淺談鍋爐火檢系統(tǒng)升級(jí)改造在電廠應(yīng)用

賈延濤

摘 要：本文針對(duì)大唐洛陽(yáng)首陽(yáng)山發(fā)電有限責(zé)任公司ABB-SAFE FLAMETM DFS火焰檢測(cè)器（已停產(chǎn)）的升級(jí)改造，采取最接近原設(shè)計(jì)及檢修、操作習(xí)慣的改造方案，并利用拆除的舊設(shè)備作為老機(jī)組的備件，節(jié)約運(yùn)行成本，并獲得較好效果。

關(guān)鍵詞：電站鍋爐；火焰檢測(cè)器；ABB；升級(jí)改造

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.21.036

1 基本情況

1.1 基本情況

首陽(yáng)山公司#3、#4鍋爐型號(hào)：DGl025/18.2 —Ⅱ6，由東方鍋爐廠生產(chǎn)，型式：亞臨界一次中間再熱、自然循環(huán)、單爐膛、平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣、露天布置、全鋼架、全懸吊結(jié)構(gòu)的燃煤鍋爐。分別于1995年08月和12月投運(yùn)，燃燒方式：四角切向布置20個(gè)煤粉燃燒器、8個(gè)油燃燒器（AB、BC層），最低穩(wěn)燃負(fù)荷：40%B-MCR；點(diǎn)火方式：輕柴油；爐膛火焰檢測(cè)器裝置為ABB公司生產(chǎn)的SAFE FLAMETM DFS T-Fired 5.83產(chǎn)品；當(dāng)時(shí)每臺(tái)鍋爐火檢系統(tǒng)共配置20組火檢傳感器及其配套裝置，自下而上分別為AA、A層4個(gè)（煤油共用）、B層4個(gè)， BC、C層4個(gè)（煤油共用），D層4個(gè)，E層4個(gè)。

1.2 火焰檢測(cè)系統(tǒng)存在的問(wèn)題

經(jīng)過(guò)多年的運(yùn)行、維護(hù)，#3、4機(jī)組火檢系統(tǒng)逐漸暴露出以下問(wèn)題：

火檢探頭安裝位置不合理，不能正確反映實(shí)際燃燒工況，漏看、偷看現(xiàn)象嚴(yán)重，檢測(cè)可信度低；夏季火檢探頭工作環(huán)境溫度達(dá)50℃左右，超過(guò)目前使用火檢探頭承受的環(huán)境溫度，常出現(xiàn)探頭損壞或靈敏度降低現(xiàn)象，大大降低了火檢系統(tǒng)的可靠性；另外該型號(hào)探頭、火焰檢測(cè)器廠家已停產(chǎn)，備品、備件難以購(gòu)買；火檢探頭鏡片與光纖之間容易積灰，影響檢測(cè)效果，給日常維護(hù)增加不少工作量；電源雖然雙路冗余，但電源監(jiān)視不夠科學(xué)，放大器其中一路電源失電不會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，若另一路也失電將失去相應(yīng)的火焰信號(hào)造成保護(hù)誤動(dòng)作；火檢系統(tǒng)經(jīng)常有火檢故障報(bào)警發(fā)生。檢修人員到位檢查時(shí)故障信號(hào)已經(jīng)消失，無(wú)故障記錄，不利于有針對(duì)性的開展檢修維護(hù)工作；探頭采用可見光波段，對(duì)燃燒火焰不能全面進(jìn)行全方位動(dòng)態(tài)檢測(cè)。

2 前期工作

我公司專業(yè)技術(shù)人員與國(guó)內(nèi)外火焰檢測(cè)器廠家技術(shù)人員進(jìn)行多次技術(shù)交流，就鍋爐目前情況及存在的問(wèn)題考察調(diào)研周邊火電機(jī)組，初步確定選用分體式“外窺型”火焰檢測(cè)器，煤火檢安裝位置不變，油火檢重新開孔安裝。改造后火焰檢測(cè)裝置實(shí)現(xiàn)“一對(duì)一”即每個(gè)火焰檢測(cè)器對(duì)應(yīng)一個(gè)燃燒器，提高鍋爐設(shè)備的可靠性。改造后拆除的舊設(shè)備，作為另外兩臺(tái)機(jī)組備件。

3 方案確定

（1）經(jīng)招標(biāo)，最終選用ABB最新型火焰檢測(cè)系統(tǒng)，對(duì)各燃燒器火嘴進(jìn)行“一對(duì)一”的火焰檢測(cè)。改造后配置油火焰檢測(cè)器8個(gè)；煤火焰檢測(cè)器20個(gè)，共配置28套ABB最新型SF810火焰檢測(cè)器及光纖組件；電子間內(nèi)配置控制柜一臺(tái)，柜內(nèi)布置2套AC220V/DC24V電源模塊及14臺(tái)FAU810雙放大器智能單元。

