2024电站锅炉天然气点火系统调试运行及维护导则

PAGE1电站锅炉天然气点火系统调试及运维导则目次TOC\o"1-2"\h\z\u前言 V1范围 12规范性引用文件 13术语和定义 14天然气点火系统性能要求 25天然气点火系统调试 36天然气点火系统运行调整 67天然气系统的维护 78故障及事故处理 9附录A天然气点火系统典型逻辑 12

电站锅炉天然气点火系统调试、运行及维护导则范围本文件规定了电站锅炉天然气点火系统调试、运行及维护等方面技术要求及遵循的原则。本文件适用于单机容量220t/h等级及以上新建或扩建的使用天然气点火的电站锅炉机组，其它类型机组可参照本标准执行。规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB17820天然气GB50057建筑物防雷设计规范\o"GB50065-2011<fontcolor='red'>交流电气装置的接地设计规范</font>"GB50065交流电气装置的接地设计规范GB50251输气管道工程设计规范GB50369油汽长输管道工程施工及验收规范GB50494城镇燃气技术规范GB50540石油天然气站内工艺管道工程施工规范GB/T3057燃气-蒸汽联合循环余热锅炉技术条件GB/T13609天然气取样导则GB/T18603天然气计量系统技术要求GB/T19839工业燃油燃气燃烧器通用技术条件标准GB/T30577燃气-蒸汽联合循环余热锅炉技术条件GB/T20604天然气词汇GB/T35068油气管道运行规范DL5009.1电力建设安全工作规程第1部分：火力发电DL5190.2电力建设施工技术规范第2部分：锅炉机组DL/T1091火力发电厂锅炉炉膛安全监控系统技术规程DL/T5210.2电力建设施工质量验收规程第2部分：锅炉机组SY/T4208石油天然气建设工程施工质量验收规范长输管道线路工程DB34/T1548天然气泄漏处置导则DB43/T1780工业企业天然气使用安全规程Q/SYGDJ0356天然气管道试运投产技术规范术语和定义3.1天然气naturalgas以甲烷为主的复杂烃类混合物通常也会有乙烷、丙烷和很少量更重的烃类，以及若干不可燃气体，如氮气和二氧化碳。3.2置换displacement用氮气稀释、更换管道或场站管网系统中的气体，以使易燃介质在其中的含量低于其爆炸极限下限的操作过程。3.3气体燃烧器gasburner由燃气喷嘴与调风器组成的一种燃烧气体燃料的装置。3.4回火flashback由于燃烧器出口处可燃混合物的法向速度小于燃烧火焰的传播速度，使火焰向燃烧器内部传播的现象。3.5脱火blowoff由于燃烧器出口处可燃混合物的法向速度大于燃烧火焰的传播速度，使火焰远离燃烧器被吹灭的现象。3.6总燃料跳闸（MFT）mastefueltrip由人工操作火保护信号自动动作，快速切除进入锅炉（包括常压循环流化床锅炉）所有燃料，（包括到炉膛、点火器、风道燃烧器等燃料）的控制措施。3.7气燃料跳闸（GFT）gasfueltrip快速关闭燃气阀，切除进入锅炉炉膛的所有燃气。3.8炉膛吹扫furnacepurge用吹扫风量下的空气流或惰性介质流，有效的清除任何气态或悬浮的可燃物，并用空气或惰性介质替换此类可燃物。3.9燃气快速关闭阀safetyshutoffvalve响应总燃料跳闸、燃气切断或手动操作指令，自动关断主燃烧器气燃料或点火气燃料的快速关闭阀。