火電廠油燃燒器氣動執(zhí)行器的集中控制改造

許俊永

(華電國際萊城發(fā)電廠，山東 萊蕪 271103)

火電廠油燃燒器氣動執(zhí)行器的集中控制改造

許俊永

(華電國際萊城發(fā)電廠，山東 萊蕪 271103)

投入油燃燒器是火電機(jī)組緊急情況下助燃的必要手段，但由于某火電廠油燃燒器原布置方式存在系統(tǒng)問題和安全隱患，影響其正常運(yùn)行和維護(hù)，通過對油燃燒器氣動執(zhí)行器設(shè)備由分散控制改造為集中控制，產(chǎn)生了較大的安全效益，為同類型設(shè)備改造提供參考思路。

油燃燒器；油槍；點(diǎn)火槍；氣動執(zhí)行器；集中控制

0 概述

某發(fā)電廠鍋爐為上海鍋爐廠生產(chǎn)的1 025 t/h控制循環(huán)汽包鍋爐，在爐墻四角布置24只全擺動、直流式煤粉燃燒器，切向燃燒，在爐膛中心形成2個(gè)假想切圓，1號、3號角直徑為700 mm， 2號、4號角直徑為500 mm，逆時(shí)針轉(zhuǎn)向。鍋爐采用均等配風(fēng)，每個(gè)角6只一次風(fēng)口，布置3套油燃燒器，分別布置在同臺磨所屬的2只一次風(fēng)口中間，自下而上命名為A層、B層、C層。油燃燒器的主要功能是在特殊工況下，輔助微油點(diǎn)火系統(tǒng)完成機(jī)組點(diǎn)火啟動。

1 油燃燒器系統(tǒng)介紹

1.1 油燃燒器設(shè)備構(gòu)成

單角的油燃燒器設(shè)備由油槍、點(diǎn)火槍、油槍進(jìn)油閥和油槍蒸汽吹掃閥及4個(gè)與之配套的氣動設(shè)備組成。油槍、點(diǎn)火槍安裝在鍋爐本體上。油槍的作用是將燃油送入爐膛；點(diǎn)火槍的作用是帶動安裝在點(diǎn)火槍上的點(diǎn)火桿，點(diǎn)燃送入爐膛的燃油。油槍進(jìn)油閥和油槍蒸汽吹掃閥布置在鍋爐平臺上。油槍進(jìn)油閥的作用是打開燃油管路閥門，使燃油進(jìn)入爐膛；油槍蒸汽吹掃閥的作用是退出油槍前對燃油進(jìn)油閥后管路殘存的燃油進(jìn)行吹掃，防止燃油積存。每個(gè)氣動設(shè)備本體上都安裝有1個(gè)電磁閥和2個(gè)行程開關(guān)。圖1為油槍電磁閥設(shè)備及接線盒。

1.2 油燃燒器程控步驟

在條件具備的情況下，單角的油燃燒器可以單獨(dú)操作，一般投入時(shí)使用程序控制操作，其投入程序控制順序是：發(fā)啟動油槍指令，進(jìn)油槍；油槍進(jìn)到位后進(jìn)點(diǎn)火槍；點(diǎn)火槍進(jìn)到位后開燃油進(jìn)油閥并且點(diǎn)火槍打火；點(diǎn)火15 s后點(diǎn)火槍退出；燃油火檢檢測到有火，則投入程序完成，否則發(fā)油槍點(diǎn)火故障信號。退出程序控制的順序是：發(fā)停油槍指令；關(guān)閉燃油進(jìn)油閥；進(jìn)點(diǎn)火槍打火并打開燃油吹掃閥；點(diǎn)火15 s后點(diǎn)火槍退出；吹掃120 s后，關(guān)閉燃油蒸汽吹掃閥并退出油槍，退出程序完成。