1） SF810火焰檢測(cè)器安裝在鍋爐本體對(duì)噴嘴“一對(duì)一”檢測(cè)。

2）FAU810雙放大器智能單元分別檢測(cè)油燃燒器火焰和煤燃燒器火焰信號(hào)，并計(jì)算輸出4～20mA信號(hào)及“有火/無(wú)火”信號(hào)和故障信號(hào)，每套FAU810雙放大器智能單元可同時(shí)接受兩路DC24V電源，形成模塊級(jí)別的雙路電源熱備。

3）安裝有火焰分析軟件的上位機(jī)電腦可隨時(shí)查看每套火焰檢測(cè)器的運(yùn)行曲線，也可在上位機(jī)隨時(shí)調(diào)節(jié)單獨(dú)火焰檢測(cè)器的參數(shù)。

（2）火焰檢測(cè)系統(tǒng)主要功能介紹：1）所有火焰檢測(cè)器應(yīng)能夠清晰辨別出煤和油燃燒的火焰，每個(gè)燃燒器的“油”或“煤”火焰檢測(cè)器應(yīng)有4～20mA信號(hào)輸出，以表示火焰的強(qiáng)度，同時(shí)還輸出各自的“有/無(wú)”信號(hào)、自檢和“故障”的干接點(diǎn)信號(hào)。。當(dāng)檢測(cè)系統(tǒng)故障時(shí)，能發(fā)出火檢系統(tǒng)故障信號(hào)，防止保護(hù)系統(tǒng)誤動(dòng)或拒動(dòng)。2） 火焰檢測(cè)器能正確監(jiān)視各種火焰狀態(tài)（如火焰頻率和強(qiáng)度），不發(fā)出錯(cuò)誤信息?；鹧鏅z測(cè)回路的靈敏度能對(duì)低光度有足夠的響應(yīng)，并有過(guò)濾、抑制干擾光的能力。對(duì)各種干擾分別進(jìn)行可靠的邏輯處理，以正確識(shí)別。3）火焰檢測(cè)器的安裝位置能使其相鄰的、對(duì)面爐膛反射的或相鄰火焰的背景干擾處于最小?；鹧鏅z測(cè)器的視角可調(diào)整，以便在全負(fù)荷范圍內(nèi)均能觀察到火焰?；鹧鏅z測(cè)器必須有指導(dǎo)視線調(diào)整的指導(dǎo)器（電子指示器或LED指示器），使其能夠非常容易地指導(dǎo)火焰檢測(cè)器探頭的視線調(diào)整。

（3）火焰檢測(cè)器具有全電子自檢系統(tǒng)，應(yīng)提供直觀的火焰信號(hào)，確保不會(huì)提供一個(gè)虛假的“有火焰或邏輯有火焰”信號(hào)?；鹧鏅z測(cè)器采用智能型，具有以下基本功能：

1）有火/無(wú)火閾值調(diào)節(jié)；

2）增益控制；

3）屏幕顯示火焰檢測(cè)器所有參數(shù)、報(bào)警及狀態(tài)；

4）可遠(yuǎn)程設(shè)置、調(diào)試/運(yùn)行及顯示；

5）自動(dòng)判別功能，每次進(jìn)行有火/無(wú)火判別后，應(yīng)能推薦出下列參數(shù)：增益、增益頻率、火焰閃爍頻率、有火/無(wú)火區(qū)分比率、帶寬、閾值等。

6）提供一套在Windows平臺(tái)上開發(fā)的火焰檢測(cè)軟件，可以通過(guò)通訊網(wǎng)絡(luò)，連接整臺(tái)鍋爐上的火焰檢測(cè)器智能單元，實(shí)現(xiàn)對(duì)所有火焰檢測(cè)器的統(tǒng)一管理。并具有與DCS遠(yuǎn)程通訊功能。

4 方案實(shí)施

熱控專業(yè)與改造廠家反復(fù)多次交流，最終確定改造方案及具體改造實(shí)施辦法，在借公司低氮改造停機(jī)時(shí)間對(duì)#3、#4鍋爐進(jìn)行改造，煤火檢電纜利用原有的火檢電纜，新增加的油火檢重新敷設(shè)3X2X1mm（1芯備用）屏蔽電纜。考慮到前期爐前電纜有燒損情況，本次改造爐前布置轉(zhuǎn)接接線盒，每臺(tái)接線盒布置3套火檢轉(zhuǎn)接能力，改造后如發(fā)生燒損問(wèn)題更換轉(zhuǎn)接盒到火檢探頭之間5米電纜即可，為后續(xù)檢修降低成本。

（1）火檢探頭定位及組件安裝由火檢廠家現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)，熱控專業(yè)派人協(xié)助，對(duì)每一個(gè)火檢探頭的檢測(cè)角度及視角確定，為后續(xù)檢修奠定基礎(chǔ)，同時(shí)也提高公司專業(yè)技術(shù)人員的水平。

