爐膛負(fù)壓保護(hù)回路的改造

楊永斌

（陽城國(guó)際發(fā)電有限責(zé)任公司，山西 晉城 048102）

1 概述

某電廠安裝6臺(tái)350 MW的燃煤發(fā)電機(jī)組，鍋爐由美國(guó)福斯特·惠勒能源公司制造，為亞臨界、一次中間再熱、雙拱型單爐膛W型火焰、自然循環(huán)汽包型燃煤鍋爐，具有平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣和露天布置的特點(diǎn)。該廠鍋爐設(shè)計(jì)煤種為山西晉東南地區(qū)的無煙煤，由于受山西煤炭整合大環(huán)境的影響，無煙煤的供應(yīng)一度吃緊，無法滿足正常發(fā)電需求，因此該廠進(jìn)行了煙煤摻燒。煙煤摻燒后，由于煤種成分發(fā)生了改變，鍋爐結(jié)焦積灰比較嚴(yán)重，因而采取了多種防結(jié)焦措施，如加強(qiáng)鍋爐燃燒調(diào)整和對(duì)受熱面吹灰等。2011年，該廠因掉焦塌灰等原因造成機(jī)組非計(jì)劃停運(yùn)達(dá)6次(非停總數(shù)14次)。

為保證機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行，該廠對(duì)2011年度的6次非停事故進(jìn)行了認(rèn)真分析，發(fā)現(xiàn)事故前鍋爐運(yùn)行工況穩(wěn)定，無任何異常現(xiàn)象出現(xiàn)，6次滅火均為爐膛負(fù)壓保護(hù)動(dòng)作導(dǎo)致鍋爐總?cè)剂咸l(MFT)，其中2次為爐膛負(fù)壓低Ⅱ值保護(hù)動(dòng)作，4次為爐膛負(fù)壓高Ⅱ值保護(hù)動(dòng)作。從事故追憶曲線上可以看出：每次掉焦滅火時(shí)，爐膛負(fù)壓都是先降低后升高。掉焦后，撈渣機(jī)周圍有大量水濺出，并因爐膛內(nèi)部掉大焦，發(fā)生數(shù)次撈渣機(jī)壓死情況。

對(duì)上述現(xiàn)象的分析可知，6次非停事故都是因爐膛負(fù)壓測(cè)點(diǎn)附近掉大焦，導(dǎo)致爐膛負(fù)壓大幅波動(dòng)引起保護(hù)動(dòng)作，而爐膛內(nèi)部燃燒并沒有明顯惡化。這些非停事故說明：原先設(shè)計(jì)的爐膛負(fù)壓保護(hù)回路已無法滿足摻配煙煤燃燒的要求。為此，該廠計(jì)劃對(duì)原鍋爐主保護(hù)的爐膛負(fù)壓保護(hù)回路進(jìn)行改造，以達(dá)到適應(yīng)煙煤摻燒、滿足鍋爐安全的要求。

2 改造前的爐膛負(fù)壓保護(hù)原理

改造前，每臺(tái)鍋爐有12個(gè)就地爐膛壓力開關(guān)保護(hù)信號(hào)(CP001～CP012)，其中爐膛左側(cè)布置8個(gè)(CP001～CP008)，爐膛右側(cè)布置4個(gè)(CP009～CP012)。

(1) CP001/005/009這3個(gè)壓力開關(guān)量信號(hào)經(jīng)“三取二”處理后，輸出爐膛壓力低Ⅲ值信號(hào)CP911，再送入FSSS系統(tǒng)(爐膛安全監(jiān)測(cè)保護(hù))，無延時(shí)觸發(fā)MFT(主燃料跳閘)；CP002/006/010這3個(gè)壓力開關(guān)量信號(hào)經(jīng)“三取二”處理后，輸出爐膛壓力高Ⅲ值信號(hào)CP912，再送入FSSS系統(tǒng)，無延時(shí)觸發(fā)MFT；CP003/007/011這3個(gè)壓力開關(guān)量信號(hào)經(jīng)“三取二”處理后，輸出爐膛壓力低Ⅱ值信號(hào)CP913，再送入FSSS系統(tǒng)，經(jīng)2 s延時(shí)觸發(fā)MFT；CP004/008/012這3個(gè)壓力開關(guān)量信號(hào)經(jīng)“三取二”處理后輸出爐膛壓力高Ⅱ值信號(hào)CP914，再送入FSSS系統(tǒng)，經(jīng)2 s延時(shí)觸發(fā)MFT。

(2) 爐膛壓力高、低Ⅲ值為±3 700 Pa，爐膛壓力高、低Ⅱ值為±2 000 Pa。

(3) 爐膛壓力保護(hù)采用反邏輯控制。正常情況下，所有的壓力開關(guān)量信號(hào)觸點(diǎn)均閉合，當(dāng)每個(gè)保護(hù)信號(hào)相對(duì)應(yīng)的3個(gè)壓力開關(guān)量信號(hào)觸點(diǎn)有2個(gè)斷開時(shí)，會(huì)形成爐膛壓力的相應(yīng)保護(hù)信號(hào)，再送入FSSS系統(tǒng)，進(jìn)而觸發(fā)MFT。

