超临界锅炉炉体火检系统的设计与调试

超临界锅炉炉体火检系统的设计与调试

华源北方煤矿项目全长2.600mw。该锅炉是由东方锅炉厂引入技术生产的探测参数变压直炉。最大连续蒸发量为900吨。h、出口压力为25.5wpma，出口温度为571c。分散控制系统(DCS)采用ABB公司的Symphony系统,炉膛安全监控系统(FSSS)采用与DCS一体化的设计方案。FSSS软件由公用控制逻辑、燃油控制逻辑、燃煤控制逻辑组成。主要完成炉膛吹扫、油泄漏试验、主燃料跳闸(MFT)、点火油/启动油系统控制、煤层控制等功能。在调试过程中,根据现场的设备情况及运行中暴露出来的一些问题,对原设计逻辑作了改进,下面就调试中遇到的几个问题进行探讨和分析。1火时判定为全炉硫灭火锅炉燃烧制粉系统配置6台中速磨煤机,24只点火油枪,12只启动油枪。炉膛灭火逻辑原设计为全部点火油枪无火、全部启动油枪无火、全部煤层无火时判定为全炉膛灭火,立即触发MFT。逻辑图如图1所示。这个逻辑的缺点表现在锅炉冷态启动的初始阶段由于炉膛内温度很低或者油枪雾化不好燃油系统参数调整不当等原因,点火后燃烧不稳定,很容易造成火检闪动或火检灭火,触发MFT,必须重新进行炉膛吹扫才能再次点火,延误了锅炉的启动时间。为解决这个问题,在此基础上,增加了一个延时的判断回路,即在第一支点火油枪投入并保持60s后才确认该项保护有效。完善后的逻辑见图2。2外火检和火焰检测在实际运行中,由于点火油枪与启动油枪距离很近或因炉膛结焦等背景辐射干扰,常出现错误检测的情况,即所谓的“偷看”现象。沁北电厂一期工程火检系统采用美国Foney公司提供的UNIFLAME一体化智能型火焰检测器。火焰检测器的配置为:每个启动油枪配1只油火检(采用红外火检探头,共12只),每个点火油枪配1只油火检(采用紫外+红外火检探头,共24只),每个煤粉燃烧器配1只煤火检(采用红外火检探头,共24只)。为了解决火检“偷看”问题,可以采用以下两种方法或两种方法结合使用。(1)现场火检探头来的火检信号在进入DCS后,在DCS的控制逻辑上加入油阀、给煤机的状态信号来辅助判断火焰信号的有无(图3)。(2)美国Foney公司提供的UNIFLAME一体化智能型火焰检测器,内置有两个火焰检测文件,分别用于存储有火、无火时的典型状态参数(在燃烧调整时进行设定)。当火焰检测器工作时,将从现场测量来的状态参数与已存储在火焰检测文件中的典型状态参数进行对比,以决定输出“有火”还是“无火”的状态信号。根据该探头的工作原理,可考虑将油阀、给煤机的状态信号引入火检探头,用于选择火检探头内部工作的火焰检测文件。如油阀开时选择文件1工作,油阀关时选择文件2工作(图4)。沁北电厂把这两种方法结合来使用,取得了良好的效果。3解决磨煤机为因果报告的故障制粉系统为正压直吹系统,包括6台电子称重式给煤机台中速辊式磨煤机辊式磨煤机采用具有圆弧凹形槽轨道的磨盘,磨辊边缘也呈圆弧形,3个磨辊均匀布置各相邻120°。针对辊式磨煤机的特点,在调试过程中对磨煤机的控制方案做了以下改进。(1)取消磨辊升降操作及其控制逻辑。原设计磨煤机空载启动时将磨辊升起,磨煤机带负载时再将磨辊放下。在给煤机跳闸、断煤等事故情况下也需将磨辊升起,这样磨煤机就可以不跳闸而保持空载运行,以利于系统的快速恢复。在试运过程中,由于液压系统动作不可靠,光电位置检测开关存在缺陷,造成设备故障点增多,常常延误磨煤机的启动。经与厂家探讨,决定将磨辊支架垫起,使磨辊与磨盘始终保持10mm的距离。