660 MW超臨界機(jī)組鍋爐火檢監(jiān)測(cè)系統(tǒng)電源可靠性優(yōu)化

盧文俊

（山西漳電同華發(fā)電有限公司，山西忻州034114）

0 引言

火檢監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是鍋爐燃燒監(jiān)視的重要手段之一，它的作用是對(duì)火焰進(jìn)行檢測(cè)和監(jiān)視，在鍋爐點(diǎn)火、低負(fù)荷運(yùn)行或有異常工況時(shí)，防止鍋爐滅火和爐內(nèi)爆炸事故，確保鍋爐安全運(yùn)行。對(duì)于大型煤粉鍋爐，爐膛燃燒火焰的穩(wěn)定，是保證鍋爐安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要條件。當(dāng)鍋爐燃燒不穩(wěn)或者操作不當(dāng)時(shí)，會(huì)引起部分或者全部煤粉燃燒器熄滅，不僅降低了鍋爐的熱效率，同時(shí)還產(chǎn)生了污染和噪聲。若繼續(xù)向燃燒器提供煤粉，會(huì)引起煤粉在爐膛內(nèi)堆積，進(jìn)而產(chǎn)生爆燃現(xiàn)象，這將嚴(yán)重威脅鍋爐爐膛設(shè)備的安全和使用壽命。為了防止爆燃現(xiàn)象的發(fā)生，必須對(duì)爐膛內(nèi)的火焰進(jìn)行切實(shí)有效的監(jiān)測(cè)。所以，鍋爐火檢監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是電廠鍋爐滅火保護(hù)的重要設(shè)備，此系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性直接關(guān)系機(jī)組的安全運(yùn)行。

1 火檢監(jiān)測(cè)系統(tǒng)電源優(yōu)化前

山西漳電同華發(fā)電有限公司#1、#2機(jī)組鍋爐火檢監(jiān)測(cè)系統(tǒng)電源柜雙電源分別取自鍋爐#2熱工控制電源柜內(nèi)UPS和保安電源（AC220 V），分別經(jīng)過一個(gè)交直流雙電源模塊轉(zhuǎn)換為DC24 V，兩路DC24 V通過一個(gè)整流二極管輸出至A～F層6臺(tái)磨煤機(jī)火焰監(jiān)測(cè)探頭。作為火檢探頭正常工作電源，在日常巡檢中測(cè)量整流二極管溫度處于70～80 ℃，整流二極管長時(shí)間運(yùn)行于高溫狀態(tài)，嚴(yán)重影響使用壽命。原火檢監(jiān)測(cè)系統(tǒng)電源回路設(shè)計(jì)存在重大隱患，比如隨著機(jī)組服役年限的增加，電子元件已進(jìn)入老化期，如兩路交直流電源模塊故障或整流二極管故障，勢(shì)必造成6臺(tái)磨煤機(jī)所有火焰監(jiān)測(cè)探頭電源失去，此時(shí)將觸發(fā)爐膛火焰喪失保護(hù)，引起鍋爐滅火，汽輪機(jī)跳閘。

電源優(yōu)化前柜內(nèi)實(shí)物如圖1所示，優(yōu)化前電源回路簡圖如圖2所示。

圖1 火檢監(jiān)測(cè)系統(tǒng)電源優(yōu)化前

圖2 火檢監(jiān)測(cè)系統(tǒng)電源優(yōu)化前簡圖

2 優(yōu)化及革新內(nèi)容

針對(duì)火檢監(jiān)測(cè)系統(tǒng)電源回路存在的隱患，決定對(duì)火檢監(jiān)測(cè)系統(tǒng)電源回路進(jìn)行優(yōu)化，采用全新的電源可靠性理念：電源分散布局，提高獨(dú)立電源模塊可靠性。

