淺談鍋爐火檢系統(tǒng)升級改造在電廠應(yīng)用

賈延濤

（大唐洛陽首陽山發(fā)電有限責任公司,河南 洛陽471900）

淺談鍋爐火檢系統(tǒng)升級改造在電廠應(yīng)用

賈延濤

（大唐洛陽首陽山發(fā)電有限責任公司,河南 洛陽471900）

本文針對大唐洛陽首陽山發(fā)電有限責任公司ABB-SAFE FLAMETM DFS火焰檢測器（已停產(chǎn)）的升級改造，采取最接近原設(shè)計及檢修、操作習慣的改造方案，并利用拆除的舊設(shè)備作為老機組的備件，節(jié)約運行成本，并獲得較好效果。

電站鍋爐;火焰檢測器;ABB;升級改造

1　基本情況

1.1 基本情況

首陽山公司#3、#4鍋爐型號：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、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，燃燒方式：四角切向布置20個煤粉燃燒器、8個油燃燒器（AB、BC層），最低穩(wěn)燃負荷：40%B-MCR；點火方式：輕柴油；爐膛火焰檢測器裝置為ABB公司生產(chǎn)的SAFEFLAMETM DFST-Fired5.83產(chǎn)品；當時每臺鍋爐火檢系統(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（煤油共用）、B層4個,BC、C層4個（煤油共用），D層4個,E層4個。

1.2 火焰檢測系統(tǒng)存在的問題

經(jīng)過多年的運行、維護，#3、4機組火檢系統(tǒng)逐漸暴露出以下問題：

火檢探頭安裝位置不合理，不能正確反映實際燃燒工況，漏看、偷看現(xiàn)象嚴重，檢測可信度低；夏季火檢探頭工作環(huán)境溫度達50℃左右，超過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；另外該型號探頭、火焰檢測器廠家已停產(chǎn)，備品、備件難以購買；火檢探頭鏡片與光纖之間容易積灰，影響檢測效果，給日常維護增加不少工作量；電源雖然雙路冗余，但電源監(jiān)視不夠科學，放大器其中一路電源失電不會發(fā)出報警信號，若另一路也失電將失去相應(yīng)的火焰信號造成保護誤動作；火檢系統(tǒng)經(jīng)常有火檢故障報警發(fā)生。檢修人員到位檢查時故障信號已經(jīng)消失，無故障記錄，不利于有針對性的開展檢修維護工作；探頭采用可見光波段，對燃燒火焰不能全面進行全方位動態(tài)檢測。

2　前期工作

我公司專業(yè)技術(shù)人員與國內(nèi)外火焰檢測器廠家技術(shù)人員進行多次技術(shù)交流，就鍋爐目前情況及存在的問題考察調(diào)研周邊火電機組，初步確定選用分體式“外窺型”火焰檢測器，煤火檢安裝位置不變，油火檢重新開孔安裝。改造后火焰檢測裝置實現(xiàn)“一對一”即每個火焰檢測器對應(yīng)一個燃燒器，提高鍋爐設(shè)備的可靠性。改造后拆除的舊設(shè)備，作為另外兩臺機組備件。

3　方案確定

（1）經(jīng)招標，最終選用ABB最新型火焰檢測系統(tǒng)，對各燃燒器火嘴進行“一對一”的火焰檢測。改造后配置油火焰檢測器8個；煤火焰檢測器20個，共配置28套ABB最新型SF810火焰檢測器及光纖組件；電子間內(nèi)配置控制柜一臺，柜內(nèi)布置2套AC220V/DC24V電源模塊及14臺FAU810雙放大器智能單元。

1）SF810火焰檢測器安裝在鍋爐本體對噴嘴“一對一”檢測。

2）FAU810雙放大器智能單元分別檢測油燃燒器火焰和煤燃燒器火焰信號，并計算輸出4～20mA信號及“有火/無火”信號和故障信號，每套FAU810雙放大器智能單元可同時接受兩路DC24V電源，形成模塊級別的雙路電源熱備。

3）安裝有火焰分析軟件的上位機電腦可隨時查看每套火焰檢測器的運行曲線，也可在上位機隨時調(diào)節(jié)單獨火焰檢測器的參數(shù)。

（2）火焰檢測系統(tǒng)主要功能介紹：1）所有火焰檢測器應(yīng)能夠清晰辨別出煤和油燃燒的火焰，每個燃燒器的“油”或“煤”火焰檢測器應(yīng)有4～20mA信號輸出，以表示火焰的強度，同時還輸出各自的“有/無”信號、自檢和“故障”的干接點信號。。當檢測系統(tǒng)故障時，能發(fā)出火檢系統(tǒng)故障信號，防止保護系統(tǒng)誤動或拒動。2）火焰檢測器能正確監(jiān)視各種火焰狀態(tài)（如火焰頻率和強度），不發(fā)出錯誤信息?；鹧鏅z測回路的靈敏度能對低光度有足夠的響應(yīng)，并有過濾、抑制干擾光的能力。對各種干擾分別進行可靠的邏輯處理，以正確識別。3）火焰檢測器的安裝位置能使其相鄰的、對面爐膛反射的或相鄰火焰的背景干擾處于最小。火焰檢測器的視角可調(diào)整，以便在全負荷范圍內(nèi)均能觀察到火焰?；鹧鏅z測器必須有指導(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)火焰檢測器探頭的視線調(diào)整。

