爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)在2OOMW機組中的應(yīng)用
摘要:爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)在2OOMW機組中的應(yīng)用資訊由優(yōu)秀的流量計、流量儀生產(chǎn)報價廠家為您提供。鍋爐燃燒的基本要求是建立和保持穩(wěn)定的燃燒火焰[1]。由于操作不當、燃料質(zhì)量差、送引風系統(tǒng)異常等因素、使爐膛內(nèi)燃燒不穩(wěn),很容易造成滅火,這時應(yīng)快速切除燃料以免發(fā)生鍋爐。更多的流量計廠家選型號價格報價歡迎您來電咨詢,下面是爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)在2OOMW機組中的應(yīng)用文章詳情。
鍋爐燃燒的基本要求是建立和保持穩(wěn)定的燃燒火焰[1]。由于操作不當、燃料質(zhì)量差、送引風系統(tǒng)異常等因素、使爐膛內(nèi)燃燒不穩(wěn),很容易造成滅火,這時應(yīng)快速切除燃料以免發(fā)生鍋爐爆炸的惡性事故。爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)(FSSS)就是執(zhí)行相關(guān)保護功能的機構(gòu),是火力發(fā)電機組zui重要的保護裝置之一。一、設(shè)備概況及改造原因
鎮(zhèn)海發(fā)電有限責任公司裝有2臺125MW燃油機組,4臺2OOMW燃煤機組。4臺2OOMW機組均配置東方鍋爐廠制造的超高壓一次中間再熱、DG670/14n-8型自然循環(huán)汽包式鍋爐。自1999年以來公司每年完成1臺機組的分散控制系統(tǒng)(DCS)改造,到2003年4臺2OOMW機組已全部改造完畢。改造后的DCS采用了北京和利時公司的分散控制系統(tǒng)—MACSM。
改造前,機組的FSSS采用阿城繼電器廠的MHB-2型火檢器,它在控制室中檢屏和邏輯屏,火檢屏對爐膛中的探頭上所取得的電信號進行處理,然后送入邏輯屏,由邏輯屏中的C200H可編程控制器及模入/模出板、數(shù)字量輸入/輸出板完成控制邏輯,zui后由多個中間繼電器來輸出各種控制指令。由于設(shè)備元件老化,插件接觸不良,頻率檢測板故障較多,造成滅火保護火檢系統(tǒng)可靠性不高,多次出現(xiàn)火焰信號誤發(fā)或不發(fā)現(xiàn)象,影響機組正常運行。因此,公司決定在機組進行DCS改造期間對FSSS進行改造,并將其納入DCS。
為確?;鹧鏅z測的可靠性,將火焰檢測處理器改為哈爾濱中能自動化設(shè)備的多CPU智能火焰檢測器,型號為ZHJZ-Vl。同時,為提高設(shè)備的自動化水平,減少運行人員的勞動強度,系統(tǒng)增加了點火程控功能。取消邏輯屏,邏輯控制器采用與DCS相同的控制設(shè)備(北京和利時公司MACS系統(tǒng)),以獨立的22號I/O站進入DCS,由DCS提供的組態(tài)軟件進行組態(tài)以實現(xiàn)FSSS的控制策略。
二、FSSS實現(xiàn)的功能及組態(tài)說明
2.1爐膛吹掃聯(lián)鎖
為防止爐膛內(nèi)聚集可燃性物體,鍋爐在點火啟動前或主燃料跳閘后,需進行自動吹掃。
吹掃必備的條件有:(1)至少1臺送風機運行;(2)至少1臺引風機運行;(3)給粉機全停;(4)甲、乙排粉機跳閘;(5)輕油截止閥關(guān)閉;(6)爐膛風量>30%滿負荷風量;(7)爐膛檢測無火焰信號(每層均3/4無火);(8)無鍋爐跳閘指令;(9)油角閥均關(guān);(10)冷卻風機風壓正常;(11)油系統(tǒng)泄漏試驗完成或泄漏試驗旁路;(12)二次風門全開。
滿足以上所有條件時,按下吹掃按鈕即可開始吹掃,5min吹掃完成后自動解除MFT閉鎖,允許點火啟動,否則將閉鎖一切燃料進入爐膛。吹掃過程中,上述任一吹掃條件不能滿足時,吹掃立即中斷,重新滿足后,再進行5min吹掃,直到完成一次成功的吹掃。
2.2全爐膛火焰監(jiān)視