天然气点火系统性能要求天然气点火系统应能稳定运行，满足锅炉启、停要求。燃烧器不发生回火和脱火。天然气点火系统应能满足锅炉低负荷助燃的要求。天然气点火系统的安全设施应完善，主要信号应接入炉膛安全监控系统（FSSS）、分散控制系统（DCS）等。天然气点火系统应可靠耐用，满足锅炉正常检修周期的要求。4.6.天然气点火系统管路的安全阀与放空阀设计应符合GB50251要求。天然气点火系统调试系统管道吹扫天然气系统在通气前，应将管道系统各部分吹扫干净，防止杂物堵塞天然气系统上阀门、表计或燃烧器小孔。吹扫条件天然气点火系统与设备安装工作已结束，并办理完施工验收签证。系统、设备及阀门已挂牌，且与KKS编码对应一致，介质流向标识已完成。主管道支吊架位置正确牢固，保证自由膨胀，各支管与锅炉本体膨胀方向一致，膨胀不受阻。系统建设满足DL5009.1管理规定。试运区的场地、道路、栏杆、护板、消防、照明、通信等符合职业安全健康和环境规定及试运工作要求，并有明显的警告标志和分界。吹扫介质宜采用压缩空气或氮气。吹扫前应将系统上的调整阀芯、逆止阀芯、流量孔板取出。靶式流量计整体取下，用短管代替。吹扫程序按系统流程分段进行，先吹总管，再吹各支管，尽可能地保证锅炉系统各管路全部吹扫干净。空气吹扫可利用压缩空气系统设备进行间断性的吹扫。吹扫压力不得超过容器和管道的设计压力，流速宜大于20m/s。目测排气透明干净无明显尘埃时为合格。系统管道打压天然气系统打压前，系统上快关阀、调节阀及逆止阀、系统压力表、流量计和温度计等附件安装齐全。天然气系统管道打压介质宜采用压缩空气或其它干净的惰性气体。打压时应采取防止超压的安全措施。打压试验压力为设计压力的1.25倍，但不得大于任何非隔离元件如系统内容器、阀门或泵的最大允许试验压力，且不得小于0.2MPa。管道系统在打压试验前不得保温，焊口部位不得涂漆。试验前应拆卸安全阀或采取其它措施防止起座，加置堵板的部位应有明显标记和记录。气压试验时，缓慢升压至试验压力，稳压10min，再将压力降至工作压力，以发泡剂检验无泄漏为合格。系统联锁、保护试验系统联锁、保护试验前应具备的条件系统仪表安装齐全，压力开关定值检验合格，管道低压和超压报警装置传动正确。高能点火器、点火气枪、主气枪进退操作正常无卡涩，就地、远方手动、远方自动控制模式切换正确，设备定位应符合设计要求。点火系统电气开关单体调试及传动试验合格，高能点火器打火时间应设置完成。火检系统火检探头传动试验合格，火焰检测灵敏度调整合适。系统阀门传动试验完成，阀门开关指示与阀门就地动作一致、阀门动作时间满足气动阀门开关要求。点火系统相关的DCS组态正确。系统联锁保护定值设定值核查完成。根据天然气母管快关阀、对空排气阀打开和关闭条件逻辑进行连锁保护试验。气体燃烧器联锁保护试验根据天然气燃烧器点火允许条件，逐条试验点火允许逻辑。根据天然气燃烧器跳闸条件，逐条试验燃烧器跳闸逻辑，进行逻辑验证时，能够实际动作的条件应实际动作。根据燃烧器跳闸后要动作的设备逐条核实相关设备是否动作到位。按照气体燃料跳闸（GFT）逻辑要求开展GFT逻辑验证试验，试验时能实际动作的设备应采用实际动作，并就地检查设备动作情况。天然气泄露试验首次进行天然气泄露试验时，所用气体宜采用压缩空气。试验前需确认系统开关动作正常，状态正确；需确认系统上压力表计已投入，并指示准确。