火電廠滅火保護(hù)系統(tǒng)升級(jí)改造

摘要：本文以燃煤機(jī)組滅火保護(hù)系統(tǒng)技術(shù)改造為突破口，介紹火電廠滅火保護(hù)系統(tǒng)作用，以某電廠滅火保護(hù)無法全程投入現(xiàn)狀深入分析原因，最終設(shè)計(jì)出投入效果滿足技術(shù)規(guī)程要求的火檢改造方案，從而提高滅火保護(hù)系統(tǒng)動(dòng)作可靠性，保證燃煤機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行，對(duì)燃煤電廠滅火保護(hù)投入可靠性研究具有一定的參考意義。

關(guān)鍵詞：FSSS系統(tǒng)；鍋爐滅火保護(hù)；全程投入；改造方案；

1引言

鍋爐爐膛安全保護(hù)系統(tǒng)（Furnace Safeguard Supervisory System，F(xiàn)SSS）是保護(hù)鍋爐安全運(yùn)行的重要系統(tǒng)，它的正確動(dòng)作直接影響機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行，根據(jù)防爆規(guī)程規(guī)定的安全條件，經(jīng)過一系列邏輯運(yùn)算和判斷，當(dāng)滿足防爆規(guī)程規(guī)定的安全條件時(shí)驅(qū)動(dòng)MFT動(dòng)作，通過相應(yīng)的聯(lián)鎖條件閉鎖相應(yīng)的燃燒系統(tǒng)。迅速切斷進(jìn)入爐膛的所有燃料，啟動(dòng)爐膛吹掃，防止?fàn)t膛爆炸事故的發(fā)生。主燃料跳閘條件至少應(yīng)有項(xiàng)目：點(diǎn)火超時(shí)、引風(fēng)機(jī)全停、送風(fēng)機(jī)全停、汽包水位超高、汽包水位超低、爐膛壓力超高、爐膛壓力超低、燃料喪失、全爐膛滅火、風(fēng)量過少、失去重要電源、緊急停爐指令。

鍋爐爐膛安全保護(hù)系統(tǒng)中的滅火保護(hù)是針對(duì)鍋爐燃燒情況監(jiān)測(cè)的重要保護(hù)項(xiàng)目，當(dāng)滅火保護(hù)投入后，當(dāng)發(fā)生全爐膛滅火時(shí)，爐膛火焰監(jiān)測(cè)探頭發(fā)出信號(hào)，通過保護(hù)控制邏輯做出判斷決定是否啟動(dòng)鍋爐爐膛安全保護(hù)系統(tǒng)。所以滅火保護(hù)的全程投入是鍋爐從啟動(dòng)到運(yùn)行不可缺失的重要保護(hù)。但由于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備（爐膛火焰監(jiān)測(cè)探頭）實(shí)際安裝原因，在鍋爐啟動(dòng)初期，火焰監(jiān)測(cè)探頭發(fā)出錯(cuò)誤信號(hào)，導(dǎo)致鍋爐爐膛安全保護(hù)系統(tǒng)錯(cuò)誤啟動(dòng)，切斷進(jìn)入爐膛的所有燃料，導(dǎo)致鍋爐無法啟動(dòng)。針對(duì)這一現(xiàn)象，本文以某電廠滅火保護(hù)系統(tǒng)升級(jí)改造解決滅火保護(hù)無法全程投入為契機(jī)，對(duì)滅火保護(hù)可靠性展開研究。

