火電廠對沖燃燒鍋爐煤火焰檢測裝置檢測效果優(yōu)化

于金楷

摘 ? 要：為了保證火電廠鍋爐安全穩(wěn)定運(yùn)行，必須對鍋爐的燃燒情況進(jìn)行實時監(jiān)測，以便對鍋爐的燃燒系統(tǒng)進(jìn)行控制，由于負(fù)荷變化、煤質(zhì)變化等復(fù)雜因素，煤火焰檢測裝置檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性也愈發(fā)重要。本文針對遼寧大唐國際沈東熱電有限責(zé)任公司2x350MW鍋爐煤火焰檢測裝置在運(yùn)行過程中出現(xiàn)的問題和解決方案進(jìn)行分析，旨在為同類型機(jī)組類似問題提供解決思路。

關(guān)鍵詞：火電廠 ?對沖燃燒鍋爐 ?煤火焰檢測裝置 ?優(yōu)化

中圖分類號：TK22 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2020）02（c）-0044-02

火電廠鍋爐最常用的燃料是煤，煤在燃燒的過程中，通過化學(xué)反應(yīng)釋放出能量，該能量包含熱量、紅外線和可見光等。煤火焰檢測裝置由光纖組件、光電傳感器、信號檢測器、單片機(jī)系統(tǒng)等設(shè)備組成，通過光纖組件檢測煤燃燒產(chǎn)生的紅外線傳送給光電傳感器，光電傳感器接收紅外線的頻率和強(qiáng)度，并將其轉(zhuǎn)換為電信號，經(jīng)過信號放大器放大后將信號分為火焰強(qiáng)度信號和火焰頻率信號，最后傳送至單片機(jī)系統(tǒng)，火焰強(qiáng)度信號與設(shè)置的強(qiáng)度閾值進(jìn)行比較，火焰頻率信號與設(shè)置的頻率范圍進(jìn)行比較，當(dāng)火焰強(qiáng)度高于強(qiáng)度閾值并且火焰頻率信號在設(shè)置的頻率范圍內(nèi)時，判斷為煤粉燃燒器“有火”，并將“有火”信號傳送至FSSS系統(tǒng)做進(jìn)一步邏輯判斷，當(dāng)出現(xiàn)“臨界火焰”或者“全爐膛滅火”的情況時及時觸發(fā)MFT，并切斷燃料，防止鍋爐爆燃，保證機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。因此，煤火焰檢測裝置檢測效果的準(zhǔn)確性是FSSS系統(tǒng)判斷爐膛是否滅火的重要條件，是機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要依據(jù)。

1 ?機(jī)組及設(shè)備簡介

遼寧大唐國際沈東熱電有限責(zé)任公司2×350MW超臨界機(jī)組，鍋爐采用超臨界參數(shù)變壓運(yùn)行直流鍋爐，鍋爐型號：DG1128/25.4-Ⅱ6型，配有六臺MPS-HP-II型中速磨煤機(jī)，煤粉燃燒器采用前后墻對沖燃燒方式的旋流煤粉燃燒器，共24支，每層8支，分前墻三層和后墻三層對稱布置。煤火焰檢測裝置采用美國進(jìn)口Forney一體化火焰檢測器，型號為401113-01，煤火焰檢測裝置通過安裝管，利用光纖組件延伸至燃燒器噴口進(jìn)行火焰檢測。

2 ?煤火焰檢測裝置存在的問題及原因分析

2.1 存在的問題

在鍋爐進(jìn)行劣質(zhì)煤配煤摻燒時，煤火焰檢測裝置檢測信號出現(xiàn)信號不穩(wěn)定、頻繁波動現(xiàn)象，造成微油系統(tǒng)聯(lián)鎖投入穩(wěn)燃、磨煤機(jī)跳閘、RB動作等異常情況發(fā)生，尤其在低負(fù)荷運(yùn)行階段，磨煤機(jī)運(yùn)行數(shù)量少，若煤火焰檢測信號不穩(wěn)定，存在MFT誤動作進(jìn)而導(dǎo)致機(jī)組非停的安全隱患，嚴(yán)重影響機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。并且限制了劣質(zhì)煤的配煤摻燒比例，提高了運(yùn)營的成本，影響機(jī)組經(jīng)濟(jì)效益。