由火焰檢測器采集爐膛各煤層和油層各個角的火焰信號,并轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號進入DCS22號I/O站。經(jīng)過DCS組態(tài)實現(xiàn)以下邏輯:每層4個角有2個角有火則認為此層有火,每層4個角有3個角無火則認為此層無火;煤層和油層各個角的火焰信號經(jīng)各層相應(yīng)的給粉機運行或角油槍運行信號證實,才能認為此層此角投運。
2.3主燃料跳閘(MFT)聯(lián)鎖
在滅火保護總開關(guān)投入的狀態(tài)下,當下列任一條件滿足(且該分聯(lián)鎖開關(guān)投)時,即發(fā)生MFT:
(1)3個爐膛負壓測點有2個測點測得的壓力高于1471Pa;
(2)3個爐膛負壓測點有2個測點測得的壓力低于-1471Pa,且爐壓低分聯(lián)鎖開關(guān)投入時;
(3)全爐膛失去火焰,并經(jīng)任意層2臺或2臺以上給粉機運行信號證實;
(4)甲、乙引風機均跳閘或全停(延時3s);
(5)甲、乙送風機均跳閘或全停(延時3s);
(6)所有給粉機全?;蚪o粉電源中斷(延時1.9s);
(7)采用手動MFT時;
(8)主汽門關(guān)閉;
(9)燃燒器所有一次風門關(guān)閉時;
(10)3個汽包水位信號中有2個高于+30Omm或低于-25Omm時延時1Os;
(11)空預(yù)器全停。
按操作員站CRT畫面中的滅火保護總投入開關(guān)后,彈出以上每個條件的保護分聯(lián)鎖軟開關(guān),根據(jù)機組運行情況選擇分聯(lián)鎖軟開關(guān)的投切,zui后投入總開關(guān)。
MFT動作的結(jié)果有:(1)輕油截止閥自動關(guān)閉;(2)甲、乙給粉機總電源跳閘;(3)甲、乙排粉機跳閘;(4)磨煤機進口熱風門自動關(guān)閉,冷風門自動開;(5)所有一次風分門自動關(guān)閉;(6)過熱器減溫水總電動門自動關(guān)閉;(7)機組通過協(xié)調(diào)系統(tǒng)自動減負荷至5MW;(8)再熱器減溫水總電動門自動關(guān)閉;(9)甲、乙一次風箱總門自動關(guān)閉;(10)所有二次風門自動開啟。
2.4MFT首出原因的組態(tài)邏輯及記憶
當發(fā)生MFT后,DCS會在畫面上顯示引起MFT的首出原因并保持,直至按復歸按鈕為止。以下這些首出原因都為DCS中間量點。
(1)全爐膛滅火在有任意一層2臺給粉機投運信號證實的情況下,當4層粉層及2層油層均3/4無火時,發(fā)出全爐膛滅火信號,MFT動作。
(2)失燃料。在任一粉層有2臺以上給粉機運行或油層任一角有火焰信號的情況下,同時發(fā)生給粉機全停且燃料截止閥全關(guān)(或油角閥全關(guān))時,F(xiàn)SSS發(fā)出失燃料信號,延時1.9s后MFT動作。
(3)爐膛壓力高或爐膛壓力低。當爐膛壓力高于1471Pa時,就地負壓開關(guān)動作,發(fā)出爐膛壓力高信號,就地有3個測點(分別為爐膛壓力高1、2、3);當爐膛壓力低于-1471Pa時,就地負壓開關(guān)動作分別為爐膛壓力低1、2、3。發(fā)出爐膛壓力低信號,負壓信號作為DI點進入DCS,經(jīng)過三取二邏輯,產(chǎn)生爐膛壓力高、低信號去動作MFT。
(4)甲、乙引風機全停。甲、乙引風機分閘的反饋信號作為DI點進入DCS,兩者相與產(chǎn)生引風機全停信號,延時3s去MFT。
(5)甲、乙送風機全停。組態(tài)同引風機。
(6)汽包水位保護。汽包水位保護的實現(xiàn),必須以投入汽包事故放水門聯(lián)鎖為前提。當汽包水位測量變送器測量值高于+30Omm時,發(fā)出汽包水位高Ⅲ值信號。當測量值低于-5Omm時,發(fā)出汽包水位低Ⅲ值信號。汽包水位測量變送器信號進行三取二運算,增加了測量信號好壞的判斷邏輯。設(shè)定3個測量信號值之間的允許偏差,當偏差超出此范圍時判定與其他2個信號偏差大的信號無效。3個信號間的偏差都超出范圍時,判定當前測量信號無效,輸出保持前一次正常的測量值,并發(fā)出聲光報警。
(7)主汽門關(guān)閉。由汽機本體保護ETS柜來的主汽門關(guān)閉信號進入DCS,直接引起MFT動作。
(8)所有一次風門關(guān)閉。當所有燃燒器一次風門關(guān)閉的反饋信號進入DCS,直接引起MFT動作。
(9)空預(yù)器全停。鍋爐大聯(lián)鎖投入時,當甲、乙側(cè)空預(yù)器主、輔電機開關(guān)均為分閘的情況下,發(fā)出空預(yù)器全停信號,并且MFT動作。
