楊永斌
(陽(yáng)城國(guó)際發(fā)電有限責(zé)任公司,山西 晉城 048102)
某電廠安裝6臺(tái)350 MW的燃煤發(fā)電機(jī)組,鍋爐由美國(guó)福斯特·惠勒能源公司制造,為亞臨界、一次中間再熱、雙拱型單爐膛W型火焰、自然循環(huán)汽包型燃煤鍋爐,具有平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣和露天布置的特點(diǎn)。該廠鍋爐設(shè)計(jì)煤種為山西晉東南地區(qū)的無(wú)煙煤,由于受山西煤炭整合大環(huán)境的影響,無(wú)煙煤的供應(yīng)一度吃緊,無(wú)法滿足正常發(fā)電需求,因此該廠進(jìn)行了煙煤摻燒。煙煤摻燒后,由于煤種成分發(fā)生了改變,鍋爐結(jié)焦積灰比較嚴(yán)重,因而采取了多種防結(jié)焦措施,如加強(qiáng)鍋爐燃燒調(diào)整和對(duì)受熱面吹灰等。2011年,該廠因掉焦塌灰等原因造成機(jī)組非計(jì)劃停運(yùn)達(dá)6次(非??倲?shù)14次)。
為保證機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行,該廠對(duì)2011年度的6次非停事故進(jìn)行了認(rèn)真分析,發(fā)現(xiàn)事故前鍋爐運(yùn)行工況穩(wěn)定,無(wú)任何異?,F(xiàn)象出現(xiàn),6次滅火均為爐膛負(fù)壓保護(hù)動(dòng)作導(dǎo)致鍋爐總?cè)剂咸l(MFT),其中2次為爐膛負(fù)壓低Ⅱ值保護(hù)動(dòng)作,4次為爐膛負(fù)壓高Ⅱ值保護(hù)動(dòng)作。從事故追憶曲線上可以看出:每次掉焦滅火時(shí),爐膛負(fù)壓都是先降低后升高。掉焦后,撈渣機(jī)周圍有大量水濺出,并因爐膛內(nèi)部掉大焦,發(fā)生數(shù)次撈渣機(jī)壓死情況。
對(duì)上述現(xiàn)象的分析可知,6次非停事故都是因爐膛負(fù)壓測(cè)點(diǎn)附近掉大焦,導(dǎo)致?tīng)t膛負(fù)壓大幅波動(dòng)引起保護(hù)動(dòng)作,而爐膛內(nèi)部燃燒并沒(méi)有明顯惡化。這些非停事故說(shuō)明:原先設(shè)計(jì)的爐膛負(fù)壓保護(hù)回路已無(wú)法滿足摻配煙煤燃燒的要求。為此,該廠計(jì)劃對(duì)原鍋爐主保護(hù)的爐膛負(fù)壓保護(hù)回路進(jìn)行改造,以達(dá)到適應(yīng)煙煤摻燒、滿足鍋爐安全的要求。
改造前,每臺(tái)鍋爐有12個(gè)就地爐膛壓力開(kāi)關(guān)保護(hù)信號(hào)(CP001~CP012),其中爐膛左側(cè)布置8個(gè)(CP001~CP008),爐膛右側(cè)布置4個(gè)(CP009~CP012)。
(1) CP001/005/009這3個(gè)壓力開(kāi)關(guān)量信號(hào)經(jīng)“三取二”處理后,輸出爐膛壓力低Ⅲ值信號(hào)CP911,再送入FSSS系統(tǒng)(爐膛安全監(jiān)測(cè)保護(hù)),無(wú)延時(shí)觸發(fā)MFT(主燃料跳閘);CP002/006/010這3個(gè)壓力開(kāi)關(guān)量信號(hào)經(jīng)“三取二”處理后,輸出爐膛壓力高Ⅲ值信號(hào)CP912,再送入FSSS系統(tǒng),無(wú)延時(shí)觸發(fā)MFT;CP003/007/011這3個(gè)壓力開(kāi)關(guān)量信號(hào)經(jīng)“三取二”處理后,輸出爐膛壓力低Ⅱ值信號(hào)CP913,再送入FSSS系統(tǒng),經(jīng)2 s延時(shí)觸發(fā)MFT;CP004/008/012這3個(gè)壓力開(kāi)關(guān)量信號(hào)經(jīng)“三取二”處理后輸出爐膛壓力高Ⅱ值信號(hào)CP914,再送入FSSS系統(tǒng),經(jīng)2 s延時(shí)觸發(fā)MFT。
(2) 爐膛壓力高、低Ⅲ值為±3 700 Pa,爐膛壓力高、低Ⅱ值為±2 000 Pa。
(3) 爐膛壓力保護(hù)采用反邏輯控制。正常情況下,所有的壓力開(kāi)關(guān)量信號(hào)觸點(diǎn)均閉合,當(dāng)每個(gè)保護(hù)信號(hào)相對(duì)應(yīng)的3個(gè)壓力開(kāi)關(guān)量信號(hào)觸點(diǎn)有2個(gè)斷開(kāi)時(shí),會(huì)形成爐膛壓力的相應(yīng)保護(hù)信號(hào),再送入FSSS系統(tǒng),進(jìn)而觸發(fā)MFT。
