吹灰程控雙機(jī)冗余冷備改造

詹同貴　郝永鋒

摘 要：文章對(duì)新疆華電吐魯番發(fā)電有限責(zé)任公司一期兩臺(tái)135MW機(jī)組吹灰程控雙機(jī)冗余冷備改造方案的必要性及實(shí)施方案進(jìn)行了分析，包括吹灰程控對(duì)鍋爐運(yùn)行的重要性、冗余改造具體方案及實(shí)施，并提出了改進(jìn)意見(jiàn)。

關(guān)鍵詞：吹灰程控；冗余冷備；故障分析

1 引言

新疆華電吐魯番發(fā)電有限責(zé)任公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)吐電公司）一期工程裝機(jī)容量2×135MW。1、2號(hào)鍋爐采用上海鍋爐有限公司生產(chǎn)的型號(hào)為SG-420/13.7-M778，超高壓、一次中間再熱、雙鋼架全懸吊式、π形布置、管式空氣預(yù)熱器、固態(tài)排渣、四角切圓燃燒、自然循環(huán)、汽包煤粉爐。單臺(tái)機(jī)組共設(shè)計(jì)有四種吹灰器：IR-3D型蒸汽吹灰器36臺(tái)，分三層布置；AS150型20聲波吹灰器臺(tái)；G9B型固定旋轉(zhuǎn)式吹灰器8臺(tái)；IK-525型伸縮型長(zhǎng)吹灰器8臺(tái)。主要用來(lái)吹掃鍋爐管道受熱面的積灰，吹灰器均可采用程控操作、按鈕操作和手動(dòng)操作。1、2號(hào)爐吹灰控制系統(tǒng)采用美國(guó)GE公司的GE9030系列PLC控制系統(tǒng)，均是單機(jī)配置，一旦控制系統(tǒng)故障，會(huì)造成吹灰控制系統(tǒng)癱瘓，由于現(xiàn)階段我廠煤質(zhì)較差，如果控制系統(tǒng)故障長(zhǎng)時(shí)間無(wú)法吹灰，則會(huì)造成鍋爐大面積結(jié)焦，降低了鍋爐熱效率，甚至?xí)绊憴C(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

2 改造必要性

2.1 根據(jù)《二十五項(xiàng)反措》中第三項(xiàng)“防止大容量鍋爐承壓部件暴漏事故中的第三條防止受熱面大面積腐蝕”為依據(jù)，同時(shí)考慮費(fèi)用問(wèn)題，提出將1、2號(hào)爐吹灰控制系統(tǒng)升級(jí)改造為雙機(jī)冗余冷備，由此以來(lái)將大大提高系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，有效確保鍋爐安全運(yùn)行。

2.2 吹灰器對(duì)防止和清除鍋爐水冷壁，過(guò)熱器，省煤器，空氣預(yù)熱器管外部結(jié)渣和積灰有明顯作用，對(duì)提高鍋爐熱效率有明顯效果。為保證受熱面的清潔，防止積灰結(jié)渣，提高鍋爐安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平，正常運(yùn)行中每班應(yīng)進(jìn)行吹灰一次。為了保障吹灰系統(tǒng)能長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，PLC的正常運(yùn)行尤為重要，因此將現(xiàn)有吹灰程控升級(jí)改造為雙機(jī)冗余十分關(guān)鍵，考慮實(shí)際情況加裝PLC備用主機(jī)架，實(shí)現(xiàn)冷備即可，從而提高鍋爐熱效率。

2.3 吐電公司1、2號(hào)鍋爐設(shè)計(jì)燃用依拉湖煤，燃煤的熱值較高，低位熱值約為27.17MJ/kg。近年來(lái)由于燃煤供應(yīng)比較緊張，鍋爐燃用的這種高熱值煤量已不能滿(mǎn)足機(jī)組正常運(yùn)行的需要。為了擴(kuò)大煤源，電廠現(xiàn)計(jì)劃摻燒部分熱值較低的煙煤，其中主要為金馬、露天和同泰等煤礦的煙煤。與設(shè)計(jì)煤相比，這些煙煤具有較高水分、較高灰分、較低熱值的特點(diǎn)，金馬和龍泉煤的硫含量較高。在與低熱值煙煤摻燒后，燃煤發(fā)熱量和灰分的變化對(duì)鍋爐、制粉、除灰等系統(tǒng)的出力造成了一定影響，如磨煤機(jī)出力不能達(dá)到鍋爐帶負(fù)荷要求、燃煤灰分高時(shí)輸灰系統(tǒng)出力不足、鍋爐帶滿(mǎn)負(fù)荷困難等，燃煤含硫量較高又容易引起爐內(nèi)水冷壁結(jié)焦、產(chǎn)生爐內(nèi)高、低溫腐蝕等問(wèn)題，危害鍋爐的安全運(yùn)行。因此，鍋爐爐膛容易結(jié)焦，若PLC控制系統(tǒng)故障，且長(zhǎng)時(shí)間無(wú)法恢復(fù)正常運(yùn)行時(shí)，會(huì)使鍋爐的熱效率降低、排煙溫度升高，甚至?xí)绊憴C(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