按照天然气泄露试验逻辑要求开展天然气泄露验证试验。试验期间需就地核实各阀门的动作情况，燃烧器的点火顺控试验根据天然气燃烧器点火顺控允许条件，逐条试验点火顺控允许逻辑。根据天然气燃烧器点火顺控步骤，核实点火顺控逻辑，核验各阀门设备的投退顺序是否正确，有关延时是否准确。根据天然气燃烧器退出步骤，核实燃烧器退出顺控逻辑，核验各阀门设备的投退顺序是否正确，有关延时是否准确。氮气置换氮气置换的准备注氮点位置应选择在方便氮气运输和作业安装的位置。不具备投产条件的工艺设备、管道与投产的工艺设备、管道之间应按设计要求有效隔离。应提前制作好注氮需要的临时注氮接头，合理安排气瓶摆放位置。在注氮作业现场周围设警戒区，有明显警示标志，与注氮作业无关人员不应入内。注氮置换的基本要求注氮置换包括调压站后厂内天然气系统输气管道。向管道内注氮时，氮纯度应达到98%以上。注氮封存管段氮气的合格标准为在注氮封存终点检测含氧量小于2%。注氮置换期间应记录注氮压力、累计流量、管道压力以及注氮的时间等。注氮作业完成后，应拆除临时注氮设备，恢复流程并做好现场清理工作。当注氮结束后，如不立即进行天然气置换氮气的作业，应对注氮管段进行封存。封存管段应关闭系统排污阀门、仪表连接阀门和放空阀门。封存段压力应保持0.1MPa(绝压）以上，并实时检测无泄漏。天然气置换作业天然气置换条件消防设施齐全，检查合格。天然气泄漏报警装置经气体检测传动试验并合格。DCS系统有关天然气压力、流量和温度等表计经调试，可投入。天然气管道应按照GB50057的要求设置防雷设施。天然气管道防静电设施安装正确，满足天然气管道设计要求。按GB18218规定属重大危险源时，应完成重大危险源管理制度及应急预案编制。置换前，确认上游交付的天然气气质应符合设计的要求。管道内空气的置换应在打压试验、严密性试验、系统吹扫、干燥合格后进行。管道内空气应采用氮气或其他无腐蚀、无毒害性的惰性气体作为隔离介质。置换空气时，氮气的隔离长度应保证到达置换管线末端空气与天然气不混合。天然气置换方式应采用天然气推动氮气，氮气推动空气的置换方式。置换过程应用氮气置换管道内空气，再用天然气置换管道内氮气的操作方式。天然气置换要求置换过程中混合气体应排至放空系统放空，放空隔离区内不允许有烟火和静电火花产生。天然气置换过程中，干线管道应保持氮气头速度3m/s-5m/s。在各检测点用可燃气体检测仪检测，当天然气含量升至80%以上时，即检测点上游的管线天然气置换完成。置换开始前应确保每一注氮口、每一注氮管段所需的氮气足量及时供应，置换期间不得中断注氮。置换界面检测在置换作业时，在各检测点安置相应的检测仪器检测各类气体的到达，应按下列规定进行检测：纯天然气气头检测。使用可燃气体浓度检测仪（0%~100%)检测，当可燃气体浓度检测仪显示甲烷值达到80%,即纯天然气气头已经到达。置换管道末端应配备气体含量检测设备，当置换管道末端放空管口气体含氧量不大于２％时即可认为置换合格。置换完毕后，关闭相应各门。试运投产期间的置换最低流速参考GB50369执行。天然气点火系统运行调整天然气系统启动前检查天然气点火系统的吹扫、打压、气密性试验合格。各阀门应完整，状态正常，阀门标志正确，表计正常，法兰接头应严密不漏，管道法兰跨接线安装正确，防静电装置完好，管道系统安全附件完好。。系统管路天然气置换完成。高能点火器、推进器、火检电源正常，各点火气枪的打火功能正常。