淺談鍋爐火檢系統(tǒng)升級改造在電廠應(yīng)用

賈延濤

（大唐洛陽首陽山發(fā)電有限責(zé)任公司,河南 洛陽471900）

淺談鍋爐火檢系統(tǒng)升級改造在電廠應(yīng)用

賈延濤

（大唐洛陽首陽山發(fā)電有限責(zé)任公司,河南 洛陽471900）

本文針對大唐洛陽首陽山發(fā)電有限責(zé)任公司ABB-SAFE FLAMETM DFS火焰檢測器（已停產(chǎn)）的升級改造，采取最接近原設(shè)計(jì)及檢修、操作習(xí)慣的改造方案，并利用拆除的舊設(shè)備作為老機(jī)組的備件，節(jié)約運(yùn)行成本，并獲得較好效果。

電站鍋爐;火焰檢測器;ABB;升級改造

1　基本情況

1.1 基本情況

首陽山公司#3、#4鍋爐型號：DGl025／18.2—Ⅱ6，由東方鍋爐廠生產(chǎn)，型式：亞臨界一次中間再熱、自然循環(huán)、單爐膛、平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣、露天布置、全鋼架、全懸吊結(jié)構(gòu)的燃煤鍋爐。分別于1995年08月和12月投運(yùn)，燃燒方式：四角切向布置20個(gè)煤粉燃燒器、8個(gè)油燃燒器（AB、BC層），最低穩(wěn)燃負(fù)荷：40%B-MCR；點(diǎn)火方式：輕柴油；爐膛火焰檢測器裝置為ABB公司生產(chǎn)的SAFEFLAMETM DFST-Fired5.83產(chǎn)品；當(dāng)時(shí)每臺鍋爐火檢系統(tǒng)共配置20組火檢傳感器及其配套裝置，自下而上分別為AA、A層4個(gè)（煤油共用）、B層4個(gè),BC、C層4個(gè)（煤油共用），D層4個(gè),E層4個(gè)。

1.2 火焰檢測系統(tǒng)存在的問題

經(jīng)過多年的運(yùn)行、維護(hù)，#3、4機(jī)組火檢系統(tǒng)逐漸暴露出以下問題：

火檢探頭安裝位置不合理，不能正確反映實(shí)際燃燒工況，漏看、偷看現(xiàn)象嚴(yán)重，檢測可信度低；夏季火檢探頭工作環(huán)境溫度達(dá)50℃左右，超過目前使用火檢探頭承受的環(huán)境溫度，常出現(xiàn)探頭損壞或靈敏度降低現(xiàn)象，大大降低了火檢系統(tǒng)的可靠性；另外該型號探頭、火焰檢測器廠家已停產(chǎn)，備品、備件難以購買；火檢探頭鏡片與光纖之間容易積灰，影響檢測效果，給日常維護(hù)增加不少工作量；電源雖然雙路冗余，但電源監(jiān)視不夠科學(xué)，放大器其中一路電源失電不會發(fā)出報(bào)警信號，若另一路也失電將失去相應(yīng)的火焰信號造成保護(hù)誤動作；火檢系統(tǒng)經(jīng)常有火檢故障報(bào)警發(fā)生。檢修人員到位檢查時(shí)故障信號已經(jīng)消失，無故障記錄，不利于有針對性的開展檢修維護(hù)工作；探頭采用可見光波段，對燃燒火焰不能全面進(jìn)行全方位動態(tài)檢測。

2　前期工作

我公司專業(yè)技術(shù)人員與國內(nèi)外火焰檢測器廠家技術(shù)人員進(jìn)行多次技術(shù)交流，就鍋爐目前情況及存在的問題考察調(diào)研周邊火電機(jī)組，初步確定選用分體式“外窺型”火焰檢測器，煤火檢安裝位置不變，油火檢重新開孔安裝。改造后火焰檢測裝置實(shí)現(xiàn)“一對一”即每個(gè)火焰檢測器對應(yīng)一個(gè)燃燒器，提高鍋爐設(shè)備的可靠性。改造后拆除的舊設(shè)備，作為另外兩臺機(jī)組備件。

3　方案確定

（1）經(jīng)招標(biāo)，最終選用ABB最新型火焰檢測系統(tǒng)，對各燃燒器火嘴進(jìn)行“一對一”的火焰檢測。改造后配置油火焰檢測器8個(gè)；煤火焰檢測器20個(gè)，共配置28套ABB最新型SF810火焰檢測器及光纖組件；電子間內(nèi)配置控制柜一臺，柜內(nèi)布置2套AC220V/DC24V電源模塊及14臺FAU810雙放大器智能單元。