3 改造具體方案

3.1 利用1、2爐檢修機(jī)會(huì)，將原來(lái)吹灰器控制柜1內(nèi)的10槽主機(jī)架（IC693CHS392）改換成3號(hào)擴(kuò)展機(jī)架，除CPU360模塊外，機(jī)架上的輸入、輸出模塊保持原位置不變，并在空的插槽上用填充模塊補(bǔ)上。在吹灰器控制柜2內(nèi)增加兩套5槽主機(jī)架（IC693CHS397），分別插上電源模塊及CPU360模塊，并在空的插槽上用填充模塊補(bǔ)上，主機(jī)架與擴(kuò)展機(jī)架用擴(kuò)展電纜連接，實(shí)現(xiàn)電源、CPU模塊的冗余。圖1、2為1號(hào)爐改造前后實(shí)物對(duì)比圖。

3.2 因?yàn)樾录友b兩套五槽主機(jī)架，需要重新接入兩路電源為兩套機(jī)架分別供電，電源電壓220V。

3.3 在進(jìn)行吹灰器冷備冗余改造時(shí)，先對(duì)程序進(jìn)行備份，在機(jī)架安裝完成后，對(duì)PLC的硬件配置及邏輯進(jìn)行修改，然后下裝。

3.4 PLC程序下裝完成后，要對(duì)吹灰器進(jìn)行調(diào)試，檢查修改后邏輯是否滿(mǎn)足要求，確保雙機(jī)程序一致。

3.5 吹灰器運(yùn)行時(shí)，一套PLC正常工作，一套備用。切換時(shí)，觸摸屏和備用CPU聯(lián)接，擴(kuò)展機(jī)架和備用CPU機(jī)架連接。

4 冗余改造后的優(yōu)點(diǎn)

4.1采用PLC冗余控制后，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，在一套系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題的時(shí)候，另外一套后備系統(tǒng)能及時(shí)的切換上去，保證吹灰系統(tǒng)能長(zhǎng)期穩(wěn)定投運(yùn)。

4.2 避免鍋爐大面積結(jié)焦，減少打焦次數(shù)，大大降低了員工的勞動(dòng)強(qiáng)度以及提高了鍋爐熱效率。

4.3 減少因結(jié)焦原因使火檢保護(hù)動(dòng)作跳磨的風(fēng)險(xiǎn)，減少了機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行的影響因素。

5 結(jié)束語(yǔ)

1號(hào)爐吹灰系統(tǒng)冷備冗余已改造完成至今已經(jīng)連續(xù)運(yùn)行八個(gè)多月，未出現(xiàn)吹灰控制系統(tǒng)故障導(dǎo)致吹灰器無(wú)法投運(yùn)的現(xiàn)象，大大減少了爐膛結(jié)焦的概率，減少火檢探頭堵塞導(dǎo)致磨煤機(jī)跳閘的風(fēng)險(xiǎn)，減少了機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行的影響因素。在2號(hào)機(jī)組停運(yùn)期間對(duì)2號(hào)爐吹灰控制系統(tǒng)進(jìn)行改造。

參考文獻(xiàn)

[1]GE_Fanuc_Cimplicity_HMI系統(tǒng)用戶(hù)手冊(cè)[Z].GE通用電氣

[2]DLT 589-1996.火力發(fā)電廠燃煤電站鍋爐的熱工檢測(cè)控制技術(shù)導(dǎo)則[S].

[3]防止電力生產(chǎn)重大事故的二十五項(xiàng)重點(diǎn)要求[S].國(guó)電發(fā)【2000】589號(hào)

[4]DLT 774-2004.火力發(fā)電廠熱工自動(dòng)化系統(tǒng)檢修運(yùn)行維護(hù)規(guī)程[S].