天然气系统各保护联锁正常。开启火检冷却风，火检冷却风压力正常。全面检查，开启燃气总管各手动门，各燃气枪的进气手动门。用手持式燃气检测仪就地检测管路、燃烧器天然气浓度，无超标现象，DCS画面上无报警和禁启信号。天然气压力在正常范围内。对气体燃烧器及锅炉风烟道进行彻底吹扫。吹扫时所有气体燃烧器入口处风门挡板应全开，天然气点火系统母管快关阀关闭，吹扫风量按不得低于全炉膛通风量的25％。对于循环流化床锅炉还需要用一次风对点火风道和风室进行吹扫。连续吹扫时间按：1）不得少于5分钟；2）对应于吹扫容积的5次换气所需时间，取两者中的较大值。燃烧器的投运检查燃烧器具备投用条件。点火应使用自动顺控点火程序。将燃烧器风门挡板置于点火位置，该位置应由试验确定，以保证天然气能稳定着火为原则。启动点火顺控程序，自动完成高能点火器的推进、高能点火器打火、气枪投气、高能点火器停止打火、退高能点火器等的控制。由观察孔观察点火情况以便确保点火成功，着火良好。若该点火燃烧器点火失败，立即关其所属的快速启闭阀，同时开相应对空排放阀；若此时燃烧器的通风量满足吹扫风量的要求，则不必重新吹扫，但至少应延时1分钟后才能再次点火；否则应按吹扫要求对该燃烧器及相应的点火风道进行吹扫。若点火成功，火焰稳定后及燃烧器负荷变化时，可根据需要应适时调整风门以得到最佳的燃烧工况。调整燃烧器助燃风挡板，二次风各挡板，合理配风，确保燃烧稳定。燃烧器宜对称投入，维持炉膛两侧温度均衡。参数调整点火时通过气体燃烧器的风量不宜过大，否则气枪不易点燃。气枪点燃后增大燃烧风的风量，使燃烧风风量与燃气量相匹配。对于循环流化床锅炉点火燃烧器风门挡板位置与气枪出力和风道运行状况有关，可以根据气枪出力和风道空气温度等调节点火燃烧器风门挡板，保证点火燃烧器的正确配风。锅炉点火后应就地查看着火情况，确认着火良好，根据火焰强度合理配风，防止回火、脱火现象，燃烧器壁温和点火风道温度不超过规定值。如发现某只气枪无火，应立即关闭该气枪快关阀，打开气枪排空阀，查明原因，对其进行吹扫后，重新点火。对于循环流化床锅炉，锅炉点火后，应控制总风量最小，以减少物料和热量的损失。对于循环流化床锅炉，任何情况下，床下点火风道出口烟温都应保持不大于点火风道出口报警值。控制床温上升速率小于90℃/h。对于新建循环流化床锅炉首次点火过程中，根据点火风道排湿孔排湿气量大小，应控制床下点火风道温度及温升速率，防止风道内浇注料因升温过快导致开裂、脱落事故发生。采用投退燃烧器数量和条件燃气压力相结合的方式进行燃烧器出力的调节，燃烧器负荷调节宜平缓。天然气系统的维护组合点火气枪点着主气枪后，应及时退出，以免烧坏组合气枪。气枪在正常投运后，应经常检查喷头烧损积炭情况，并定期进行保养。组合点火气枪气动推进装置每隔15天左右应动作几次，以保证推进随时都能灵活启动。管道在投入使用前应进行干燥，干燥宜在严密性试验结束之后进行。首次投运和大修后的天然气系统应经过管道吹扫、试压、干燥、置换、投产、清管等步骤。进入炉前天然气系统的天然气品质（包括机械杂质含量、水露点、烃露点、硫化氢含量等）必须符合GB50251规定。所有天然气点火系统的操作均应使用专用工具，避免产生静电和火花。天然气输送管路、放散管路及相关固定设备、电气设备等处均应进行可靠接地。天然气系统内的电力设备的接地系统设计应符含符合GB/T50065规定，天然气系统的防静电设计应符合HG/T20675的要求。