（2）現(xiàn)場(chǎng)接線及受電調(diào)試由廠家完成，設(shè)備受電成功后在上位機(jī)火檢管理軟件操作頁(yè)面完成每套火焰檢測(cè)裝置的參數(shù)設(shè)置，大大節(jié)約調(diào)試時(shí)間。管理軟件輔助功能包含參數(shù)設(shè)置、強(qiáng)制輸出、歷史曲線記錄、參數(shù)儲(chǔ)存、復(fù)制等功能，改造后每套火焰檢測(cè)裝置均可在線調(diào)取歷史曲線，歷史曲線包含火焰頻率及強(qiáng)度，基本做到了燃燒情況“心中”有數(shù)，為后續(xù)檢修及運(yùn)行提供有力依據(jù)。

（3）火檢系統(tǒng)改造后，由于需要高風(fēng)壓火檢冷卻風(fēng)系統(tǒng)，原有的火檢風(fēng)壓力不足，不能夠滿足現(xiàn)有火檢系統(tǒng)使用要求。公司決定增加管道和電動(dòng)門取冷一次風(fēng)作為機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)的火檢冷卻風(fēng)使用。在冷一次風(fēng)管和火檢風(fēng)系統(tǒng)出口處各增加一個(gè)電動(dòng)門，如下圖所示。

具體控制邏輯修改：

1）引入火檢冷卻風(fēng)母管壓力變送器，邏輯中設(shè)置當(dāng)火檢冷卻風(fēng)壓力大于3.5KPa時(shí)允許停兩臺(tái)火檢冷卻風(fēng)機(jī)。

2）在就地增加火檢冷卻風(fēng)壓力低于3KPa壓力開關(guān)。當(dāng)A火檢風(fēng)機(jī)運(yùn)行1分鐘后，壓力低于3.0Kpa動(dòng)作延時(shí)5秒，聯(lián)啟B火檢風(fēng)機(jī)。B火檢風(fēng)機(jī)運(yùn)行1分鐘后，壓力低于3.0Kpa動(dòng)作延時(shí)5秒，聯(lián)啟A火檢風(fēng)機(jī)。當(dāng)A、B火檢風(fēng)機(jī)任一運(yùn)行，光字牌發(fā)“火檢風(fēng)機(jī)運(yùn)行”報(bào)警信號(hào)。

3）原邏輯“A火檢風(fēng)機(jī)跳閘，聯(lián)啟B火檢風(fēng)機(jī)”保持不變。

4）增加“當(dāng)任意一次風(fēng)機(jī)在運(yùn)行，且火檢冷卻風(fēng)壓低于3.0KPa， 聯(lián)啟A火檢冷卻風(fēng)機(jī)并聯(lián)關(guān)冷一次風(fēng)至火檢風(fēng)電動(dòng)門，聯(lián)開火檢風(fēng)出口母管電動(dòng)門”控制邏輯和兩臺(tái)一次風(fēng)機(jī)全停聯(lián)啟A火檢冷卻風(fēng)機(jī)并聯(lián)關(guān)冷一次風(fēng)至火檢風(fēng)電動(dòng)門，聯(lián)開火檢風(fēng)出口母管電動(dòng)門”控制邏輯。

5）原兩臺(tái)火檢冷卻風(fēng)機(jī)全停延時(shí)300秒MFT動(dòng)作取消；火檢風(fēng)壓力低于1.6KPa（三取二）延時(shí)300秒MFT動(dòng)作停爐邏輯仍保留。

6）修改后當(dāng)任一臺(tái)一次風(fēng)機(jī)運(yùn)行，壓力大于3.5KPa，運(yùn)行人員可手動(dòng)將火檢風(fēng)切換為冷一次風(fēng)供，待系統(tǒng)壓力正常后，允許停兩臺(tái)火檢風(fēng)機(jī)。

5 結(jié)論

改造后已連續(xù)運(yùn)行3年未發(fā)生錯(cuò)誤報(bào)警現(xiàn)象，故障率遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于其它品牌，操作方便檢修維護(hù)簡(jiǎn)單，說(shuō)明本次改造是成功的；改造后的火檢檢修成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于改造前，#3、#4機(jī)組拆下的舊設(shè)備作為#1、#2機(jī)組備件，在降低#3、#4機(jī)組運(yùn)行成本的前提下也降低為#1、#2機(jī)組的運(yùn)行成本；改造后火焰閃爍頻率、火焰亮度均記錄歷史曲線，歷史數(shù)據(jù)可查，不僅僅作為火焰“有無(wú)”判斷，為運(yùn)行參考也提供數(shù)據(jù)分析依據(jù)，可作為行業(yè)樣板進(jìn)行推廣。