電廠鍋爐保護系統的控制特點及應用分析

劉慶偉　穆占杰　王釗

摘 要：為了保證電廠鍋爐設備在運行階段有良好的安全性，應認識到電廠中鍋爐設備對于電廠效益以及社會用電穩定性的重要性，并能結合保護系統的特點以及電廠當中鍋爐設備的運行規律進行優化。本文就電廠當中鍋爐設備保護系統在其控制方面的特點以及應用進行了分析。

關鍵詞：電廠鍋爐；保護系統；控制系統

電廠為了滿足社會對電能的需要，目前也在不斷提升電廠電量的生產效率，各地電廠都引進了新型的電廠鍋爐，通過這些鍋爐設備的使用促進電廠發電總量的增加。但這些電廠鍋爐在性能發生提升的情況下其仍然存在一些安全隱患，需要通過各種保護系統的使用來保證電廠鍋爐運行的穩定性。

1 電廠鍋爐設備保護系統分析

在本次說明當中為使電廠鍋爐設備保護系統的作用更充分體現出來，以AS2200EHF型號的電廠鍋爐設備保護系統為案例進行了分析。該保護系統在實際的運用中具有保護效果好、穩定性強的特點。

保護系統按功能可分為具有三重冗余的中央處理單元和可配置其冗余度的輸入/輸出模件兩部分。中央處理單元有3個相同的中央處理器組成，所在的機柜稱為中央機柜。輸入，輸出部分由12個擴展單元組成，整個I/O部分安裝在3個擴展機柜中，最多可插入162塊I/O模件，中央柜和擴展柜中都有各自的電源系統。在我廠的配置中采用了一個中央機柜和兩個I/O模件擴展柜。分別用于鍋爐保護和汽機保護。

AS220EHF系統的中央單元由3個單獨的且同步指令運行的CPUE、芭、E組成，中央單元安裝了三取二電路，用來發現及修正中央單元故障。CPU工作時從I/0總線讀取指令試數據時，然后進行檢測，送入CPU處理。

2 塔式鍋爐的保護特點分析

2.1 保護系統

案例中鍋爐是由德國STEINMULLER制造的500t/h鍋爐，采用對沖式混合型分級旋流式燃燒器，分為4個燃燒層，每層有4個獨立煤粉噴嘴和4個蒸汽霧化的重油槍，采用3級點火，共配有4臺MPSl60中速碗式磨煤機，和4臺鏈式刮板式給煤機。鍋爐保護程序是由鍋爐制造廠提供的，設計原則是按德國TRD蒸汽鍋爐安全技術條例設計的。鍋爐保護系統BPS程序貫穿了整個鍋爐啟停及正常運行當中。

2.2 主燃料跳閘保護邏輯

隨著火電機組向大容量、高參數發展，MFT保護的作用日漸突出，保護的作用在于當鍋爐失去燃料或其它主要輔助設備以及運行參數異常情況下，保護系統能立即切斷進入爐膛內的燃料，以防止鍋爐滅火后引起爆燃，從而達到保護的目的。為確保高可靠性的保護連動，這部分程序由AS220EHF保護系統來實現。MFT由10個條件組成，即2臺引風機全停；2臺送風機全停，爐膛壓力低于一4kPa；儀用壓縮空氣壓力低：無任何油槍投運條件下，少于2臺給煤機運行。以上任一條件成立，則觸發MFT保護。

3 電廠鍋爐設備控制系統在調試階段的問題以及對策分析

3.1 保護系統傳輸調試

對電廠當中鍋爐設備的運行而言，該保護系統起到了關鍵性防護作用，是保證鍋爐設備具有良好的運行穩定性以及質量的關鍵性。但在將該保護系統實際運用到電廠鍋爐設備保護方面的時候，可能會出現設備運行環境和實際的特點存在出入的情況，這就可能會致使設備的運行效果受到干擾，最終難以達到預期的保護質量。而不同運運行條件可能會對保護系統的運行效果產生難以預期的影響，目前在一些電廠鍋爐設備的保當中就出現信息傳輸方面的障礙，使得電廠鍋爐設備的保護效果受到了影響。

比如一些電廠在使用該保護系統的時候，保護系統運行中信息傳輸都是通過設備總線結構來實現，但這種信息傳輸模式在使用的時候也可能會導致保護系統死機或者是保護系統錯誤的情況，一旦在保護系統運行階段出現了這種問題之后就會導致保護系統的保護效果大大降低。針對這種保護信息傳輸方面故障，在保護系統調試階段就可以進行靈活的處理，需要能改變設備當中固有的信息傳輸方式，使保護系統當中信號傳輸方式由過去的主線傳輸模式改變為由設備模塊直接進行信息傳輸的模式的進行，這樣就避免了過去信息傳輸當中容易發生錯誤警報的問題。

需要進行信號調整的內容較多，從信號種類方面來看，這些需要調整的信號往往包括系統汽包水位信號、鍋爐設備空預器設備出口部分的溫度數值、鍋爐設備運行階段中的總風量以及給煤機設備的運行速率，而在這些需要處理的信號內容中往往還包括一次風量以及一些鍋爐設備運行階段關鍵性的數據。通過對這些信號傳輸保護的加強就能實現設備當中保護系統實際保護效果的增強，防止在鍋爐設備保護系統運行中出現故障問題。

3.2 強化煤火檢驗性能

電廠當中鍋爐設備系統發揮作用的階段中，還需要對鍋爐設備當中的火焰溫度進行監管，但由于電廠當中鍋爐設備運行中火焰溫度極高，因此也就容易導致煤火檢驗設備的運行穩定性受到影響。比如現代電廠當中的鍋爐設備在運行中還會使用紅外線類型的溫度感應設備對設備運行溫度進行監控。但一些電廠受到設備安裝規范的影響或者安裝空間的制約，會將紅外類型溫度感應設備安裝到鍋爐設備的外殼上，這種安裝模式雖然能在段時間內達到良好的溫度監控效果，但在設備長期后就會由于溫度檢測設備運行環境溫度較高因素的影響而出現設備損壞的情況。

3.3 改進保護邏輯

鍋爐保護邏輯以及鍋爐順控SCS的邏輯，均由德國STEINMULLER公司按德國TRD要求設計，其思路與國內有所不同。調試時發現，兩臺送風機出口連通門在風機運行時不能打開，如打開或位置反饋信號誤報，就會引起一側送引風機跳閘，而此門是為了風機交叉運行而設置的，如此一來交叉運行不能實現，此邏輯設置不當。德國標準對風與燃料的配比要求嚴格，燃油、燃煤時設置了風油比和風煤比，當風油比和風煤比經計算未達到設置值，油槍和磨煤機將跳閘，顯然不這符合國情。經與現場調試專家討論后，取消了這些設置。同時其設計原則對現場測量元件及執行機構可靠性要求很高，許多地方采用單點保護信號。而鍋爐的送引風機及部分電動執行機構為國產配供產品，在調試及試運行期間多次發生測量元件故障或位置信號誤報，引起風機和磨煤機跳閘。

4 結束語

電廠當中的鍋爐設備是保證電廠發電量以及發電穩定性的關鍵，尤其是在當前電廠當中鍋爐設備結構以及體積都有變化的情況下，就更要做好設備的保護工作，都則一旦在鍋爐設備的運行階段中出現了故障，就會對電廠經濟效益以及社會用電穩定性造成影響。而在對電廠當中鍋爐設備保護系統進行優化的階段中，要結合相應的實際需要制定最有效的優化方案。

參考文獻

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