電廠鍋爐保護系統(tǒng)的控制特點及應(yīng)用分析

劉慶偉　穆占杰　王釗

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

關(guān)鍵詞：電廠鍋爐；保護系統(tǒng)；控制系統(tǒng)

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(chǎn)效率，各地電廠都引進了新型的電廠鍋爐，通過這些鍋爐設(shè)備的使用促進電廠發(fā)電總量的增加。但這些電廠鍋爐在性能發(fā)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(tǒng)的使用來保證電廠鍋爐運行的穩(wěn)定性。

1 電廠鍋爐設(shè)備保護系統(tǒng)分析

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

保護系統(tǒng)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(tǒng)。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(tǒng)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(fā)現(xiàn)及修正中央單元故障。CPU工作時從I/0總線讀取指令試數(shù)據(jù)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(tǒng)

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(shè)計原則是按德國TRD蒸汽鍋爐安全技術(shù)條例設(shè)計的。鍋爐保護系統(tǒng)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(shù)發(fā)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(shè)備以及運行參數(shù)異常情況下，保護系統(tǒng)能立即切斷進入爐膛內(nèi)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(tǒng)來實現(xiàn)。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(fā)MFT保護。

3 電廠鍋爐設(shè)備控制系統(tǒng)在調(diào)試階段的問題以及對策分析

3.1 保護系統(tǒng)傳輸調(diào)試

對電廠當中鍋爐設(shè)備的運行而言，該保護系統(tǒng)起到了關(guān)鍵性防護作用，是保證鍋爐設(shè)備具有良好的運行穩(wěn)定性以及質(zhì)量的關(guān)鍵性。但在將該保護系統(tǒng)實際運用到電廠鍋爐設(shè)備保護方面的時候，可能會出現(xiàn)設(shè)備運行環(huán)境和實際的特點存在出入的情況，這就可能會致使設(shè)備的運行效果受到干擾，最終難以達到預(yù)期的保護質(zhì)量。而不同運運行條件可能會對保護系統(tǒng)的運行效果產(chǎn)生難以預(yù)期的影響，目前在一些電廠鍋爐設(shè)備的保當中就出現(xiàn)信息傳輸方面的障礙，使得電廠鍋爐設(shè)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(tǒng)的時候，保護系統(tǒng)運行中信息傳輸都是通過設(shè)備總線結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)，但這種信息傳輸模式在使用的時候也可能會導(dǎo)致保護系統(tǒng)死機或者是保護系統(tǒng)錯誤的情況，一旦在保護系統(tǒng)運行階段出現(xiàn)了這種問題之后就會導(dǎo)致保護系統(tǒng)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(tǒng)調(diào)試階段就可以進行靈活的處理，需要能改變設(shè)備當中固有的信息傳輸方式，使保護系統(tǒng)當中信號傳輸方式由過去的主線傳輸模式改變?yōu)橛稍O(shè)備模塊直接進行信息傳輸?shù)哪Ｊ降倪M行，這樣就避免了過去信息傳輸當中容易發(fā)生錯誤警報的問題。

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

3.2 強化煤火檢驗性能

電廠當中鍋爐設(shè)備系統(tǒng)發(fā)揮作用的階段中，還需要對鍋爐設(shè)備當中的火焰溫度進行監(jiān)管，但由于電廠當中鍋爐設(shè)備運行中火焰溫度極高，因此也就容易導(dǎo)致煤火檢驗設(shè)備的運行穩(wěn)定性受到影響。比如現(xiàn)代電廠當中的鍋爐設(shè)備在運行中還會使用紅外線類型的溫度感應(yīng)設(shè)備對設(shè)備運行溫度進行監(jiān)控。但一些電廠受到設(shè)備安裝規(guī)范的影響或者安裝空間的制約，會將紅外類型溫度感應(yīng)設(shè)備安裝到鍋爐設(shè)備的外殼上，這種安裝模式雖然能在段時間內(nèi)達到良好的溫度監(jiān)控效果，但在設(shè)備長期后就會由于溫度檢測設(shè)備運行環(huán)境溫度較高因素的影響而出現(xiàn)設(shè)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(shè)計，其思路與國內(nèi)有所不同。調(diào)試時發(fā)現(xiàn)，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(cè)送引風機跳閘，而此門是為了風機交叉運行而設(shè)置的，如此一來交叉運行不能實現(xiàn)，此邏輯設(shè)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(shè)置了風油比和風煤比，當風油比和風煤比經(jīng)計算未達到設(shè)置值，油槍和磨煤機將跳閘，顯然不這符合國情。經(jīng)與現(xiàn)場調(diào)試專家討論后，取消了這些設(shè)置。同時其設(shè)計原則對現(xiàn)場測量元件及執(zhí)行機構(gòu)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(zhí)行機構(gòu)為國產(chǎn)配供產(chǎn)品，在調(diào)試及試運行期間多次發(fā)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(jié)束語

電廠當中的鍋爐設(shè)備是保證電廠發(fā)電量以及發(fā)電穩(wěn)定性的關(guān)鍵，尤其是在當前電廠當中鍋爐設(shè)備結(jié)構(gòu)以及體積都有變化的情況下，就更要做好設(shè)備的保護工作，都則一旦在鍋爐設(shè)備的運行階段中出現(xiàn)了故障，就會對電廠經(jīng)濟效益以及社會用電穩(wěn)定性造成影響。而在對電廠當中鍋爐設(shè)備保護系統(tǒng)進行優(yōu)化的階段中，要結(jié)合相應(yīng)的實際需要制定最有效的優(yōu)化方案。

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