銅山華潤電力1000MW機組微油火檢信號檢測及保護系統(tǒng)改造與完善

徐州華潤電力有限公司 馬其林

銅山華潤電力1000MW機組微油火檢信號檢測及保護系統(tǒng)改造與完善

徐州華潤電力有限公司 馬其林

介紹銅山華潤電力1000MW機組爐膛火檢信號檢測系統(tǒng)在運行過程中系統(tǒng)出現(xiàn)的故障及隱患，探討銅山華潤兩臺1000MW微油火檢信號裝置存在的問題，提出火檢改造的方案，通過實踐證明，這些措施有效的提高了爐膛火檢信號采集的可靠性，從而保證了電廠的安全穩(wěn)定運行。

FSSS；邏輯；火焰檢測器；燃燒火焰；微油點火

1 概述

石油是當(dāng)今社會發(fā)展的戰(zhàn)略性物資，2005年我國對原油的進口已經(jīng)突破1.4億噸，對進口原油的已達40%，原油的缺乏已嚴重制約著我國國民經(jīng)濟的發(fā)展。電站鍋爐是耗能大戶，據(jù)統(tǒng)計，每年作為電站鍋爐啟動點火用油約50多億人民幣。為此，國家發(fā)改委、國家科技局、國家環(huán)保總局聯(lián)合發(fā)布的2005年65號公告，明確將微油直接點燃煤粉技術(shù)列為國家鼓勵項目。

銅山華潤電力有限公司5、6號爐啟動點火及助燃用的油槍采用微油點火技術(shù)，是先霧化燃燒，然后在極短時間內(nèi)利用燃燒產(chǎn)生的熱量對油進行加熱氣化，使之燃燒充分，火力強大，在燃燒器內(nèi)直接點燃煤粉，因此用油量極少。在微油點火系統(tǒng)上使用的火檢為徐州燃燒控制研究院研制的可見光式的光敏卡件型的火檢。

2 設(shè)備現(xiàn)狀與改造的可行性

2.1 設(shè)備現(xiàn)狀

銅山華潤電力有限公司原1000MW機組微油點火火焰檢測器采用的是徐州燃燒控制研究院提供的XHT-54型可見光火焰檢測器，在磨煤粉管道上的上下兩層分別安裝一個微油燃燒器，四個角分別兩層共八支火檢，火檢安裝在現(xiàn)場的觀火孔的孔洞處，透過卡件上的感光元件，當(dāng)可見光達到一定強度時，信號被激發(fā)后，通過放大板發(fā)送出開關(guān)量信號的簡單火焰檢測系統(tǒng)。由于該火檢檢測器安裝在微油系統(tǒng)管道上，在投運時，探頭及檢測放大板元器件由于密封和可靠性等因素，經(jīng)常出現(xiàn)火焰信號開關(guān)量失去的現(xiàn)象，造成設(shè)備誤動，給機組安全穩(wěn)定運行帶來很大的負擔(dān)。另外由于該火檢的特點是無光纖無導(dǎo)管，僅是安裝在孔洞外對燃燒火焰光線進行強度的判斷而發(fā)出的開關(guān)量信號，造成可靠性無法做到質(zhì)的提高，很難對啟機時探頭光片上被煤粉和油的污染做到根除，在機組啟動時故障頻發(fā)，需多次取下探頭對鏡片進行清理。對啟機時運行人員監(jiān)視帶來很大的障礙。現(xiàn)將2012年下半年的微油點火系統(tǒng)在機組系統(tǒng)時的故障統(tǒng)計，如表1所示。

表1 5、6號爐微油點火系統(tǒng)在啟機時的故障表（2012.5.1~2012.11.2）

從表1中可以看出“火焰檢測到信號弱” 火檢探頭故障、火檢卡故障是造成微油點火系統(tǒng)火檢穩(wěn)定性差的的主要原因，這三個原因都是系統(tǒng)設(shè)計上很難做到徹底根除的原因。

2.2 可行性分析

經(jīng)過幾年來對銅山華潤兩臺1000MW機組微油點火系統(tǒng)火檢信號不穩(wěn)定情況調(diào)查研究，對火焰檢測系統(tǒng)改進提供了的依據(jù)，更換新探測系統(tǒng)，采取措施減少各種干擾，減少這種不安全情況的發(fā)生可以實現(xiàn)的。

3 原因分析和要因確定

3.1 火檢信號弱的原因

設(shè)備工作環(huán)境：環(huán)境溫度高、火檢通道臟，積灰堵塞。

火檢探頭本體：探頭性能不穩(wěn)定、元器件老化、航空插頭接觸不良。

火檢測量檢測卡：由于設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，密封和使用環(huán)境不良，長期使用設(shè)備性能差。

燃燒：運行工況變化、無火檢光纖不易檢測到實際點火的情況。從而容易對實際點火效果進行誤判。

3.2 火檢信號喪失的原因分析，如表2所示。

表2 火檢信號喪失原因分析表

4 解決與實施

針對確定的原因，逐條制定了相應(yīng)的對策。

4.1 探頭及火檢卡（放大板）不可靠

措施與對策：通過廣泛的參考和采集信息，我們對設(shè)備進行了重新選型，最終我們選擇了FORNEY公司生產(chǎn)的Uniflame系列火焰檢測系統(tǒng)。

Uniflame火焰檢測器內(nèi)含紅外線傳感器。內(nèi)部帶有火焰繼電器，可調(diào)ON/OFF （有火/無火）火焰門檻值，因此不需要遠程火焰放大器，為一體化的火焰檢測器。具體如圖1所示。

圖1 Unifame火焰檢測器內(nèi)含紅外線傳感器內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