2.2 原因分析

（1）煤火焰檢測裝置爐膛安裝管管口結(jié)焦：由于煤火焰檢測裝置安裝于燃燒器下部，管口結(jié)焦導(dǎo)致煤火焰檢測裝置檢測火焰受阻，造成煤火焰檢測裝置信號不穩(wěn)定甚至檢測不到火焰信號。

（2）因配煤摻燒，風(fēng)煤比發(fā)生變化，導(dǎo)致燃燒不穩(wěn)定、不充分，產(chǎn)生大量的黑煙，燃燒器穩(wěn)燃區(qū)位置改變，煤火焰檢測裝置對火焰的檢測受到影響，造成煤火焰檢測裝置檢測信號不穩(wěn)定。

3 ?煤火焰檢測裝置存在問題的解決方案及效果

3.1 解決方案

（1）將煤火焰檢測裝置安裝位置由燃燒器下部改為燃燒器上部，“消除”可以承載結(jié)焦的載體，焦在達(dá)到一定重量后自動脫落。并且由于爐膛的負(fù)壓效果，燃燒器火焰會有向上偏移的趨勢，可以增大煤火焰檢測裝置觀火探頭的覆蓋面積，最大限度檢測到燃燒器穩(wěn)燃區(qū)，獲得最佳檢測效果。

（2）將煤火焰檢測裝置的光纖組件加粗，由原直徑為2.5mm的光纖組件改為直徑為5mm的光纖組件，增大采光面積，用以降低因配煤摻燒導(dǎo)致燃燒不穩(wěn)定、不充分而產(chǎn)生黑煙，燃燒器穩(wěn)燃區(qū)位置改變等因素的影響。

（3）根據(jù)配煤摻燒的劣質(zhì)煤煤質(zhì)，調(diào)整煤火焰檢測裝置觀火探頭傾斜角度，使之最大限度看到穩(wěn)燃區(qū)，進(jìn)而獲得最佳檢測效果。

3.2 效果

該方案實施后（見圖1），在機(jī)組不同負(fù)荷和不同配煤摻燒比例下進(jìn)行了燃燒效果檢測試驗，試驗結(jié)果達(dá)到預(yù)期要求，此次改造有效的解決了由于煤火焰檢測裝置爐膛安裝管管口結(jié)焦和燃燒不穩(wěn)定、燃燒器穩(wěn)燃區(qū)改變等諸多因素造成的煤火焰檢測裝置檢測信號不穩(wěn)定的問題，降低了由于煤火焰檢測裝置檢測信號不穩(wěn)定造成的微油系統(tǒng)聯(lián)鎖投入穩(wěn)燃、磨煤機(jī)跳閘、RB動作等異常情況，提高了機(jī)組MFT主保護(hù)和輔機(jī)保護(hù)的可靠性和機(jī)組安全運(yùn)行級別。增加了配煤摻燒比例，降低了標(biāo)煤單價，提升了機(jī)組的經(jīng)濟(jì)效益。

4 ?結(jié)語

對于當(dāng)代大型鍋爐，鍋爐爐膛安全保護(hù)至關(guān)重要，而煤火焰檢測裝置檢測效果的準(zhǔn)確性是FSSS系統(tǒng)判斷爐膛是否滅火的重要依據(jù)，是判斷機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要條件。國家各電力公司要求發(fā)電廠嚴(yán)格執(zhí)行爐膛防爆燃的相關(guān)規(guī)程，嚴(yán)禁私自退出防止鍋爐爆燃的保護(hù)邏輯。但通過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，煤火焰檢測裝置檢測信號不穩(wěn)定的問題仍然是電力行業(yè)的一個普遍性問題。此優(yōu)化方案成功解決了遼寧大唐國際沈東熱電有限責(zé)任公司由于配煤摻燒導(dǎo)致煤火焰檢測裝置檢測信號不穩(wěn)定的問題，提高了機(jī)組安全性和經(jīng)濟(jì)性的同時，為部分同類型機(jī)組類似問題提供了新的解決思路。

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