珠江電廠爐膛火焰工業(yè)電視系統(tǒng)改造

李華峰

（廣州珠江電力有限公司，廣東 廣州511400）

0 引言

珠江電廠4×300 MW機組的鍋爐為哈爾濱鍋爐廠生產(chǎn)的HG1021／18.2－YM3型亞臨界中間再熱循環(huán)汽包爐，單爐膛采用四角布置擺動式燃燒器，四角切圓燃燒方式［1］。其爐膛火焰工業(yè)電視系統(tǒng)采用安徽大學(xué)特種電視技術(shù)研究中心20世紀(jì)80年代末的MB型產(chǎn)品，使用年限已超過12年，近年來該設(shè)備故障增多，主要表現(xiàn)為水冷套易漏水、進退裝置易卡澀、攝像效果不佳、保護誤動退出、調(diào)試?yán)щy等缺陷。經(jīng)調(diào)研了解，周邊電廠（湛江、臺山電廠）已改為單氣冷型爐膛火焰工業(yè)電視系統(tǒng)，改造后的設(shè)備缺陷及維護量較少，成像效果也較好。根據(jù)當(dāng)前珠江電廠的主要方針，結(jié)合熱控設(shè)備節(jié)能減排的要求，在2011年底＃3鍋爐A修期間，對其爐膛火焰工業(yè)電視系統(tǒng)進行了改造，接著在2012年和2013年期間分別對＃4、＃1、＃2鍋爐的工業(yè)電視系統(tǒng)進行了改造，提高了系統(tǒng)運行的可靠性和穩(wěn)定性。

1 問題分析

為了更好地分析珠江電廠爐膛火焰工業(yè)電視監(jiān)視系統(tǒng)在運行中經(jīng)常出現(xiàn)無圖像顯示和攝像探頭不能操作進退的原因，在2011年5—8月期間，對＃3鍋爐爐膛火焰工業(yè)電視的運行情況進行了抽樣統(tǒng)計，由MIS系統(tǒng)上的缺陷記錄統(tǒng)計出系統(tǒng)無圖像顯示和攝像探頭不能操作進退的故障次數(shù)，如表1所示。

表1 爐膛火焰工業(yè)電視故障統(tǒng)計

從表1可以看出，＃3爐膛火焰工業(yè)電視系統(tǒng)視頻準(zhǔn)確率偏低，只有83.3%。其主要原因為系統(tǒng)無圖像顯示和攝像探頭不能操作進退，在統(tǒng)計的120天時間里，出現(xiàn)無圖像顯示和探頭不能操作進退的天數(shù)分別達到12天與8天，這嚴(yán)重影響了運行人員對爐膛火焰的監(jiān)視，對爐膛的穩(wěn)定燃燒造成了安全隱患，同時也給檢修人員增加了維護工作量。

（1）攝像探頭無圖像顯示。爐膛內(nèi)的燃燒區(qū)域周圍溫度達到1 700℃，當(dāng)探頭進入到爐膛內(nèi)時，探頭表面的溫度十分高，原系統(tǒng)依靠水冷和風(fēng)冷對探頭進行冷卻，由于原系統(tǒng)水冷和風(fēng)冷安裝較差，多次造成冷卻水流量不足，甚至出現(xiàn)冷卻水管爆管漏水的情況，導(dǎo)致攝像探頭冷卻效果差，從而使火焰探頭超溫保護退出，高溫同時造成探頭燒毀和變形，因此攝像探頭無圖像顯示。另外，檢修人員多次反饋，在處理故障過程中發(fā)現(xiàn)攝像探頭周圍時有結(jié)焦的情況出現(xiàn)，這也導(dǎo)致了攝像探頭無圖像顯示。

（2）攝像探頭不能操作進退。原爐膛火焰工業(yè)電視系統(tǒng)的進退裝置由一系列齒輪螺桿和行程開關(guān)組成，由于現(xiàn)場環(huán)境溫度高、粉塵大，系統(tǒng)運行過程中經(jīng)常出現(xiàn)齒輪軌道沾灰卡澀傳動機構(gòu)，造成保護動作時探頭退不出爐膛，時間過長也會導(dǎo)致電機過載或燒壞。這就加重了檢修人員的維護工作量，同時也使得備品備件開支過大而不經(jīng)濟。

2 改造方案

經(jīng)技術(shù)分析和調(diào)研，決定對＃3鍋爐爐膛火焰工業(yè)電視系統(tǒng)進行改造，使用安徽大學(xué)特種電視技術(shù)研究中心的YD－NQ型電站鍋爐爐膛火焰工業(yè)電視監(jiān)視系統(tǒng)，該系統(tǒng)的冷卻方式只采用氣冷，并且改造后的系統(tǒng)驅(qū)動采用鏈條式驅(qū)動。該系統(tǒng)攝像探頭的窺視鏡前端采用人造藍寶石材料制造的防護鏡片，具有較強的抗高溫特性。正常工作時，攝像探頭能夠直接伸到爐膛內(nèi)，將鍋爐內(nèi)部各層燃燒器點火情況、鍋爐穩(wěn)定燃燒時的火焰動態(tài)情形等真實場景成像在彩色CCD攝像機靶面上，經(jīng)過信號轉(zhuǎn)換和傳輸，從而確保操作人員最終可在控制室內(nèi)，通過彩色監(jiān)視器觀察到爐內(nèi)點火、滅火和正常燃燒的動態(tài)景象。其系統(tǒng)圖如圖1所示［2］。