天然气应按GB50140的规定配置灭火器，天然气系统的周围应设环状消防水管网，水管应能通过100％的消防水总量。天然气点火系统运行应按有关规定，不得超温、超压、超负荷运行，重要设备应有安全保护装置。当燃气系统需要投入运行时，应用手持式燃气检测仪就地检测管路泄漏情况，然后进行燃气母管泄漏试验，试验结果合格后方可投入天然气点火系统。燃气系统投运后，应每2小时携带手持式燃气检测仪对燃气管路进行检测。在燃气系统备用期间应每周对燃气系统管路进行定期检查，防止泄漏。每次投运燃烧器前后，均应将流量表走字记录。投运前，需核对天然气流量表走字与底码一致，否则必须查明原因。天然气进、出调压站管道应设置关断阀，当站外管道采用阴极保护腐蚀控制措施时，其与站内管道应采用绝缘连接。天然气管道不得与空气管道固定相连。发电企业应根据本单位天然气系统的实际情况，制定切实可行的天然气系统运行、维护规程，安全操作、巡回检查规定，并严格落实操作票和工作票制度的有关规定。运行维护人员巡检天然气系统区域，必须穿着防止产生静电的工作服，使用防爆型的照明用具、工器具和劳保防护用品。严禁携带非防爆无线通讯设备和电子产品。进入调压站前必须交出火种并释放静电，未经批准严禁在站内从事可能产生火花性质的操作。进入天然气系统区域的外来人员不得穿易产生静电的服装、带铁掌的鞋。机动车辆进入天然气系统区域，应装设阻火器。对天然气系统设备进行拆装维护保养工作前，必须根据《城镇燃气设施运行、维护和抢修安全技术规程》（CJJ51）的相关规定，进行惰性气体置换工作。天然气系统区域的设施应有可靠的防雷装置，防雷装置每年应进行两次监测（其中在雷雨季节前应监测一次）。天然气系统区域应有防止静电荷产生和集聚的措施，并设有可靠的防静电接地装置，每年检测不得少于一次。天然气系统范围内安全阀应做到启闭灵敏，每年委托有资格的检验机构至少检查校验一次。压力表等其他安全附件应按其规定的检验周期定期进行校验。根据运行和维护有关规定，对天然气管道进行定期巡查，作好巡查记录，巡查中发现问题及时上报并采取有效的处理措施。定期巡查应包括管道安全保护距离内有无影响管道安全情况、管道沿线渗漏检查、天然气管道和附件完整性检查等内容。运行中的管道第一次发现腐蚀漏气点后，应对该管道选点检查其防腐涂层及腐蚀情况，针对实测情况制定运行、维护方案。应根据天然气系统运行情况对燃气阀门定期进行启闭操作和维护保养。调压装置的巡检内容应包括压缩机、调压器、过滤器、阀门、安全设施、仪器、仪表等设备的运行工况和严密性情况。当发现有燃气泄漏及调压装置有喘息、压力跳动等问题时，应及时处理。新投入运行或保养修理后重新启用的调压设备，必须经过调试，达到技术标准后方可投入运行。应定期进行过滤器前后压差检查，并及时排污和清洗。调压器、泄压阀、快速切断阀及其它辅助设施应定期检查，查验设备是否在设定的数值内运行。定期对火检装置进行校验维护，保证一一对应且动作正常。检修时天然气系统的解列应分段排空后用氮气置换。故障及事故处理燃烧器损坏，大量喷天然气现象炉膛负压波动，氧量指示减小，燃气流量计指示高于正常值；炉前调整门后燃气压力稍有下降。原因燃烧器喷嘴损坏；长期未按制度检查、清理。处理发现有燃烧不正常，应立即检查各燃烧器，及时解列故障燃烧器；发现燃气调整门故障，应手动限制燃气供应量；如发现大量天然气喷入炉膛，威胁锅炉安全时，紧急停炉。