1）SF810火焰檢測器安裝在鍋爐本體對噴嘴“一對一”檢測。

2）FAU810雙放大器智能單元分別檢測油燃燒器火焰和煤燃燒器火焰信號，并計(jì)算輸出4～20mA信號及“有火/無火”信號和故障信號，每套FAU810雙放大器智能單元可同時(shí)接受兩路DC24V電源，形成模塊級別的雙路電源熱備。

3）安裝有火焰分析軟件的上位機(jī)電腦可隨時(shí)查看每套火焰檢測器的運(yùn)行曲線，也可在上位機(jī)隨時(shí)調(diào)節(jié)單獨(dú)火焰檢測器的參數(shù)。

（2）火焰檢測系統(tǒng)主要功能介紹：1）所有火焰檢測器應(yīng)能夠清晰辨別出煤和油燃燒的火焰，每個(gè)燃燒器的“油”或“煤”火焰檢測器應(yīng)有4～20mA信號輸出，以表示火焰的強(qiáng)度，同時(shí)還輸出各自的“有/無”信號、自檢和“故障”的干接點(diǎn)信號。。當(dāng)檢測系統(tǒng)故障時(shí)，能發(fā)出火檢系統(tǒng)故障信號，防止保護(hù)系統(tǒng)誤動或拒動。2）火焰檢測器能正確監(jiān)視各種火焰狀態(tài)（如火焰頻率和強(qiáng)度），不發(fā)出錯(cuò)誤信息。火焰檢測回路的靈敏度能對低光度有足夠的響應(yīng)，并有過濾、抑制干擾光的能力。對各種干擾分別進(jìn)行可靠的邏輯處理，以正確識別。3）火焰檢測器的安裝位置能使其相鄰的、對面爐膛反射的或相鄰火焰的背景干擾處于最小。火焰檢測器的視角可調(diào)整，以便在全負(fù)荷范圍內(nèi)均能觀察到火焰。火焰檢測器必須有指導(dǎo)視線調(diào)整的指導(dǎo)器（電子指示器或LED指示器），使其能夠非常容易地指導(dǎo)火焰檢測器探頭的視線調(diào)整。

（3）火焰檢測器具有全電子自檢系統(tǒng),應(yīng)提供直觀的火焰信號，確保不會提供一個(gè)虛假的“有火焰或邏輯有火焰”信號。火焰檢測器采用智能型，具有以下基本功能：

1）有火/無火閾值調(diào)節(jié)；

2）增益控制；

3）屏幕顯示火焰檢測器所有參數(shù)、報(bào)警及狀態(tài)；

4）可遠(yuǎn)程設(shè)置、調(diào)試/運(yùn)行及顯示；

5）自動判別功能，每次進(jìn)行有火/無火判別后，應(yīng)能推薦出下列參數(shù)：增益、增益頻率、火焰閃爍頻率、有火/無火區(qū)分比率、帶寬、閾值等。

6）提供一套在Windows平臺上開發(fā)的火焰檢測軟件，可以通過通訊網(wǎng)絡(luò)，連接整臺鍋爐上的火焰檢測器智能單元，實(shí)現(xiàn)對所有火焰檢測器的統(tǒng)一管理。并具有與DCS遠(yuǎn)程通訊功能。

4　方案實(shí)施

熱控專業(yè)與改造廠家反復(fù)多次交流，最終確定改造方案及具體改造實(shí)施辦法，在借公司低氮改造停機(jī)時(shí)間對#3、#4鍋爐進(jìn)行改造，煤火檢電纜利用原有的火檢電纜，新增加的油火檢重新敷設(shè)3X2X1mm（1芯備用）屏蔽電纜。考慮到前期爐前電纜有燒損情況，本次改造爐前布置轉(zhuǎn)接接線盒，每臺接線盒布置3套火檢轉(zhuǎn)接能力，改造后如發(fā)生燒損問題更換轉(zhuǎn)接盒到火檢探頭之間5米電纜即可，為后續(xù)檢修降低成本。

（1）火檢探頭定位及組件安裝由火檢廠家現(xiàn)場指導(dǎo)，熱控專業(yè)派人協(xié)助，對每一個(gè)火檢探頭的檢測角度及視角確定，為后續(xù)檢修奠定基礎(chǔ)，同時(shí)也提高公司專業(yè)技術(shù)人員的水平。

（2）現(xiàn)場接線及受電調(diào)試由廠家完成，設(shè)備受電成功后在上位機(jī)火檢管理軟件操作頁面完成每套火焰檢測裝置的參數(shù)設(shè)置，大大節(jié)約調(diào)試時(shí)間。管理軟件輔助功能包含參數(shù)設(shè)置、強(qiáng)制輸出、歷史曲線記錄、參數(shù)儲存、復(fù)制等功能，改造后每套火焰檢測裝置均可在線調(diào)取歷史曲線，歷史曲線包含火焰頻率及強(qiáng)度，基本做到了燃燒情況“心中”有數(shù)，為后續(xù)檢修及運(yùn)行提供有力依據(jù)。