圖1 系統(tǒng)構(gòu)成圖

2.1 實施過程

各專業(yè)人員互相配合，在現(xiàn)場對原爐膛火焰工業(yè)電視系統(tǒng)進行拆除工作，然后對新系統(tǒng)進行安裝及調(diào)試。（1）停止原爐膛火焰工業(yè)電視系統(tǒng)的動力電源、控制電源及相關(guān)的控制回路，并停止冷卻水、冷卻氣，取消冷卻水管道和冷卻水泵。（2）拆除原系統(tǒng)就地舊的電氣控制柜和冷卻氣箱，并在就地重新安裝新的電氣控制柜和冷卻氣箱。冷卻用壓縮空氣使用原壓縮空氣，管道需重新敷設(shè)。（3）重新敷設(shè)DCS機柜到火焰電視現(xiàn)場的動力電纜、控制電纜及集控室到現(xiàn)場的視頻電纜，電視機采用原集控室電視機。（4）改造后的爐墻窺視孔采用原爐墻窺視孔，安裝新爐膛火焰電視驅(qū)動裝置及護套、攝像槍等，安裝氣冷裝置，如圖2所示［3］。（5）就地設(shè)備安裝完畢，進行電氣接線，把爐膛火焰工業(yè)電視系統(tǒng)接入到DCS控制系統(tǒng)中，進行調(diào)試工作，最后完成驗收。

圖2 系統(tǒng)氣冷安裝圖

2.2 改造后實現(xiàn)的效果

改造后的系統(tǒng)提高了攝像清晰度和穩(wěn)定性，運行人員可以更可靠地監(jiān)視爐膛的實際燃燒情況，操作方便，改造后由于采用風(fēng)冷而不采用水冷，因而解決了漏水問題，節(jié)約了水泵用電而更加經(jīng)濟，簡化了系統(tǒng)，減少了設(shè)備缺陷環(huán)節(jié)。

（1）控制系統(tǒng)具有就地和控制室兩地操作功能，均可實現(xiàn)攝像機鏡頭光圈大小的調(diào)節(jié)、內(nèi)窺探頭的進退控制等。并且，在控制室的系統(tǒng)控制器上設(shè)有指示燈顯示內(nèi)窺探頭的進退狀態(tài)。窺視鏡鏡管中具有電動光欄，可調(diào)節(jié)進入攝像機靶面入射光的強弱，便于人眼觀察。另外，窺視鏡后端具有成像面微調(diào)機構(gòu)，可手動調(diào)節(jié)畫面位置，以確保爐膛燃燒畫面在監(jiān)視器上得到全面顯示。

（2）針對電廠鏡風(fēng)、吹掃風(fēng)的波動性，系統(tǒng)采用溫度、壓力等傳感技術(shù)，使系統(tǒng)具備自我保護功能。當(dāng)條件不能滿足時（即光學(xué)鏡頭溫度高于設(shè)定值，或吹掃、冷卻風(fēng)欠壓），相關(guān)聯(lián)鎖保護回路啟動運行，驅(qū)動傳動裝置，最終將高溫攝像探頭退出爐膛，防止攝像探頭因高溫?zé)龎模⒃诰偷仉姎饪刂葡浜拖到y(tǒng)控制器上自動顯示故障源。同時系統(tǒng)通過控制器向DCS發(fā)出報警信號。待故障排除后，可通過手動按鈕將鏡頭推進爐膛內(nèi)，恢復(fù)正常工作。

（3）當(dāng)供電主回路失電，或系統(tǒng)內(nèi)部電氣回路局部故障時，失電連鎖保護回路啟動運行，驅(qū)動傳動裝置，最終將高溫攝像探頭退出爐膛，且在就地電氣控制箱和系統(tǒng)控制器上顯示“失電”。同時系統(tǒng)通過控制器向DCS發(fā)出報警信號。

（4）在系統(tǒng)改造完成后，為了總結(jié)改造取得的效果，根據(jù)對系統(tǒng)運行狀況的跟蹤，在MIS上統(tǒng)計了2012年3—6月期間的故障情況，如表2所示。

表2 爐膛火焰工業(yè)電視故障統(tǒng)計

由表2可以看出，＃3鍋爐爐膛火焰工業(yè)電視系統(tǒng)改造后，在統(tǒng)計的120天時間里，出現(xiàn)無圖像顯示故障的時間從改造前的12天下降到3天，沒有出現(xiàn)探頭不能進退的故障，其投入準(zhǔn)確率從原來的83.3%提高到97.5%，從而使得系統(tǒng)運行更加穩(wěn)定和可靠。

3 結(jié)語

通過對＃3爐爐膛火焰工業(yè)電視系統(tǒng)的改造，從根本上解決了原系統(tǒng)在運行中經(jīng)常出現(xiàn)探頭超溫退出無圖像顯示和攝像探頭不能操作進退的缺陷，提高了系統(tǒng)的投入準(zhǔn)確率和運行人員監(jiān)視爐膛燃燒情況的穩(wěn)定性與可靠性，也降低了檢修人員消缺的勞動強度。同時，由于系統(tǒng)改為氣冷型，取消了水冷方式，節(jié)約了水源和電源。此后，陸續(xù)在＃4、＃1、＃2爐推廣應(yīng)用，整體取得了良好的效果。

［1］珠江電廠培訓(xùn)中心.廣州珠江電廠300 MW機組培訓(xùn)教材［Z］，2013.

［2］安徽大學(xué).YD－NQ電站鍋爐內(nèi)窺式高溫工業(yè)電視系統(tǒng)用戶手冊［Z］，2008.

［3］珠江電廠培訓(xùn)中心.＃3爐爐膛火焰工業(yè)電視系統(tǒng)改造技術(shù)方案［Z］，2010.