在调试多功能温 度自动巡检和控制装置时遇到以下主要问题 1 由于锅炉房四个角的每根消防供水立管所处位置不同 冬季遇大风天气时 造成迎风侧管道内水温与背风侧管道内水温差异很大 据现场调试记录 最大 温差曾经出现超过 40 的现象 造成多功能温度自动巡检和控制装置无法正常 进行温度调节和控制 不断地交替发出伴热蒸汽电动关断门开启和关闭命令 通过对消防管道的伴热系统进行认真分析 发现产生上述问题的原因除了消防 管道安装位置不同造成的影响外 伴热蒸汽的走向和管径不同是造成水温偏差 过大的主要原因 需进一步对伴热系统进行改造才能彻底解决温差过大的问题 在对消防管道伴热系统进行改造前 为了保证多功能温度自动巡检和控制装置 的正常运行 在这种工况下运行人员需要手动调节某个区域的伴热蒸汽隔离阀 门开度 通过控制不同区域的伴热蒸汽流量将消防管道内的水温偏差减低到 30 35 范围内 2 考虑到运行人员监视方便 木次改造将 1 2 锅炉房的 2 台多功能温度自 动巡检和控制装置全部安装在 1 锅炉的 12 5 m 检修平台 由于从控制盘到 2 锅炉房部分测 l 从的距离较长 温度传输回路的导线电阻超过 5 造成上述测 l 从产生过大的温度测量误差 根据理论计算 每千米 lmm2 铜芯导线的电阻值 约为 1 7 木次改造中 2 锅炉房有 2 个温度点从到多功能温度自动巡检和控制 装置的距离为 400 m 左右 其电阻值约为 6 8 该值超出金属铂电阻热电藕正 常工作的允许范围 5 对上述测点采用电桥电阻平衡技术进行处理 基本消除 了温度测量误差 具体平衡方法见图 2 按照温度测量回路电阻平衡原理 r 14 r 24 r 35 r c r u 5 士 0 01 3 温度信号传输回路中的屏蔽效果好坏直接影响到温度测量系统的稳定性 由于 1 2 锅炉房的消防管道温度信号输送电缆附近同时布放着各种用途的电 缆 回路屏蔽不好就会造成温度测量信号不稳定 在调试中多次遇到不明原因 的温度变化 经过全而技术分析和系统测量工作 最后发现产生问题的原因为 部分温度信号传输回路屏蔽接地不佳 改善屏蔽接地方式后温度信号自动恢复 正常 4 结语 目前 国内 300 m w 以上机组的锅炉房大都采用室外露人布置