圖1 油槍電磁閥及接線盒

2 原布置方式存在的問題

2.1 系統(tǒng)維護(hù)存在安全隱患

處理油槍和點(diǎn)火槍電磁閥缺陷屬于高處作業(yè)。由于腳手架不易搭建，緊急處理缺陷時(shí)，存在腳手架搭設(shè)不合格現(xiàn)象，易導(dǎo)致高處墜落。從圖1中可以看到，油槍和點(diǎn)火槍上方有煤粉管彎頭，某電廠曾出現(xiàn)過2次煤粉彎頭偶發(fā)爆開事故，對彎頭附近油燃燒器設(shè)備檢修人員構(gòu)成物體打擊隱患。油燃燒器設(shè)備管道林立，爐墻和煤粉管道溫度都相對較高，工作人員接近這些設(shè)備時(shí)易產(chǎn)生應(yīng)激反應(yīng)，不利于腳手架上工作人員的人身安全。

2.2 設(shè)備控制系統(tǒng)存在隱患

油槍和點(diǎn)火槍的電磁閥控制電壓為AC 220 V，雖然油槍設(shè)備電磁閥為防爆電磁閥，但不能完全避免燃油軟管漏油進(jìn)入電磁閥，存在引燃燃油的火災(zāi)隱患。原油槍和點(diǎn)火槍設(shè)備都存在中間接線盒，由于中間接線盒密封老化嚴(yán)重，蛇皮線管破損，雨水容易滲入中間接線盒內(nèi)，引起電源接地跳閘，嚴(yán)重時(shí)會引起B(yǎng)MS(Battery Management System，電池管理系統(tǒng))電源柜失電；同時(shí)，中間接線盒中不但有AC 220 V電磁閥接線，也有DC 24 V的反饋行程開關(guān)接線，如果AC 220 V和DC 24 V線路進(jìn)水短接，存在DCS系統(tǒng)卡件燒毀的危險(xiǎn)，進(jìn)而都可能導(dǎo)致機(jī)組跳閘。

2.3 現(xiàn)場使用環(huán)境會影響設(shè)備可靠性

電磁閥安裝在油燃燒器本體上，漏灰和雨水滲入容易導(dǎo)致電磁閥排氣孔堵塞，造成設(shè)備無法操作。壓縮空氣中攜帶的油、水及雜質(zhì)進(jìn)入電磁閥，也會導(dǎo)致閥芯卡澀。以上2個(gè)問題嚴(yán)重影響電磁閥壽命，而更換電磁閥增加了檢修人員的工作量。此外，由于電磁閥更換工作需要搭設(shè)腳手架，增加了故障處理的時(shí)間，延誤了油槍的正常投用，也增加了檢修人員在高處作業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)。

3 油燃燒器氣動執(zhí)行器集中控制改造方案

3.1 改造思路

油燃燒器氣動執(zhí)行器設(shè)備改造的基本思路是，在單角布置一個(gè)集中的電磁閥控制柜，管路由控制柜敷設(shè)至氣動執(zhí)行器設(shè)備氣缸，以控制油槍和點(diǎn)火槍氣缸動作，避免電磁閥設(shè)備受到周圍環(huán)境的影響；統(tǒng)一凈化儀用空氣，提高設(shè)備可靠性；將控制柜安裝在鍋爐平臺，以方便檢修維護(hù)，縮短檢修維護(hù)時(shí)間，避免高處作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)。

因?yàn)橛腿紵髟O(shè)備作為異常工況下助燃的應(yīng)急手段，對于設(shè)備程控動作時(shí)間要求比較高。改造方案的不確定因素是氣動設(shè)備電磁閥管路長度增加后，對設(shè)備動作時(shí)間的影響。

3.2 改造方案的可行性

在設(shè)備改造前，首先挑選了距離安裝控制柜位置較遠(yuǎn)的油槍和點(diǎn)火槍設(shè)備進(jìn)行試驗(yàn)。在集中控制柜預(yù)備安裝位置，放置油槍和點(diǎn)火槍設(shè)備的電磁閥，引進(jìn)壓縮空氣和油角控制柜電磁閥控制線；從DCS上遠(yuǎn)程操作設(shè)備，對比DCS上指令與相應(yīng)反饋到達(dá)時(shí)間，與原設(shè)備動作時(shí)間基本一致，確定改造方案可行。

