660MW超超臨界鍋爐冷一次風代替火檢風機的可行性分析

王帆

摘要：新疆某發電廠2*660MW火電機組于2019年投入運行，該廠火檢系統由南京創能電力科技開發有限公司供貨，采用ABB公司的UvisorSF810雙放大器智能火檢，油、煤共用一個智能單元，每個燃燒器配置一支，每個放大器有獨立參數，每個放大器分別輸出火焰強度的模擬量信號和有火/無火信號，共同輸出一路故障信號。現場火檢冷卻風系統需要給48支油火焰檢測器和48支煤火焰檢測器提供火檢冷卻風，由于火檢風機選型問題，經常發生火檢風機入口濾網堵塞，火檢冷卻風母管壓力下降，不能滿足火檢冷卻、吹掃所需冷卻風。為此，該廠準備對火檢冷卻風系統進行改造。正常運行中，改由冷一次風替代火檢風機，原火檢風機只在機組啟動初期以及系統出現異常情況時運行，正常情況下火檢風機停運作為備用。針對一次風系統構成、特點，對新系統進行了分析。

關鍵詞：660MW;火檢風機;冷一次風

前言

火焰檢測設備是火力發電廠鍋爐爐膛安全監控系統（FSSS）中的關鍵設備，它的作用貫穿于從鍋爐啟動至滿負荷運行的全過程，用于判定全爐膛內或單元燃燒器火焰的建立與熄滅或有火與無火，當發生全爐膛滅火或單元燃燒器熄火時，火焰檢測設備觸點準確動作發出報警，依靠FSSS系統聯鎖功能，停止相應給粉機、磨煤機、燃油總閥或一次風機等的運行，防止爐膛內積聚燃料，異常情況被點燃引起鍋爐爆炸惡性事故的發生。因此設備性能即設備運行的可靠性與檢測的準確性直接關系到機組的運行安全與穩定性，FDS-600型火焰檢測器適用于各種方式分類的鍋爐，包括按燃料類型分為燃油、燃煤、燃氣鍋爐，按機組容量分類的各種大中小型鍋爐按爐型分類的四角切圓燃燒、對沖燃燒、循環流化床等各種鍋爐。

Walsn火焰檢測系是一種間接輻射型可見光式火焰檢測設備，它利用燃燒器初始燃燒區域內可見光的亮度和燃料燃燒輻射率的動態變化、火焰包絡形狀的改變引起的脈動頻率來判斷火焰的“有”或“無”，是一種雙信號處理的火焰檢測設備。Walsn火焰檢測系統由火焰探頭、導管組件、接線箱、信號放大柜及冷卻風系統組成。其中火焰探頭采用集成對數放大方式對各個燃燒器單獨進行監視，通過放大柜對火焰信號進行處理判斷，一旦檢測到某個燃燒器火焰熄滅，則向DCS發出干節點滅火信號。為使火焰檢測器檢測到的火焰信號穩定可靠，Walsn火焰檢測系統為火焰檢測器配備了光纖導管組件。Walsn放大柜配置專用電源，為WalsnFDS-600火焰檢測單元提供可靠動力。Walsn火焰檢測系統為火檢探頭配備接線箱，方便線纜的連接，也可以將探頭信號直接連接到放大柜中。冷卻風系統為火焰檢測器提供清潔吹掃風，保證火焰檢測器鏡頭的清潔和冷卻。冷卻風系統包括兩臺進口風機（一主一備）、風機控制柜及其風管、風壓開關等。火檢冷卻風系統是保證火焰檢測探頭長期安全工作的重要設備，由相互之間互為備用的兩臺火檢風機、壓力表、壓力開關、風道轉換擋板、冷卻風機控制柜及DCS控制系統等組成，兩臺冷卻風機共一個控制柜，控制柜根據冷卻風系統的運行工況自動控制兩臺風機運行。但因機組正常運行中，經常存在因火檢冷卻風壓力不足造成的火檢探頭、光纖等部件因超溫運行發生損壞，給檢修人員增加繁重的工作量，同時威脅到機組的安全穩定運行。

一、火檢冷卻風系統的組成及改造的必要性

該廠火檢冷卻風自投運以來，由于風機、濾網選型等原因，一直存在火檢風壓低、風量小的問題，給機組的安全、經濟運行存在隱患。為了保證機組的安全、經濟運行，值班員經過分析，提出對火檢冷卻風系統改一次冷卻風提供風源，改造后原兩臺火檢冷卻風機僅作為備用，正常情況下由冷一次風提供風源，因冷一次風風壓一般最低保持在7.5Kpa以上，火檢

冷卻風系統壓力在6-8Kpa即可，完全可以滿足運行條件;同時設置連鎖保護，當一次風壓低時（一次風機跳閘時）連鎖啟動一臺火檢風機保證火檢系統的安運行。改進完成后原火檢冷卻風機可退出運行作為備用，可有效降低廠用電率，提高機組經濟性。

二、改造方案：

1、在火檢冷卻風機出口母管以及冷一次風至火檢冷卻風母管處分別增加逆止門，防止兩個系統串風。同時在冷一次風至火檢冷卻風母管逆止門后再加裝一個手動，確保兩個系統在必要時有效隔絕。

2、改變現有火檢冷卻風運行方式，停兩臺火檢冷卻風機，正常火檢冷卻風由鍋爐冷一次風提供，冷一次風風源通過兩路風管接出，匯流后引入火檢冷卻風系統，兩路風源分別取自鍋A、B側冷一次風管。該設置方式可避免因一路管道出現問題造成火檢冷卻風中斷。增加火檢冷卻風機試轉定期工作，確保火檢冷卻風機隨時可用。

3、保護設置

該廠原火檢冷卻風系統壓力低一值小于6.5Kpa報警，低二值小于6Kpa連鎖啟動備用火檢冷卻風機，低三值小于3.23Kpa（三取二）延時1800s作用于FSSS系統機組跳閘。

改造完成后，正常運行工況火檢冷卻風由冷一次風提供，將原有火檢冷卻風機連鎖全部取消。保護邏輯變更為：當壓力低一值小于6KPA連鎖啟動A火檢冷卻風機，低二值小于5KPA連鎖啟動B火檢冷卻風機，低三值小于3.23KPA（三取二）延時1800s作用于FSSS系機組跳閘，當火檢冷卻風壓力低連鎖啟動火檢冷卻風機后立即聯系檢修檢查壓力低原因，并進行處理，處理正常后，由運行人員手動停止火檢冷卻風機運行。

三、效果評估

1、正常運行，火檢冷卻風全部為一次風提供，提高了冷卻風系統穩定性;

2、降低能耗以及設備故障率，節約了火檢風機維護費用;

3、兩臺火檢冷卻風機全部作為備用，只進行定期試轉，節約廠用電;

4、一次風壓力相對較高，風量充足，可增加冷卻效果，降低火檢探頭的故障率。

參考文獻：

[1]該廠2*660MW運行規程鍋爐部分

[2]鍋爐設備運行技術問答/《鍋爐設備運行技術問答》編委會編著。-2版。-北京：中國電力出版社2016年7月

[3]范從振鍋爐原理[M]北京：中國電力出版社2005