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

1）有火/無火閾值調(diào)節(jié)；

2）增益控制；

3）屏幕顯示火焰檢測器所有參數(shù)、報警及狀態(tài)；

4）可遠程設(shè)置、調(diào)試/運行及顯示；

5）自動判別功能，每次進行有火/無火判別后，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/無火區(qū)分比率、帶寬、閾值等。

6）提供一套在Windows平臺上開發(fā)的火焰檢測軟件，可以通過通訊網(wǎng)絡(luò)，連接整臺鍋爐上的火焰檢測器智能單元，實現(xiàn)對所有火焰檢測器的統(tǒng)一管理。并具有與DCS遠程通訊功能。

4　方案實施

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施辦法，在借公司低氮改造停機時間對#3、#4鍋爐進行改造，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?？紤]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，每臺接線盒布置3套火檢轉(zhuǎn)接能力，改造后如發(fā)生燒損問題更換轉(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)場指導(dǎo)，熱控專業(yè)派人協(xié)助，對每一個火檢探頭的檢測角度及視角確定，為后續(xù)檢修奠定基礎(chǔ)，同時也提高公司專業(yè)技術(shù)人員的水平。

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

（3）火檢系統(tǒng)改造后，由于需要高風壓火檢冷卻風系統(tǒng)，原有的火檢風壓力不足，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門取冷一次風作為機組正常運行時的火檢冷卻風使用。在冷一次風管和火檢風系統(tǒng)出口處各增加一個電動門，如下圖所示。

進汽流量96.23T/h。

15：35：46，四抽至A、B小機進汽流量55T/h，A小機轉(zhuǎn)速持續(xù)緩慢下降，EH油壓由15.96降至15.58，小機A轉(zhuǎn)速設(shè)定值位4182，實際轉(zhuǎn)速為3917并有下降趨勢。

15：35：48，由于CCS轉(zhuǎn)速指令與實際轉(zhuǎn)速偏差超過500，小機遙控退出，轉(zhuǎn)為自動方式，并保持當前設(shè)定值為4170，實際轉(zhuǎn)速3594。

15：35：50，A小機設(shè)定轉(zhuǎn)速為4170，A小機實際轉(zhuǎn)速為3335，轉(zhuǎn)速偏差大于800，A小機退出自動，變?yōu)槭謩臃绞?，設(shè)定值跟蹤實際值。集控值班員監(jiān)盤時突然發(fā)現(xiàn)3A前置泵出口流量590t/h，A小機轉(zhuǎn)速3300rpm，出口壓力18Mpa，鍋爐給水流量1300t/h，并仍有下降趨勢。隨即立即檢查MEHA畫面，發(fā)現(xiàn)A小機主汽門、低壓調(diào)門關(guān)閉，最終觸發(fā)機組RB。通過歷史趨勢檢查發(fā)現(xiàn)低壓主汽門、低壓調(diào)門、切換閥第一個跳閘電磁閥有瞬間失電導(dǎo)致閥門關(guān)閉。經(jīng)初步判斷為DO卡通訊瞬間中斷導(dǎo)致DO卡繼電器輸出由1變?yōu)?導(dǎo)致閥門關(guān)閉。

4　小機METS硬回路優(yōu)化方案

4.1 優(yōu)化前方案

#3機組小機METS原廠家設(shè)計方案低壓主汽門、低壓調(diào)門、切換閥第一個跳閘電磁閥的繼電器控制線圈為單通道DO卡輸出。廠家設(shè)計原方案只要任意一個DO卡故障，都會導(dǎo)致小機快關(guān)電磁閥失電閥門快關(guān)，小機轉(zhuǎn)速下降，威脅機組安全穩(wěn)定運行。

4.2 優(yōu)化后方案

#3機組小機METS優(yōu)化方案低壓主汽門、低壓調(diào)門、切換閥第一個跳閘電磁閥的繼電器控制線圈為單通道DO卡輸出，更改為雙通道不同DO卡輸出。即任意一個DO卡故障，都不會導(dǎo)致小機快關(guān)電磁閥失電。提高小機運行的可靠性和減少小機誤動的可能。

圖1　關(guān)閉電磁閥控制回路

為了監(jiān)視小機DO卡狀態(tài)增加一個DO卡輸出的點至小機MEH的DI卡作為監(jiān)視。

5　結(jié)論

小機在電廠運行中作為一個重要的輔機，是不可缺少的一部分，任何的故障都可能導(dǎo)致機組RB甚至跳機事件的發(fā)生，本篇論文主要介紹兩個部分：小機的控制方式、硬回路的優(yōu)化。通過對小機控制方式的了解，掌握控制邏輯的概念，加強對小機運行方式的了解，增強小機事故的分析能力。對小機METS硬回路的優(yōu)化，減少勿動的可能，增加了設(shè)備的可靠性，保障了機組的安全穩(wěn)定運行。

[1]林文孚,胡燕.單元機組自動控制技術(shù)[M].北京:中國電力出版社,2008.

[2]羅萬金.電廠熱工過程自動調(diào)節(jié).北京:水利電力出版社,1990.

[3]陳賡.單元機組集控運行.北京:中國電力出版社,2001.

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

宋曉飛（1984-）,男,本科,助理工程師,從事發(fā)電廠熱控工作。