（1）電源分散布局。6臺(tái)磨煤機(jī)對(duì)應(yīng)的每層火焰監(jiān)測(cè)探頭電源，分別采用6套交直流雙電源模塊，每套交直流雙電源模塊輸入兩路電源分別經(jīng)過獨(dú)立帶過流保護(hù)2A空開。此種設(shè)計(jì)既保證了一套電源模塊故障只會(huì)造成一臺(tái)磨煤機(jī)火檢信號(hào)喪失，不會(huì)影響其他5臺(tái)磨煤機(jī)運(yùn)行，也保證了單個(gè)電源模塊故障時(shí)不會(huì)造成總電源故障。

（2）提高獨(dú)立電源模塊可靠性。通過對(duì)市場(chǎng)現(xiàn)有交直流雙電源切換裝置的調(diào)研，決定采用可靠性更高的交直流雙電源模塊裝置（珠海中瑞ZR-24V-20A-D型），該切換裝置可輸入兩路AC220 V電源，經(jīng)內(nèi)部切換后輸出一路DC24 V，切換裝置采用全數(shù)字化控制，抗干擾，切換時(shí)間＜50 ms，可靠性高，具有過、欠壓保護(hù)功能，高速靜態(tài)無觸點(diǎn)切換開關(guān)及快速掉電檢測(cè)能快速、安全、有效地實(shí)現(xiàn)雙電源的切換。此電源回路優(yōu)化，經(jīng)過試驗(yàn)及實(shí)踐證明，極大地滿足了現(xiàn)場(chǎng)使用要求，保證了機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

電源優(yōu)化后柜內(nèi)實(shí)物如圖3所示，優(yōu)化后電源回路簡圖如圖4所示。

圖3 火檢監(jiān)測(cè)系統(tǒng)電源優(yōu)化后

優(yōu)化后的電源模塊更安全可靠，在機(jī)組運(yùn)行期間可隨時(shí)查看裝置各項(xiàng)參數(shù)、報(bào)警記錄檢索、電源模塊溫度等，便于維護(hù)人員巡檢，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障信息，防止事故擴(kuò)大。電源模塊參數(shù)如圖5所示。

3 應(yīng)用效果

優(yōu)化后的電源回路每個(gè)電源模塊輸入兩路AC220 V由UPS和保安電源供給，切換試驗(yàn)將一路電源斷開后每個(gè)電源模塊DC24 V持續(xù)輸出無間斷，保證了火焰監(jiān)測(cè)器正常運(yùn)行。DCS接收開關(guān)量和模擬量輸出無變化，確保當(dāng)一路電源異常時(shí)，機(jī)組火檢系統(tǒng)保護(hù)無誤動(dòng)作。經(jīng)過觀察，機(jī)組啟動(dòng)后火檢系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，各電源模塊參數(shù)正常。通過此次電源回路優(yōu)化，將火檢控制電源系統(tǒng)存在的影響機(jī)組安全運(yùn)行的隱患降低到零，提高了火檢系統(tǒng)的穩(wěn)定性，避免了因火檢電源系統(tǒng)故障造成機(jī)組非停的風(fēng)險(xiǎn)。

圖4 火檢監(jiān)測(cè)系統(tǒng)電源優(yōu)化后簡圖

4 結(jié)語

原鍋爐火檢監(jiān)測(cè)系統(tǒng)電源存在設(shè)計(jì)缺陷，每次日常巡檢都發(fā)現(xiàn)溫度偏高，給員工帶來了很大的心理負(fù)擔(dān)，也給機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行帶來了安全隱患。在完成電源模塊優(yōu)化后，消除了設(shè)計(jì)缺陷隱患，模塊溫度維持在正常范圍，有效節(jié)約了檢修成本，并減少了工作人員的檢修維護(hù)量，提高了設(shè)備的可靠性和安全性，延長了設(shè)備壽命，杜絕了不必要的費(fèi)用發(fā)生。從機(jī)組實(shí)際運(yùn)行情況來看，鍋爐火檢監(jiān)測(cè)系統(tǒng)電源優(yōu)化后完善、可靠，對(duì)于提高同類機(jī)組設(shè)備的可靠性具有借鑒和推廣意義。

圖5 優(yōu)化后的電源模塊實(shí)物圖