(4) 爐膛壓力高Ⅲ值保護(hù)觸發(fā)MFT時(shí),會(huì)觸發(fā)鍋爐2臺(tái)送風(fēng)機(jī)馬達(dá)保護(hù)停運(yùn),以防止?fàn)t膛壓力超過(guò)允許承受的正壓(+6 239 Pa),且停運(yùn)送風(fēng)機(jī)直至爐膛壓力高Ⅲ信號(hào)消失1 s。
爐膛壓力低Ⅲ值保護(hù)觸發(fā)MFT時(shí),會(huì)觸發(fā)鍋爐2臺(tái)引風(fēng)機(jī)馬達(dá)保護(hù)停運(yùn),以防止?fàn)t膛壓力超過(guò)允許承受的負(fù)壓(-6 239 Pa),且停運(yùn)引風(fēng)機(jī)直至爐膛壓力低Ⅲ信號(hào)消失1 s。
(1) 提高爐膛壓力開(kāi)關(guān)保護(hù)信號(hào)的數(shù)量,調(diào)整其布置位置。
① 將原來(lái)的12個(gè)壓力開(kāi)關(guān)保護(hù)信號(hào)增至16個(gè) (CP001~CP016)。
② 爐膛的壓力開(kāi)關(guān)保護(hù)信號(hào)呈平均分布,即每側(cè)8個(gè)。具體為:CP001~CP004和CP009~CP012位于爐膛左側(cè),CP005~CP008和CP013~CP016位于爐膛右側(cè)。
(2) 改爐膛壓力保護(hù)值的處理方式,對(duì)高低Ⅱ值發(fā)出后的延時(shí)進(jìn)行小幅度調(diào)整。
① 爐膛左側(cè)CP001/CP009這2個(gè)壓力開(kāi)關(guān)量信號(hào),與爐膛右側(cè)CP005/CP013這2個(gè)開(kāi)關(guān)量信號(hào),經(jīng)“四取二”處理后輸出爐膛壓力低Ⅲ值信號(hào)CP911,再送入FSSS系統(tǒng),無(wú)延時(shí)觸發(fā)MFT。
② 爐膛左側(cè)CP002/CP010這2個(gè)壓力開(kāi)關(guān)量信號(hào),與爐膛右側(cè)CP006/CP014這2個(gè)開(kāi)關(guān)量信號(hào)經(jīng)“四取二”處理后輸出爐膛壓力高Ⅲ值信號(hào)CP912,再送入FSSS系統(tǒng),無(wú)延時(shí)觸發(fā)MFT。
③ 將爐膛左側(cè)CP003/CP011這2個(gè)壓力開(kāi)關(guān)量信號(hào)經(jīng)“二取一”所得的開(kāi)關(guān)信號(hào),與爐膛右側(cè)CP007/CP015這2個(gè)開(kāi)關(guān)量信號(hào)經(jīng)“二取一”所得的開(kāi)關(guān)信號(hào),將這2個(gè)開(kāi)關(guān)信號(hào)進(jìn)行“二取二”處理后,輸出爐膛壓力低Ⅱ值信號(hào)CP913,再送入FSSS系統(tǒng),經(jīng)3 s延時(shí)觸發(fā)MFT。
④ 將爐膛左側(cè)CP004/CP012這2個(gè)壓力開(kāi)關(guān)量信號(hào)經(jīng)“二取一”所得的開(kāi)關(guān)信號(hào),與爐膛右側(cè)CP008/CP016這2個(gè)開(kāi)關(guān)量信號(hào)經(jīng)“二取一”所得的開(kāi)關(guān)信號(hào),將這2個(gè)開(kāi)關(guān)信號(hào)進(jìn)行“二取二”處理后,輸出爐膛壓力高Ⅱ值信號(hào)CP914,再送入FSSS系統(tǒng),經(jīng)3 s延時(shí)觸發(fā)MFT。
(3) 其他方面的保護(hù)設(shè)置,仍舊延續(xù)以前的設(shè)計(jì)原理,不予改造。
2012年上半年的實(shí)際運(yùn)行情況表明這次改造非常成功。爐膛負(fù)壓保護(hù)改造后,在摻配煙煤燃燒的新工況下,再未發(fā)生因爐內(nèi)單側(cè)或局部掉焦塌灰而導(dǎo)致的非停事故。這不僅保證了在摻配煙煤的新形勢(shì)下機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行,也節(jié)約了因爐膛負(fù)壓保護(hù)動(dòng)作導(dǎo)致的非計(jì)劃停運(yùn)啟機(jī)費(fèi)用,還在爐內(nèi)出現(xiàn)燃燒惡化時(shí)為爐膛負(fù)壓提供了可靠的保護(hù)動(dòng)作,避免非停事故的再次發(fā)生。