2滅火保護(hù)全程投入障礙

某20萬千瓦機(jī)組電廠鍋爐采用雙切圓燃燒方式，爐膛火焰監(jiān)測(cè)探頭采用可見光型常規(guī)火焰檢測(cè)系統(tǒng)，鍋爐點(diǎn)火系統(tǒng)剛由多級(jí)點(diǎn)火方式改造為等離子點(diǎn)火方式。當(dāng)鍋爐正常運(yùn)行時(shí)，滅火保護(hù)動(dòng)作無誤，保護(hù)可投入。但在鍋爐點(diǎn)火初期，鍋爐采用等離子點(diǎn)火方式啟動(dòng)，等離子點(diǎn)火冷態(tài)啟動(dòng)初期由于爐內(nèi)沒有足夠支持能量，煤粉不能完全燃料，火焰被黑公煤粉包繞，火焰信號(hào)忽強(qiáng)忽弱，信號(hào)波動(dòng)大、不穩(wěn)定，由于點(diǎn)火支持能量所限，火焰短，火焰長度一般在距口外1.5米左右。以上原因?qū)е略谢鹧姹O(jiān)測(cè)探頭檢測(cè)信號(hào)失真，保護(hù)誤動(dòng)，鍋爐啟動(dòng)無法進(jìn)行。由此導(dǎo)致鍋爐點(diǎn)火初期滅火保護(hù)無法投入，只有當(dāng)鍋爐燃燒穩(wěn)定后方可投入滅火保護(hù)。

3滅火保護(hù)設(shè)備狀態(tài)及邏輯

鍋爐本體總計(jì)共有4層火檢探頭，由下到上分別為： A層油、B層油、C層煤、D層煤，每層4個(gè)火檢，共16個(gè)火檢探頭：A層油火檢共4個(gè)火檢探頭、B層油火檢共4個(gè)火檢探頭、C層煤火檢共4個(gè)火檢探頭、D層煤火檢共4個(gè)火檢探頭?；饳z探頭型號(hào)為北京國電華源控制技術(shù)有限公司MFDPro-IR，火焰探頭監(jiān)視器采用智能一體化火焰檢測(cè)的功能。A層有1-4號(hào)給粉機(jī)對(duì)應(yīng)4臺(tái)等離子發(fā)生器，同時(shí)1-4號(hào)燃燒器下方有4個(gè)大油槍點(diǎn)火裝置（備用）。爐膛火焰檢測(cè)探頭安裝位置在爐膛的四角，火焰探頭安裝位置對(duì)應(yīng)在燃燒器的噴口的側(cè)面位置。

4保護(hù)投入障礙分析

（1）滅火保護(hù)不能全程投入主要原因發(fā)生在等離子點(diǎn)火初、末期，此間A層油火檢4個(gè)火檢探頭監(jiān)視和B層油火檢4個(gè)火檢探頭監(jiān)視A、B層燃燒器燃燒的情況，由于A、B兩層油火檢監(jiān)視A、B層燃燒器位置偏差較大，無法一一對(duì)應(yīng)。

（2）在過去鍋爐啟動(dòng)普遍采用一二級(jí)點(diǎn)火或三級(jí)點(diǎn)火方式，都少不了油或者氣的引燃或助燃。而等離子點(diǎn)火方式?jīng)]有油或氣的參與，采用電極拉弧直接點(diǎn)燃煤粉，而且在點(diǎn)火初期，受鍋爐點(diǎn)火壓力曲線限制，點(diǎn)火初期只能投入一個(gè)等離子點(diǎn)火器，此時(shí)只有一個(gè)角能檢測(cè)到火焰。通過邏輯圖可以看出，原有滅火保護(hù)邏輯設(shè)計(jì)欠缺對(duì)純投入等離子工況和等離子投入與煤粉混燒工況的考慮，滅火保護(hù)邏輯關(guān)系會(huì)直接發(fā)出鍋爐MFT動(dòng)作指令。因此必須對(duì)滅火保護(hù)邏輯予以完善，才能做到滅火保護(hù)全程投入。

（3）鍋爐采用等離子點(diǎn)火初期，由于煤粉燃燒不充分，爐膛燃燒不良好，火檢探頭檢測(cè)口與煤粉燃燒器噴口位置不對(duì)應(yīng)，導(dǎo)致A、B層火焰監(jiān)視器檢測(cè)的火檢信號(hào)不穩(wěn)定，就會(huì)導(dǎo)致點(diǎn)火期間爐膛滅火保護(hù)動(dòng)作。