这样在启停及运行过程中磨辊就不需要再进行升降操作,相应的控制逻辑也做了很大的简化,有效地减少了磨煤机的故障点,加快了磨煤机的启动过程。(2)增加给煤机事故情况下对磨煤机分离器出口温度的控制。由于磨辊与磨盘始终保持一定的间距,当给煤机出现断煤、堵煤或跳闸时,磨煤机处于空载运行,有利于系统的快速恢复。在磨煤机空载时,如果不对冷、热风门开度及时进行调整,磨煤机分离器出口温度就会急剧上升至保护值,将引起磨煤机跳闸,系统仍然不能快速恢复,也不利于设备的安全运行。改进方法是:当给煤机出现断煤、堵煤或跳闸时,联锁控制立即全关热风门,同时全开冷风门,防止磨煤机分离器出口温度急剧上升,为系统的快速恢复创造条件。(3)磨煤机入口风量、风压保护优化。根据中速辊式磨煤机的特点,正常情况下,磨煤机空载启动后约要进行30min暖磨,当分离器出口温度升至70℃～100℃范围时磨煤机才可接带负荷,启动给煤机。暖磨期间,冷、热风门开度较小,一次风流量、一次风压力较小,数值波动大极容易引起磨煤机的误跳闸。为了克服这一缺陷,在风量、风压低保护逻辑中加入给煤机运行信号,使该保护在暖磨阶段无效,如图5所示。4锅炉硫含量低,缺乏有效确定在常规的吹扫逻辑设计中,往往只考虑了锅炉点火前的炉膛吹扫,而炉膛MFT后的吹扫往往也按照点火前的程序进行,没有考虑锅炉MFT发生时可能碰到的各种特殊情况,如风机跳闸或风量不足。调试中对锅炉MFT后的吹扫功能进行了充实完善。4.1防止炉硫混悬目的在锅炉停炉或MFT后,在锅炉对流烟井、全部烟道、引风机至烟囱之间的排烟道等处均有可能积聚过量的可燃物,因此锅炉点火前,必须进行炉膛吹扫,以防止炉膛或烟道爆炸。炉膛吹扫的目的是将炉膛内的残留可燃物质清除掉,炉膛吹扫时间应相当于炉膛(包括烟道)换气5次的时间,但最少应不小于5min。吹扫计时完成后系统发出“吹扫完成”信号,使MFT复归。4.1.1机械及炉硫带检测能力吹扫条件1:MFT、OFT继电器跳闸状态;所有单个油角阀全关;所有制粉系统停运,磨煤机出口门全关;一次风机全停;任一空气预热器运行;任一送风机运行;任一引风机运行;无MFT跳闸条件存在;全炉膛无火焰。吹扫条件2:炉膛风量30%～40%,不能太大也不能太小;所有二次风挡板及三次风挡板全开;油泄漏试验成功。4.1.2炉硫吹扫指令当吹扫条件1满足后,自动产生“吹扫准备就绪”信号,运行人员在CRT上发出“启动炉膛吹扫”指令,全开二次风及三次风挡板,发“吹扫请求”信号。待吹扫条件2满足,炉膛吹扫开始,CRT上指示“炉膛吹扫进行中”,吹扫计时器开始计时,时间为300s。在吹扫过程中,如一次吹扫条件或二次吹扫条件产生缺失不能满足时发吹扫中断信号计时器复位4.2mft后的锅炉壁被吹扫4.2.1慢进入跳闸风机的风机由送风机和引风机跳闸引起锅炉MFT,应延时一定时间再缓慢打开跳闸风机的挡板,并保持打开状态不少于15min,锅炉MFT1min后将所有燃烧器风门调至全开的吹扫位置。待风机恢复正常后再按正常的炉膛吹扫程序对炉膛进行吹扫。4.2.2燃烧风门的调至bmcr的吹扫量不是由送风机和引风机跳闸引起的锅炉MFT,不能跳闸送风机和引风机。若此时炉膛总风量大于30%BMCR风量,则立即将所有燃烧器风门调至吹扫位置,即全开位置,并将炉膛总风量逐渐调至30%～40%BMCR的吹扫风量;若此时炉膛总风量小于30%BMCR风量,则5min后将所有燃烧器风门调至吹扫位置,即全开位置,并将炉膛总风量逐渐调至30%～40%BMCR的吹扫