(4) 爐膛壓力高Ⅲ值保護(hù)觸發(fā)MFT時(shí)，會(huì)觸發(fā)鍋爐2臺(tái)送風(fēng)機(jī)馬達(dá)保護(hù)停運(yùn)，以防止?fàn)t膛壓力超過允許承受的正壓(＋6 239 Pa)，且停運(yùn)送風(fēng)機(jī)直至爐膛壓力高Ⅲ信號(hào)消失1 s。

爐膛壓力低Ⅲ值保護(hù)觸發(fā)MFT時(shí)，會(huì)觸發(fā)鍋爐2臺(tái)引風(fēng)機(jī)馬達(dá)保護(hù)停運(yùn)，以防止?fàn)t膛壓力超過允許承受的負(fù)壓(－6 239 Pa)，且停運(yùn)引風(fēng)機(jī)直至爐膛壓力低Ⅲ信號(hào)消失1 s。

3 爐膛負(fù)壓保護(hù)的改造內(nèi)容

(1) 提高爐膛壓力開關(guān)保護(hù)信號(hào)的數(shù)量，調(diào)整其布置位置。

① 將原來的12個(gè)壓力開關(guān)保護(hù)信號(hào)增至16個(gè) (CP001～CP016)。

② 爐膛的壓力開關(guān)保護(hù)信號(hào)呈平均分布，即每側(cè)8個(gè)。具體為：CP001～CP004和CP009～CP012位于爐膛左側(cè)，CP005～CP008和CP013～CP016位于爐膛右側(cè)。

(2) 改爐膛壓力保護(hù)值的處理方式，對(duì)高低Ⅱ值發(fā)出后的延時(shí)進(jìn)行小幅度調(diào)整。

① 爐膛左側(cè)CP001/CP009這2個(gè)壓力開關(guān)量信號(hào)，與爐膛右側(cè)CP005/CP013這2個(gè)開關(guān)量信號(hào)，經(jīng)“四取二”處理后輸出爐膛壓力低Ⅲ值信號(hào)CP911，再送入FSSS系統(tǒng)，無延時(shí)觸發(fā)MFT。

② 爐膛左側(cè)CP002/CP010這2個(gè)壓力開關(guān)量信號(hào)，與爐膛右側(cè)CP006/CP014這2個(gè)開關(guān)量信號(hào)經(jīng)“四取二”處理后輸出爐膛壓力高Ⅲ值信號(hào)CP912，再送入FSSS系統(tǒng)，無延時(shí)觸發(fā)MFT。

③ 將爐膛左側(cè)CP003/CP011這2個(gè)壓力開關(guān)量信號(hào)經(jīng)“二取一”所得的開關(guān)信號(hào)，與爐膛右側(cè)CP007/CP015這2個(gè)開關(guān)量信號(hào)經(jīng)“二取一”所得的開關(guān)信號(hào)，將這2個(gè)開關(guān)信號(hào)進(jìn)行“二取二”處理后，輸出爐膛壓力低Ⅱ值信號(hào)CP913，再送入FSSS系統(tǒng)，經(jīng)3 s延時(shí)觸發(fā)MFT。

④ 將爐膛左側(cè)CP004/CP012這2個(gè)壓力開關(guān)量信號(hào)經(jīng)“二取一”所得的開關(guān)信號(hào)，與爐膛右側(cè)CP008/CP016這2個(gè)開關(guān)量信號(hào)經(jīng)“二取一”所得的開關(guān)信號(hào)，將這2個(gè)開關(guān)信號(hào)進(jìn)行“二取二”處理后，輸出爐膛壓力高Ⅱ值信號(hào)CP914，再送入FSSS系統(tǒng)，經(jīng)3 s延時(shí)觸發(fā)MFT。

(3) 其他方面的保護(hù)設(shè)置，仍舊延續(xù)以前的設(shè)計(jì)原理，不予改造。

4 改造后的效果

2012年上半年的實(shí)際運(yùn)行情況表明這次改造非常成功。爐膛負(fù)壓保護(hù)改造后，在摻配煙煤燃燒的新工況下，再未發(fā)生因爐內(nèi)單側(cè)或局部掉焦塌灰而導(dǎo)致的非停事故。這不僅保證了在摻配煙煤的新形勢(shì)下機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行，也節(jié)約了因爐膛負(fù)壓保護(hù)動(dòng)作導(dǎo)致的非計(jì)劃停運(yùn)啟機(jī)費(fèi)用，還在爐內(nèi)出現(xiàn)燃燒惡化時(shí)為爐膛負(fù)壓提供了可靠的保護(hù)動(dòng)作，避免非停事故的再次發(fā)生。