(10)手動MFT。機組運行中需人為停爐時,可同時按下控制臺上的2個"手動停爐"按鈕,即可發(fā)生MFT,實現(xiàn)安全停爐。
2.5點火程控功能
爐膛每個角配置1個就地控制柜,每個角上的2層油槍推進器、點火器的控制都可在就地柜上實現(xiàn),當就地控制柜上手動/自動開關(guān)在自動位置時,可通過DCS在集控室進行點火程控操作。在手動位置時,可就地進行手動點火操作。
油槍程控包括油系統(tǒng)母管控制和點火程控。油母管控制即是對油截止閥控制,油槍程控即是按照預(yù)定的程序?qū)τ蜆?、點火槍進行控制。
油槍啟動條件為:(1)無MFT;(2)燃油壓力正常;(3)火檢冷卻風壓正常;(4)截止閥已開。
油槍采用單角控制方式,當點火條件具備時,運行人員啟動油槍,點火系統(tǒng)自動投入。在啟動試驗周期中只要油火檢檢測到有火信號時,油槍繼續(xù)運行;但當油火檢未檢測到有火時,系統(tǒng)將立即自動關(guān)閉噴油閥,并將油槍退出運行。當停止油角運行時,如果有鄰層火焰支持或本角火焰支持則油槍經(jīng)過清掃程序,否則直接關(guān)閉閥門跳過清掃程序。當有油槍運行時,如果燃油壓力過低,系統(tǒng)將自動關(guān)閉燃油截止閥并將油槍自動退出。如果發(fā)生角油火檢未檢測到有火信號,燃油跳閘關(guān)閉或者MFT動作,則自動關(guān)閉燃油角閥并將油槍自動退出。
三、改造中采用的技術(shù)措施
(1)在MFT邏輯中,送風機或引風機在全停后增設(shè)3s延時,因此在切換送風機或引風機時可有效地防止誤跳閘。
(2)由于探頭電纜處于鍋爐燃燒器旁,環(huán)境溫度較高,易造成電纜絕緣燒損,為此使用高溫電纜。
(3)因為把FSSS納入了DCS,所以取消了原有的各種插件及中間繼電器,直接從DCS的I/O站輸出控制信號(數(shù)字量輸出DO點),減少了許多中間環(huán)節(jié),降低了故障率。
(4)DCS采用北京和利時公司的MACS,它的組態(tài)工具為全漢化軟件,可提供SFC(順序流程圖)、FBD(功能塊圖)、LD(梯形圖)、ST(結(jié)構(gòu)文本)等方式進行控制組態(tài),為用戶提供了一個靈活、方便、全面的工程平臺,可實現(xiàn)用戶的各種控制算法,使用戶修改邏輯非常方便,只需修改程序軟件即可實現(xiàn),無須更換硬件回路。
(5)實現(xiàn)點火程控后,不僅減輕了運行人員的勞動強度,而且降低了點火槍、油槍的損壞率。
四、應(yīng)用及改進情況
DCS改造完成后,各機組的FSSS均能順利投入閉環(huán)運行。2002午6月,5號機組汽輪機大軸發(fā)生了水沖擊事件:當時5號機組發(fā)生MFT后不久,運行人員迅速點火,增加汽輪機調(diào)門開度,欲使機組重新增加負荷,由于燃料量的增加速度未及時跟上,結(jié)果主蒸汽中溫度下降(低于460℃),含有水汽;另外,當時汽輪機內(nèi)缸溫度也較低,造成對大軸的水沖擊,導致大軸振動、軸向位移大停機,迫使機組提前進入中修。
由此事件,鎮(zhèn)海發(fā)電產(chǎn)生了在MFT聯(lián)鎖的基礎(chǔ)上增加低溫保護的設(shè)想,以防類似事件的再次發(fā)生。首先在5號機組停機時完成組態(tài)及部分接線工作,再經(jīng)過試驗、檢查,于2003年2月投入閉環(huán)運行。
低溫保護實現(xiàn)的功能為:在滅火保護開關(guān)投入的情況下,發(fā)生MFT后的3Omin內(nèi),如果甲、乙任意一側(cè)的主汽溫度或再熱汽溫度低于460℃時,則低汽溫保護動作,使事故停機電磁閥動作,關(guān)閉高、中壓自動主汽門,并發(fā)出聲光報警信號。通過5號機組的應(yīng)用,證實投入低汽溫保護是可行的,因而公司在另外各臺機組的停機期間相繼增加了低汽溫保護,并投入運行。由此可見,通過改造納入DCS,FSSS的控制功能的拓展修改非常方便,且FSSS的可靠性比以往有了較大提高,至今沒有發(fā)生拒動、誤動現(xiàn)象;點火程控的投運減輕了運行人員的勞動強度;通過DCS的邏輯算法組態(tài)來實現(xiàn)其控制功能,不但減少了各種插件、中間繼電器及控制電纜,而且減少了設(shè)備的故障率。
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