燃烧器堵塞现象炉膛负压增大；燃烧器喷气量减少，且燃烧不良有脱火的可能。原因天然气中有杂物或天然气管路施工后，未吹扫干净；燃气管路有腐蚀产生物。处理解列故障燃烧器，投入备用燃烧器；联系检修人员进行燃烧器的检查，清理。天然气压力高现象燃气压力表不正常上升，超过正常值上限，燃气压力高保护动作。原因由于主调压器阀杆被卡住无法移动而阀口已经有一定开度；主调压器阀垫破损。处理燃气压力高保护动作，造成燃气系统跳闸时，应迅速查明原因，联系检修人员处理。天然气压力低现象燃气压力表不正常下降，超过正常值下限，燃气压力低保护动作。原因减压阀入口处有异物堵塞，造成进口压力降低；用气高峰时外网压力下降；计量器处过滤器堵塞，造成进口压力降低；用气量超过额定流量值；主调压器阀薄膜破损。处理燃气压力低保护动作，造成燃气系统跳闸时，应迅速查明原因，联系检修人员处理。天然气管路大量漏气现象燃气压力低信号灯亮、铃响。燃气压力达到保护值燃气系统保护动作；炉膛负压增大，氧量指示增大；泄漏处大量漏气，并可能发生爆炸及着火。处理立即查明泄漏地点，迅速切断泄漏管路；如泄漏点无法解列，危及人身及设备安全，无法维持运行时，紧急停炉，并解列本炉燃气系统，直至解列全厂燃气系统；关闭燃气各个总阀；报告值长，通知消防队，做好爆破处的消防措施，当已起火时，组织灭火。

附录A（资料性附录）天然气点火系统典型逻辑A.1燃烧器控制柜联锁、保护A.1.1.下列任意条件成立，禁止就地控制模式：a.跳闸气体燃烧标志存在；b.DCS未接收到点火柜的就地控制请求信号。A.1.2.下列条件均成立，允许切换为就地控制模式a.无禁止就地控制模式标志；b.控制模式为远方手动；c.无开气枪进气快关阀信号；d.无关气枪对空排气阀信号；e.无燃烧器点火枪进信号；f.无燃烧器点火枪打火信号。A.2.天然气母管快关阀联锁、保护A.2.1.打开允许条件（以下所有条件满足时）a.所有燃烧器天然气快关角阀关到位b.天然气母管对空排气阀已关c.天然气压力正常d.无MFT置位条件A.2.2.保护关闭条件（只要其中一条触发时）a.锅炉MFT置位b.天然气GFT置位A.3.天然气母管对空排气阀A.3.1.打开允许条件a.天然气母管快关阀关到位A.3.2.保护打开条件（只要其中一条触发时）a.MFT置位b.天然气GFT置位A.4.气体燃烧器联锁保护试验A.4.1.天然气燃烧器点火允许（以下所有条件满足时）a.MFT复位b.GFT复位c.锅炉总风量>30%锅炉额定风量d.炉膛压力正常e.天然气母管压力正常f.母管对空排气阀全关g.母管快关阀全开h.对于循环流化床锅炉：一次风量＞临界流化风量A.4.2.燃烧器跳闸条件（只要其中一条触发时）a.天然气枪进气快关角阀开，延时10s，且火检无火，延时3sb.火检故障c.点火顺控失败d.天然气枪跳闸按钮信号e.天然气枪点火柜失电f.MFT置位g.GFT置位A.4.3.燃烧器跳闸设备a.退出天然气枪b.关闭气枪进气快关角阀c.打开气枪对空排气角阀A.5.气体燃料跳闸（GFT）A.5.1.GFT动作条件（只要其中一条触发时）a.MFT置位；b.天然气管路系统泄漏（CH4检漏仪发CH4浓度高高信号）；c.GFT按钮信号；d.天然气母管快关阀非关且天然气母管向空排气快关阀非关；e.仪表气源压力异常；f.天然气母管压力低压跳闸信号；g.天然气母管压力高压跳闸信号；A.5.2.GFT动作结果a.关