5改造方案

（1）目前A層油火檢4個(gè)火檢探頭監(jiān)視和B層油火檢4個(gè)火檢探頭監(jiān)視A、B層燃燒器燃燒的情況，由于A、B兩層油火檢監(jiān)視A、B層燃燒器位置偏差較大，無法一一對(duì)應(yīng)，為了滿足監(jiān)視A層等離子燃燒器的實(shí)際需要，需要在1-4號(hào)角燃燒器上方增加4個(gè)內(nèi)窺視式角火焰檢測(cè)器。安裝示意圖如下。

（2）安裝位置選在A層等離子燃燒器上方安裝4個(gè)火焰監(jiān)測(cè)探頭及其附件，要使檢測(cè)器的視線與燃燒器中心線相交成一個(gè)很小的角度（如5～10度）并且最大限度看到主燃燒區(qū)，可獲得最佳效果。

（3）新增火焰檢測(cè)器應(yīng)該盡可能自由觀察火焰。檢測(cè)器的視線前端應(yīng)無任何遮擋物，障礙物如通風(fēng)裝置的葉片、干擾葉片、或其他固體物必須被清除或開孔，

（4）新增火檢的安裝位置必須考慮到燃燒器的風(fēng)向，當(dāng)燃燒空氣以足夠的旋轉(zhuǎn)速度進(jìn)入爐膛時(shí)，會(huì)使點(diǎn)火火焰隨旋轉(zhuǎn)方向偏移。確定觀察管的大致位置后，在A層燃燒器上方的二次風(fēng)風(fēng)道上開孔，孔徑大小約為76mm，從孔中看過去，確保視線內(nèi)無任何遮擋物，在所有的燃燒工況下視線無障礙。在開孔處將火焰檢測(cè)裝置的固定法蘭進(jìn)行焊接固定，同時(shí)在新安裝火焰檢測(cè)探頭附近的火檢冷卻管道上開孔（8個(gè)），完成焊接冷卻風(fēng)支管和壓力取樣的焊接工作。

（5）將新安裝的火焰檢測(cè)器的信號(hào)接入到DCS系統(tǒng)中，同時(shí)對(duì)DCS控制邏輯進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)化，將新增火檢信號(hào)通過邏輯判斷參與鍋爐滅火保護(hù)邏輯中，在鍋爐啟動(dòng)初期使用等離子點(diǎn)火時(shí)，以新增火焰檢測(cè)器準(zhǔn)確檢測(cè)到角火焰燃燒情況為前提，完善后邏輯保證滅火保護(hù)全程投入的實(shí)際需要。

6 結(jié)論

滅火保護(hù)系統(tǒng)在大型火電機(jī)組控制過程中占有極其重要的地位，其安全穩(wěn)定性是最不能忽視的，必須合理的設(shè)計(jì)好每一個(gè)細(xì)節(jié)、全面考慮到各種特殊情況。現(xiàn)代的專用滅火保護(hù)系統(tǒng)和分散控制系統(tǒng)經(jīng)過不斷的改進(jìn)和發(fā)展，鍋爐滅火保護(hù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理能力已經(jīng)不受邏輯設(shè)計(jì)的限制因素，系統(tǒng)的控制邏輯可以設(shè)計(jì)成任何復(fù)雜程度?，F(xiàn)代鍋爐滅火保護(hù)系統(tǒng)的完善，是完全取決于控制邏輯的科學(xué)性、檢測(cè)設(shè)備安裝合理性和執(zhí)行設(shè)備的可靠性。關(guān)于滅火保護(hù)系統(tǒng)穩(wěn)定性的研究仍將隨控制系統(tǒng)升級(jí)、檢測(cè)設(shè)備研發(fā)不斷升級(jí)，本文僅是通過一個(gè)實(shí)例，指出控制邏輯和檢測(cè)設(shè)備位置設(shè)計(jì)對(duì)滅火保護(hù)全程投入的影響，并提供了一些改造方案，對(duì)燃煤電廠滅火保護(hù)可靠性研究具有一定的參考意義。

作者簡(jiǎn)介：孫健秀，（1985— ），女，工程師。主要研究方向火電廠熱工自動(dòng)化