建議在進(jìn)行類似的氣動執(zhí)行器改造時(shí)，尤其對于參與程控動作、聯(lián)鎖保護(hù)的氣動設(shè)備，都要進(jìn)行以上的確認(rèn)工作，以避免給系統(tǒng)整體運(yùn)行帶來不利影響。

4 油燃燒器氣動執(zhí)行器集中控制改造實(shí)施

4.1 改造前各類配件準(zhǔn)備

準(zhǔn)備保溫伴熱型控制柜(可自行設(shè)計(jì)，聯(lián)系加工)，內(nèi)部安裝過濾減壓閥、除水除油器，端子排、走線槽及相應(yīng)的電磁閥設(shè)備、快插接頭、不銹鋼管(外部供氣及至設(shè)備)、設(shè)備接頭、金屬軟管(考慮機(jī)組檢修中拆裝方便)、球閥(隔離氣源)。

4.2 隔離電源氣源

集中改造項(xiàng)目進(jìn)行前，首先要停掉油燃燒器設(shè)備控制系統(tǒng)BMS柜內(nèi)所有電源。為保證全過程安全，將各就地油角控制柜內(nèi)電源進(jìn)線拆除并用絕緣膠布包好，防止誤送電導(dǎo)致工作人員觸電。再分別隔離油槍、點(diǎn)火槍各角氣源門。最后進(jìn)行壓縮空氣隔離工作，以避免長期停氣影響其他氣動設(shè)備工作。

4.3 改造的具體步驟

(1) 新集中控制柜安裝，安裝位置以使各角設(shè)備氣源管路最短為原則，選擇B層布置。圖2為集中控制改造的電磁閥柜。

(2) 拆除原油槍、點(diǎn)火槍氣源管路，拆除安裝在就地設(shè)備上的電磁閥、設(shè)備中間接線盒至電磁閥的接線；拆除BMS油角控制柜內(nèi)至油槍、點(diǎn)火槍電磁閥的接線，剪去線頭并包好，有條件時(shí)最好將原控制電纜抽出。

(3) 敷設(shè)各角壓縮空氣母管至各集中控制柜的氣源管路，敷設(shè)集中控制柜至各角油槍、點(diǎn)火槍附近的管路，使其距離設(shè)備大約1—1.5 m，小于軟管長度。管路就地端密封，防止異物進(jìn)入。

(4) 敷設(shè)BMS油角控制柜至各角集中控制柜的電磁閥電纜，接線以BMS油角控制柜電磁閥為準(zhǔn)，注意防止設(shè)備進(jìn)、退控制接反。完成BMS柜和集中控制柜兩端的接線后，進(jìn)行查線確認(rèn)。

(5) 安裝設(shè)備氣缸軟管接頭，連接金屬軟管，軟管另一頭密封，防止進(jìn)入異物。

(6) 隔離各角儀用空氣母管，開口增加隔離門，并焊接連接至各集中控制柜的氣源管路，另一端與集中空氣柜接頭緊固，確保送氣無泄漏。逐漸增加過濾減壓閥壓力，確認(rèn)總氣源至集中控制柜內(nèi)電磁閥前管路無泄漏，即可進(jìn)入調(diào)試階段。

圖2 集中控制改造的電磁閥柜

5 改造后的調(diào)試

改造后，系統(tǒng)調(diào)試應(yīng)在保證DCS設(shè)備、油燃燒器設(shè)備、人員安全的情況下分步進(jìn)行。

5.1 電信號核對調(diào)試

5.1.1 就地調(diào)試

停止各角氣源，BMS電源柜送電，恢復(fù)要調(diào)試的單個(gè)就地BMS控制柜接線，如A層1號角，分別用短接線短接油槍進(jìn)退端子和點(diǎn)火槍進(jìn)退端子；測量集中控制柜中，各對應(yīng)接線的電磁閥電壓是否正常，線號是否正確，柜內(nèi)對應(yīng)電磁閥是否有動作聲音。

5.1.2 遠(yuǎn)方調(diào)試

各角電信號就地調(diào)試完畢后，從DCS上分別發(fā)出單角的油槍進(jìn)退信號和點(diǎn)火槍進(jìn)退信號，測量集中控制柜中各對應(yīng)電磁閥電壓是否正常，柜內(nèi)對應(yīng)電磁閥是否有動作聲音，確認(rèn)與就地測試的結(jié)果一致。