由于原先使用的火檢探頭是可見光無光纖性，火檢探頭直接連接在法蘭盤上，現(xiàn)在火檢改為Uniflame光纖性的探頭，就涉及到導(dǎo)管的安裝。裝導(dǎo)管前先將光纖裝入。改裝的導(dǎo)管安裝在原火檢孔，這樣就不存在看不到火的情況。

探頭的安裝在導(dǎo)管安裝結(jié)束后進行。Uniflame火檢探頭由后連接器連接在導(dǎo)管上，所以只要用探頭前端的端蓋將探頭固定在后連接器即可。

電纜組件的安裝：

由于Uniflame的探頭配套12芯的專用電纜，原火檢的電纜組件需要拆掉。新火檢的電纜組件順著原有的排線槽接入就地控制柜。由于Uniflame探頭的工作電壓時24VDC，給探頭配備了24VDC的導(dǎo)軌式電源轉(zhuǎn)換器。

冷卻風(fēng)管的安裝：

在導(dǎo)管上設(shè)計有冷卻風(fēng)的接入，冷卻風(fēng)有兩個作用。一是接入冷卻風(fēng)可以有效地給光纖降溫，降低光纖的損壞率；二是接入冷卻風(fēng)可以有效地清除導(dǎo)管的積灰，不使灰塵擋住光纖的視角。冷卻風(fēng)管一端接在三通上，另一端連接在冷卻風(fēng)母管上。在連接冷卻風(fēng)母管的中間配備手動球閥，這樣就可以人為的調(diào)節(jié)供光纖冷卻的風(fēng)量的大小。

目標(biāo) ：提高火檢系統(tǒng)工作穩(wěn)定性。

4.2 航空插頭接觸不良

措施與對策：改變接線方式，取消航空插頭，探頭采用端子排接線方式。

目標(biāo) ：接線牢固，防止因接觸不良導(dǎo)致的信號誤發(fā)

4.3 火檢孔原因

措施與對策：啟機前清理火檢孔，調(diào)整合適的火檢風(fēng)壓。

目標(biāo): 提高火檢測量的準確性,避免火檢信號的錯誤測量。

4.4 加裝光纖

措施與對策：Uniflame探頭使用光纖對光信號進行傳遞。將油槍的穩(wěn)燃罩開一個直徑為2CM的小孔，把光纖的導(dǎo)管對準圓孔，固定在火焰穩(wěn)燃罩上，更加精準的檢測火焰的實際燃燒，在燃燒器內(nèi)的油配風(fēng)和火檢自帶的冷卻風(fēng)的雙重影響下，不易發(fā)生光纖頭被煤粉和油污污染的情況，減少了清理的維護量。

目標(biāo) ：更加準確的檢測火焰實際的燃燒效果，同時降低了維護的工作量。

5 火檢保護邏輯的修改

最后為了使微油點火火檢保護更加合理，筆者針對兩臺1000MW機組噴燃器的運行特點，對保護進行如下討論和修改。

5.1 火檢邏輯修改的依據(jù)

根據(jù)火焰檢測觸發(fā)有關(guān)設(shè)備自動跳閘的原則：由于著火的位置受很多因素的影響，因而火焰檢測器有可能在某一時刻檢不到火焰，而火焰實際是存在的，同時在運行中都是多臺燃燒器在運行，因此對每個燃燒器可不必僅憑某一時刻檢測不到火焰即認為該燃燒器已滅火而觸發(fā)有關(guān)設(shè)備自動條閘。但應(yīng)發(fā)出信號，由運行人員檢查、判斷是否需要停止該燃燒器運行。

5.2 邏輯修改前狀況

（1）微油火檢探頭測量火檢信號后，經(jīng)過卡件設(shè)定的3s延時后作為火檢的狀態(tài)信號。

（2）在對四角燃燒進行判斷時，當(dāng)投入雙強模式時候，有兩個火檢失去有火信號即MFT。

5.3 修改方案

邏輯修改主要包括兩部分：

（1）將火檢卡的3s延時改為1s。提高有火信號的響應(yīng)時間。

（2）在優(yōu)化有火的響應(yīng)時間的基礎(chǔ)上，為了防止同一角的上下兩層火檢因為共性的原因出現(xiàn)檢測不到火焰，防止誤發(fā)無火信號而出現(xiàn)MFT的情況，決定將邏輯修改為投入雙強模式時，三個火檢失去有火信號即觸發(fā)MFT。

結(jié)果：通過分析論證，我們找到了影響火檢監(jiān)測的原因，相應(yīng)提出了修改措施，同時利用機組檢修的機會，把我們的措施進行了實施，通過時間的驗證，這些措施都非常有效地起到了預(yù)想的作用。

[1] DL/T435-2004第3.2.10部分, 電站煤粉鍋爐爐膛防爆規(guī)程[S].

Improvement of the Micro Oil Flame Detector System Of the Plant 1000MW Unit of CR Power (Tongshan)

The paper introduces that the failures and problems of Flame detector system in the running period which are used in China resources power(tongshan) 2*1000MW Power Plant. It discusses the problems of Micro oil Flame detector system which is used in China resources power(tongshan) 2*1000MW Power Plant. The improvement plan of fame detector system is provided, which can improve the reliability of the Flame detector signal and ensure the safe and stable operation of the power plant.

FSSS; Logic; Flame detector; Combustion fame; Micro Ignite

馬其林（1982-），男，河北邢臺人。2004年畢業(yè)于華北電力大學(xué)，本科，現(xiàn)任徐州華潤電力有限公司熱控高級工程師。長期從事火力發(fā)電廠300MW、1000MW機組的技術(shù)管理工作，具有豐富的大型火電機組檢修經(jīng)驗。