（3）火檢系統(tǒng)改造后，由于需要高風(fēng)壓火檢冷卻風(fēng)系統(tǒng)，原有的火檢風(fēng)壓力不足，不能夠滿足現(xiàn)有火檢系統(tǒng)使用要求。公司決定增加管道和電動門取冷一次風(fēng)作為機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)的火檢冷卻風(fēng)使用。在冷一次風(fēng)管和火檢風(fēng)系統(tǒng)出口處各增加一個(gè)電動門，如下圖所示。

進(jìn)汽流量96.23T/h。

15：35：46，四抽至A、B小機(jī)進(jìn)汽流量55T/h，A小機(jī)轉(zhuǎn)速持續(xù)緩慢下降，EH油壓由15.96降至15.58，小機(jī)A轉(zhuǎn)速設(shè)定值位4182，實(shí)際轉(zhuǎn)速為3917并有下降趨勢。

15：35：48，由于CCS轉(zhuǎn)速指令與實(shí)際轉(zhuǎn)速偏差超過500，小機(jī)遙控退出，轉(zhuǎn)為自動方式，并保持當(dāng)前設(shè)定值為4170，實(shí)際轉(zhuǎn)速3594。

15：35：50，A小機(jī)設(shè)定轉(zhuǎn)速為4170，A小機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速為3335，轉(zhuǎn)速偏差大于800，A小機(jī)退出自動，變?yōu)槭謩臃绞剑O(shè)定值跟蹤實(shí)際值。集控值班員監(jiān)盤時(shí)突然發(fā)現(xiàn)3A前置泵出口流量590t/h，A小機(jī)轉(zhuǎn)速3300rpm，出口壓力18Mpa，鍋爐給水流量1300t/h，并仍有下降趨勢。隨即立即檢查MEHA畫面，發(fā)現(xiàn)A小機(jī)主汽門、低壓調(diào)門關(guān)閉，最終觸發(fā)機(jī)組RB。通過歷史趨勢檢查發(fā)現(xiàn)低壓主汽門、低壓調(diào)門、切換閥第一個(gè)跳閘電磁閥有瞬間失電導(dǎo)致閥門關(guān)閉。經(jīng)初步判斷為DO卡通訊瞬間中斷導(dǎo)致DO卡繼電器輸出由1變?yōu)?導(dǎo)致閥門關(guān)閉。

4　小機(jī)METS硬回路優(yōu)化方案

4.1 優(yōu)化前方案

#3機(jī)組小機(jī)METS原廠家設(shè)計(jì)方案低壓主汽門、低壓調(diào)門、切換閥第一個(gè)跳閘電磁閥的繼電器控制線圈為單通道DO卡輸出。廠家設(shè)計(jì)原方案只要任意一個(gè)DO卡故障，都會導(dǎo)致小機(jī)快關(guān)電磁閥失電閥門快關(guān)，小機(jī)轉(zhuǎn)速下降，威脅機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。

4.2 優(yōu)化后方案

#3機(jī)組小機(jī)METS優(yōu)化方案低壓主汽門、低壓調(diào)門、切換閥第一個(gè)跳閘電磁閥的繼電器控制線圈為單通道DO卡輸出，更改為雙通道不同DO卡輸出。即任意一個(gè)DO卡故障，都不會導(dǎo)致小機(jī)快關(guān)電磁閥失電。提高小機(jī)運(yùn)行的可靠性和減少小機(jī)誤動的可能。

圖1　關(guān)閉電磁閥控制回路

為了監(jiān)視小機(jī)DO卡狀態(tài)增加一個(gè)DO卡輸出的點(diǎn)至小機(jī)MEH的DI卡作為監(jiān)視。

5　結(jié)論

小機(jī)在電廠運(yùn)行中作為一個(gè)重要的輔機(jī)，是不可缺少的一部分，任何的故障都可能導(dǎo)致機(jī)組RB甚至跳機(jī)事件的發(fā)生，本篇論文主要介紹兩個(gè)部分：小機(jī)的控制方式、硬回路的優(yōu)化。通過對小機(jī)控制方式的了解，掌握控制邏輯的概念，加強(qiáng)對小機(jī)運(yùn)行方式的了解，增強(qiáng)小機(jī)事故的分析能力。對小機(jī)METS硬回路的優(yōu)化，減少勿動的可能，增加了設(shè)備的可靠性，保障了機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

[1]林文孚,胡燕.單元機(jī)組自動控制技術(shù)[M].北京:中國電力出版社,2008.

[2]羅萬金.電廠熱工過程自動調(diào)節(jié).北京:水利電力出版社,1990.

[3]陳賡.單元機(jī)組集控運(yùn)行.北京:中國電力出版社,2001.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.21.036

宋曉飛（1984-）,男,本科,助理工程師,從事發(fā)電廠熱控工作。