5.2 氣源控制回路調(diào)試

5.2.1 就地調(diào)試

確認(rèn)電磁閥控制回路正常后，恢復(fù)各角正常供氣，通過操作電磁閥上的手動切換鈕，使電磁閥出氣。就地分別確認(rèn)至各單角設(shè)備的4根氣源管出氣壓力是否正常，對集中控制柜至各角氣源管路進(jìn)行檢漏，并在就地4根氣源管上分別做好油槍進(jìn)、油槍退、點(diǎn)火槍進(jìn)、點(diǎn)火槍退標(biāo)記。

5.2.2 遠(yuǎn)方調(diào)試

從DCS上遠(yuǎn)方操作油槍進(jìn)退信號和點(diǎn)火槍進(jìn)退信號，檢查氣源管路出氣是否與指令一致。如果有錯(cuò)誤，采用更換電磁閥線圈位置的方法更正。

5.3 系統(tǒng)設(shè)備單體試驗(yàn)

停止各角氣源。根據(jù)電信號和氣源控制回路測試結(jié)果，將標(biāo)有油槍進(jìn)、油槍退、點(diǎn)火槍進(jìn)、點(diǎn)火槍退標(biāo)記的氣源管與氣缸對應(yīng)的金屬軟管正確連接?；謴?fù)各氣源，從DCS上操作單角設(shè)備，檢查設(shè)備動作是否正常；從DCS上檢查設(shè)備位置反饋情況，并記錄設(shè)備進(jìn)退時(shí)間，如果與改造前動作時(shí)間差較大，應(yīng)查明原因并處理。

5.4 系統(tǒng)程控動作試驗(yàn)

投入單角程控功能，檢查各設(shè)備的整體動作情況，并與改造前的程序控制完成的時(shí)間進(jìn)行比較，尤其要檢查改造前后投入過程中的程序運(yùn)行時(shí)間是否基本一致。

6 改造的注意事項(xiàng)

6.1 安全方面

(1) 特別注意工作前應(yīng)徹底隔絕電源，并驗(yàn)明無電后再進(jìn)行工作，防止人員觸電。

(2) 由于改造本身屬于高處作業(yè)，所以應(yīng)特別注意防止人員墜落和拆除設(shè)備過程中的高空落物。

(3) 設(shè)備進(jìn)行單體調(diào)試時(shí)，說明設(shè)備已具備裝入爐膛的條件，因此必須完成相關(guān)機(jī)務(wù)專業(yè)的檢修工作，且確認(rèn)爐膛內(nèi)部無人工作，以防止調(diào)試過程中發(fā)生積油進(jìn)入爐膛燃燒和點(diǎn)火槍傷人危險(xiǎn)。調(diào)試時(shí)，要有工作人員就地檢查設(shè)備，確認(rèn)附近無其他檢修人員工作，同時(shí)保證調(diào)試期間的通信暢通。

6.2 技術(shù)方面

(1) 無論是進(jìn)行總氣源管路還是設(shè)備氣源管路敷設(shè)時(shí)，都應(yīng)該考慮鍋爐及平臺熱膨脹情況，防止熱膨脹造成管路變形。

(2) 為方便控制柜內(nèi)電磁閥損壞時(shí)更換，建議控制柜內(nèi)電磁閥接口的管路采用快插接頭和軟管。

(3) 電磁閥至氣動設(shè)備的氣缸管路使用略粗于原來管徑的儀表管，以增加通氣量。如：原來管徑為Φ8，改造中可以用管徑為Φ10的氣源管，但管徑不要過粗，避免造成不必要的浪費(fèi)。

(4) 氣源管路敷設(shè)建議采用不銹鋼管氬弧焊焊接，盡量避免使用普通焊條焊接或使用中間對接頭，且要防止管路堵塞或漏氣。

7 結(jié)束語

油燃燒器設(shè)備氣動執(zhí)行器集中控制改造后，改善了熱控設(shè)備運(yùn)行環(huán)境，使工作人員徹底擺脫了高處作業(yè)和作業(yè)危險(xiǎn)區(qū)的束縛，提高了油燃燒器設(shè)備的可靠性和檢修效率，對油燃燒器設(shè)備可靠投入具有重要意義。

1 廖樹榮，劉 海，宋 慶，等．W型火焰鍋爐油槍爐內(nèi)備用自動投運(yùn)控制策略的應(yīng)用[J]．熱力發(fā)電，2013，42(4)：80-83.

