660 MW超臨界機組鍋爐火檢監測系統電源可靠性優化

盧文俊

（山西漳電同華發電有限公司，山西忻州034114）

0 引言

火檢監測系統是鍋爐燃燒監視的重要手段之一，它的作用是對火焰進行檢測和監視，在鍋爐點火、低負荷運行或有異常工況時，防止鍋爐滅火和爐內爆炸事故，確保鍋爐安全運行。對于大型煤粉鍋爐，爐膛燃燒火焰的穩定，是保證鍋爐安全和經濟運行的重要條件。當鍋爐燃燒不穩或者操作不當時，會引起部分或者全部煤粉燃燒器熄滅，不僅降低了鍋爐的熱效率，同時還產生了污染和噪聲。若繼續向燃燒器提供煤粉，會引起煤粉在爐膛內堆積，進而產生爆燃現象，這將嚴重威脅鍋爐爐膛設備的安全和使用壽命。為了防止爆燃現象的發生，必須對爐膛內的火焰進行切實有效的監測。所以，鍋爐火檢監測系統是電廠鍋爐滅火保護的重要設備，此系統的準確性和穩定性直接關系機組的安全運行。

1 火檢監測系統電源優化前

山西漳電同華發電有限公司#1、#2機組鍋爐火檢監測系統電源柜雙電源分別取自鍋爐#2熱工控制電源柜內UPS和保安電源（AC220 V），分別經過一個交直流雙電源模塊轉換為DC24 V，兩路DC24 V通過一個整流二極管輸出至A～F層6臺磨煤機火焰監測探頭。作為火檢探頭正常工作電源，在日常巡檢中測量整流二極管溫度處于70～80 ℃，整流二極管長時間運行于高溫狀態，嚴重影響使用壽命。原火檢監測系統電源回路設計存在重大隱患，比如隨著機組服役年限的增加，電子元件已進入老化期，如兩路交直流電源模塊故障或整流二極管故障，勢必造成6臺磨煤機所有火焰監測探頭電源失去，此時將觸發爐膛火焰喪失保護，引起鍋爐滅火，汽輪機跳閘。

電源優化前柜內實物如圖1所示，優化前電源回路簡圖如圖2所示。

圖1 火檢監測系統電源優化前

圖2 火檢監測系統電源優化前簡圖

2 優化及革新內容

針對火檢監測系統電源回路存在的隱患，決定對火檢監測系統電源回路進行優化，采用全新的電源可靠性理念：電源分散布局，提高獨立電源模塊可靠性。

（1）電源分散布局。6臺磨煤機對應的每層火焰監測探頭電源，分別采用6套交直流雙電源模塊，每套交直流雙電源模塊輸入兩路電源分別經過獨立帶過流保護2A空開。此種設計既保證了一套電源模塊故障只會造成一臺磨煤機火檢信號喪失，不會影響其他5臺磨煤機運行，也保證了單個電源模塊故障時不會造成總電源故障。

（2）提高獨立電源模塊可靠性。通過對市場現有交直流雙電源切換裝置的調研，決定采用可靠性更高的交直流雙電源模塊裝置（珠海中瑞ZR-24V-20A-D型），該切換裝置可輸入兩路AC220 V電源，經內部切換后輸出一路DC24 V，切換裝置采用全數字化控制，抗干擾，切換時間＜50 ms，可靠性高，具有過、欠壓保護功能，高速靜態無觸點切換開關及快速掉電檢測能快速、安全、有效地實現雙電源的切換。此電源回路優化，經過試驗及實踐證明，極大地滿足了現場使用要求，保證了機組的安全穩定運行。

電源優化后柜內實物如圖3所示，優化后電源回路簡圖如圖4所示。

圖3 火檢監測系統電源優化后

優化后的電源模塊更安全可靠，在機組運行期間可隨時查看裝置各項參數、報警記錄檢索、電源模塊溫度等，便于維護人員巡檢，及時發現故障信息，防止事故擴大。電源模塊參數如圖5所示。

3 應用效果

優化后的電源回路每個電源模塊輸入兩路AC220 V由UPS和保安電源供給，切換試驗將一路電源斷開后每個電源模塊DC24 V持續輸出無間斷，保證了火焰監測器正常運行。DCS接收開關量和模擬量輸出無變化，確保當一路電源異常時，機組火檢系統保護無誤動作。經過觀察，機組啟動后火檢系統運行穩定，各電源模塊參數正常。通過此次電源回路優化，將火檢控制電源系統存在的影響機組安全運行的隱患降低到零，提高了火檢系統的穩定性，避免了因火檢電源系統故障造成機組非停的風險。

圖4 火檢監測系統電源優化后簡圖

4 結語

原鍋爐火檢監測系統電源存在設計缺陷，每次日常巡檢都發現溫度偏高，給員工帶來了很大的心理負擔，也給機組穩定運行帶來了安全隱患。在完成電源模塊優化后，消除了設計缺陷隱患，模塊溫度維持在正常范圍，有效節約了檢修成本，并減少了工作人員的檢修維護量，提高了設備的可靠性和安全性，延長了設備壽命，杜絕了不必要的費用發生。從機組實際運行情況來看，鍋爐火檢監測系統電源優化后完善、可靠，對于提高同類機組設備的可靠性具有借鑒和推廣意義。

圖5 優化后的電源模塊實物圖