吹灰程控雙機冗余冷備改造

詹同貴　郝永鋒

摘 要：文章對新疆華電吐魯番發電有限責任公司一期兩臺135MW機組吹灰程控雙機冗余冷備改造方案的必要性及實施方案進行了分析，包括吹灰程控對鍋爐運行的重要性、冗余改造具體方案及實施，并提出了改進意見。

關鍵詞：吹灰程控；冗余冷備；故障分析

1 引言

新疆華電吐魯番發電有限責任公司（以下簡稱吐電公司）一期工程裝機容量2×135MW。1、2號鍋爐采用上海鍋爐有限公司生產的型號為SG-420/13.7-M778，超高壓、一次中間再熱、雙鋼架全懸吊式、π形布置、管式空氣預熱器、固態排渣、四角切圓燃燒、自然循環、汽包煤粉爐。單臺機組共設計有四種吹灰器：IR-3D型蒸汽吹灰器36臺，分三層布置；AS150型20聲波吹灰器臺；G9B型固定旋轉式吹灰器8臺；IK-525型伸縮型長吹灰器8臺。主要用來吹掃鍋爐管道受熱面的積灰，吹灰器均可采用程控操作、按鈕操作和手動操作。1、2號爐吹灰控制系統采用美國GE公司的GE9030系列PLC控制系統，均是單機配置，一旦控制系統故障，會造成吹灰控制系統癱瘓，由于現階段我廠煤質較差，如果控制系統故障長時間無法吹灰，則會造成鍋爐大面積結焦，降低了鍋爐熱效率，甚至會影響機組的安全穩定運行。

2 改造必要性

2.1 根據《二十五項反措》中第三項“防止大容量鍋爐承壓部件暴漏事故中的第三條防止受熱面大面積腐蝕”為依據，同時考慮費用問題，提出將1、2號爐吹灰控制系統升級改造為雙機冗余冷備，由此以來將大大提高系統安全穩定運行，有效確保鍋爐安全運行。

2.2 吹灰器對防止和清除鍋爐水冷壁，過熱器，省煤器，空氣預熱器管外部結渣和積灰有明顯作用，對提高鍋爐熱效率有明顯效果。為保證受熱面的清潔，防止積灰結渣，提高鍋爐安全經濟運行水平，正常運行中每班應進行吹灰一次。為了保障吹灰系統能長期穩定運行，PLC的正常運行尤為重要，因此將現有吹灰程控升級改造為雙機冗余十分關鍵，考慮實際情況加裝PLC備用主機架，實現冷備即可，從而提高鍋爐熱效率。

2.3 吐電公司1、2號鍋爐設計燃用依拉湖煤，燃煤的熱值較高，低位熱值約為27.17MJ/kg。近年來由于燃煤供應比較緊張，鍋爐燃用的這種高熱值煤量已不能滿足機組正常運行的需要。為了擴大煤源，電廠現計劃摻燒部分熱值較低的煙煤，其中主要為金馬、露天和同泰等煤礦的煙煤。與設計煤相比，這些煙煤具有較高水分、較高灰分、較低熱值的特點，金馬和龍泉煤的硫含量較高。在與低熱值煙煤摻燒后，燃煤發熱量和灰分的變化對鍋爐、制粉、除灰等系統的出力造成了一定影響，如磨煤機出力不能達到鍋爐帶負荷要求、燃煤灰分高時輸灰系統出力不足、鍋爐帶滿負荷困難等，燃煤含硫量較高又容易引起爐內水冷壁結焦、產生爐內高、低溫腐蝕等問題，危害鍋爐的安全運行。因此，鍋爐爐膛容易結焦，若PLC控制系統故障，且長時間無法恢復正常運行時，會使鍋爐的熱效率降低、排煙溫度升高，甚至會影響機組的安全穩定運行。

3 改造具體方案

3.1 利用1、2爐檢修機會，將原來吹灰器控制柜1內的10槽主機架（IC693CHS392）改換成3號擴展機架，除CPU360模塊外，機架上的輸入、輸出模塊保持原位置不變，并在空的插槽上用填充模塊補上。在吹灰器控制柜2內增加兩套5槽主機架（IC693CHS397），分別插上電源模塊及CPU360模塊，并在空的插槽上用填充模塊補上，主機架與擴展機架用擴展電纜連接，實現電源、CPU模塊的冗余。圖1、2為1號爐改造前后實物對比圖。

3.2 因為新加裝兩套五槽主機架，需要重新接入兩路電源為兩套機架分別供電，電源電壓220V。

3.3 在進行吹灰器冷備冗余改造時，先對程序進行備份，在機架安裝完成后，對PLC的硬件配置及邏輯進行修改，然后下裝。

3.4 PLC程序下裝完成后，要對吹灰器進行調試，檢查修改后邏輯是否滿足要求，確保雙機程序一致。

3.5 吹灰器運行時，一套PLC正常工作，一套備用。切換時，觸摸屏和備用CPU聯接，擴展機架和備用CPU機架連接。

4 冗余改造后的優點

4.1采用PLC冗余控制后，提高系統的穩定性，在一套系統出現問題的時候，另外一套后備系統能及時的切換上去，保證吹灰系統能長期穩定投運。

4.2 避免鍋爐大面積結焦，減少打焦次數，大大降低了員工的勞動強度以及提高了鍋爐熱效率。

4.3 減少因結焦原因使火檢保護動作跳磨的風險，減少了機組的安全穩定運行的影響因素。

5 結束語

1號爐吹灰系統冷備冗余已改造完成至今已經連續運行八個多月，未出現吹灰控制系統故障導致吹灰器無法投運的現象，大大減少了爐膛結焦的概率，減少火檢探頭堵塞導致磨煤機跳閘的風險，減少了機組的安全穩定運行的影響因素。在2號機組停運期間對2號爐吹灰控制系統進行改造。

參考文獻

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