2 徐文獻(xiàn)．鍋爐增設(shè)微油點(diǎn)火系統(tǒng)的控制邏輯設(shè)計(jì)與改進(jìn)[J]．電力安全技術(shù)，2011，13(11)：43-46.

國網(wǎng)蒙東電力對設(shè)備線路開展“特巡體檢”確保迎峰度夏電網(wǎng)安全

2017-07-03，從內(nèi)蒙古自治區(qū)氣象臺獲悉，內(nèi)蒙古多地降水減少，有明顯的高溫天氣過程，內(nèi)蒙古東部多地出現(xiàn)37 ℃以上的高溫天，局地最高氣溫可達(dá)40 ℃以上。為保障電網(wǎng)設(shè)備安全，國網(wǎng)內(nèi)蒙古東部電力有限公司提前制定應(yīng)急預(yù)案，組織“特巡小組”對電網(wǎng)線路和設(shè)備進(jìn)行全面“體檢”，積極開展事故預(yù)想和反事故演習(xí)，要求迎峰度夏期間24 h應(yīng)急值班，確保迎峰度夏期間蒙東電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

國網(wǎng)蒙東電力對電網(wǎng)的運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)滾動分析，特別是密切監(jiān)視重點(diǎn)線路及重要線路的運(yùn)行情況和負(fù)荷情況，及時(shí)根據(jù)運(yùn)行情況科學(xué)、合理調(diào)整電網(wǎng)運(yùn)行方式。同時(shí)，該公司組織所屬各鄉(xiāng)鎮(zhèn)供電所對重要用戶、重要設(shè)備、重點(diǎn)線路在常規(guī)巡視基礎(chǔ)上安排特別巡視，重點(diǎn)對跨越鐵路、高速、公路和連接醫(yī)院、學(xué)校、政府等重要場所的線路進(jìn)行“特巡”，保障迎峰度夏期間的電力可靠供應(yīng)。

針對夏季用電高峰，國網(wǎng)蒙東電力進(jìn)一步強(qiáng)化安全生產(chǎn)管理，該公司強(qiáng)調(diào)要結(jié)合蒙東地區(qū)特有的電網(wǎng)特點(diǎn)和氣象變化特點(diǎn)，做好迎峰度夏工作，重點(diǎn)對所轄線路和設(shè)備進(jìn)行特巡檢查，圍繞輸配電線路組塔(桿)架線、輸配電線路交叉跨越、防洪防汛、建設(shè)項(xiàng)目安全管理等內(nèi)容開展專項(xiàng)隱患排查，并對排查出的隱患進(jìn)行分類，針對用電高峰將對設(shè)備和線路造成的影響，該公司組織線路人員進(jìn)行認(rèn)真分析，提出綜合治理方案，做到隱患及時(shí)處理、問題及早發(fā)現(xiàn)。

此外，該公司強(qiáng)化應(yīng)急管理，制定事故處理應(yīng)急預(yù)案，認(rèn)真開展事故預(yù)想和反事故演習(xí)，嚴(yán)格執(zhí)行應(yīng)急值班制度，密切關(guān)注電網(wǎng)運(yùn)行情況、作業(yè)現(xiàn)場安全情況、各類自然災(zāi)害和突發(fā)緊急事件，嚴(yán)格落實(shí)風(fēng)險(xiǎn)管控措施，積極應(yīng)對夏季高溫、雷電、洪澇等惡劣天氣可能帶來的電網(wǎng)故障。

(來源：國家電網(wǎng)公司網(wǎng)站 2017-07-04)

2017-02-21;

2017-04-05。

許俊永(1978—)，男，高級工程師，主要從事熱控設(shè)備技術(shù)管理與檢修工作，email：whoami5157@126.com。