g200h鍋爐滅火保護系統(tǒng)的開發(fā)研究

1、 C 2 O o H 鍋爐滅火保護系統(tǒng)的開發(fā)研 究 天津第一熱 電廠 李 明 王濤 【內(nèi)容 提 要 l天津 第一熱 電廠 對該廠 9號爐 的滅 欠保護 系統(tǒng)進行 了徊底 改造， 采用 S YS MAC C 2 O 0 H型可璃程序控制器替代 了原 用的普通 中問 繼 電器組成的鍋爐保護 系統(tǒng)， 后又增加 了奎爐膛 滅 火停爐保護功 能，開 發(fā) 7一個具 有一 定先進水平 、功 能又 較完善 的鍋爐 滅火保護 系統(tǒng)。拳 文 是 對 該

2、系統(tǒng) 的 結(jié) 構(gòu) 、 功 能、 原 理 ， 技 術(shù)特 點 做 一 詳 細 的 介 紹。前 言 發(fā) 電機組 的鍋 爐設(shè)備發(fā)生 滅火放炮， 常 常造 成重大 的機組 事故， 它不僅會造成 嚴重 的設(shè)備損壞，而且 威脅 電 網(wǎng)的安全和穩(wěn)定運 行。 為此，能 源部 及華北 電力聯(lián)合公 司多次 召開 會議 及發(fā) 出文件，要 求已投產(chǎn)機組， 容 量在 5MW 及以上機組 的鍋爐都應(yīng)裝 設(shè)滅火 保護裝置。 目前新 裝機組 多 巳配套安 裝 或引 進

3、國外 設(shè)備使 用了滅火保護 裝置。但仍有 許 多2 2 0 t ／ h 及以上鍋爐不具備 或只 具備 有 不 完 善，不可 靠的 滅火保護裝 置。作為重 要 的反事 故技 術(shù)措 施，必需盡快 地實現(xiàn)和完善安 全可靠 、動作準 確及 時的滅 火保護裝置， 并 使其 投入 運行。天津第一熱 電廠 于 1 9 8 9 年 9月對 9號爐 滅火保護系統(tǒng)進行 了徹 底改進，研究 開發(fā) 了具有一 定先進水平， 功能 又較完 善 ，可靠 的滅火保護

4、裝置。而且投 資少見 效 快 ， 目前 已推廣應(yīng) 用到我廠 u號爐。額定蒸發(fā) 量2 2 0 t ／h ， 過 熱 蒸 汽 壓 力9 ． 8MP s ，過熱 蒸l 汽 溫度5 4 9 “ C , 。該 爐 為 單 汽 包，單 爐膛， 自然循環(huán)，集 中下降 管， Ⅱ型 布置的 固態(tài)排渣煤粉 爐。 爐膛尺寸為7 5 7 0 ×7 5 7 0 ×2 7 S 0 0 ~ 米 ( 寬 X深 ×高 ) 。 本爐采用煤 粉

5、燃 燒器， 八個燃 燒器上下兩 層，正 四角切 圓布置，假想切圓直徑8 0 0 毫米 。 負壓運 行，允許爐膛風(fēng)壓 范圍- 4 O ～ - 6 O P a 。9 號壚1 9 8 7 年 1 2 月 份試 運投 產(chǎn)， 1 9 8 8 年 7 月 曾發(fā)生嚴重 的滅火放炮事故，造 成 l角開裂1 6 米，3角開 裂 6米，最大 寬度為 2 9 0 毫米 。經(jīng) 停爐搶修 1 6 天 后恢復(fù)運 行 。 盡 管該爐配備 了由常規(guī) 繼 電器組 成的簡

6、易滅火 保護裝置及 J H～2 6 型 火焰監(jiān)視器， 因 未 裝 設(shè)全爐膛 滅火保護， 爐膛正 ， 負壓 停爐 保護 定值過大 ，此次事故保 護沒有 動作 。為 防止 再次發(fā)生類似事故，完善 并提高保護 系統(tǒng)的 可 靠性，天 津電力局 批準我廠對 9號爐熱 工 保護系統(tǒng)進行 改進 ，研究 開發(fā)新型 滅火保護 裝置， 并將其列為1 9 8 9 年局科技項 目。一 、 概 述 二、 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)我廠 自1 9 8 7 年起先后 擴建 了 9號

7、- l i 號 四臺鍋爐及三 臺汽 輪發(fā) 電機 組。 鍋爐為 哈爾 1． 構(gòu)成 濱鍋爐廠制造，型 號：HG 2 2 0 ／l O O ～l O ，該 系統(tǒng)主要 由測 量元件 與可 編程 序控制 ·3 8 ·維普資訊 http://www.cqvip.com 2 ．測點位置及 安裝特點 ( 1)三個爐膛正 、 負壓 開關(guān)分 別安裝在 鍋 爐標(biāo)高2 5 米 處左 、 右 兩側(cè)。 該 位置 靠爐膛上 部， 較好 的反 映

8、了爐膛壓 力變化情況， 并避 開了爐膛內(nèi)風(fēng)壓 波動較大 及易掛 焦的部位，保 證 了測 量 的 準 確 性 。( 2)八個F D— A型 火焰檢 測 探 頭 分 上、 下兩層布置，分別安裝在鍋 爐標(biāo)高 1 0 米 和 1 2 ． 5 米 處，分前 、后、左 、右 四個方 向安 裝， 下層水平安裝， 上層向下傾斜4 5 o ， 這 主 要是 為 了監(jiān)視 全爐膛 火焰， 并保證在低 負荷 時也 能有效的監(jiān)視 火焰變化情 況。( 3) 給粉機

9、 和燃 油閻 的啟、停動作情 況 分別 取 自鍋爐 8 米 運轉(zhuǎn)層給粉 控 制 中 心 1 ～ 8號給粉機 電源 接觸 器的輔助接點和鍋 爐 四角點 火程控 柜燃油 閥位置 繼電器。三、 功能開發(fā)及原理 j儂 據(jù)能源部及華北局對 5MW 及 以上機 ：組鍋 爐滅火保護系統(tǒng)功能制定 的技術(shù) 要求，該保護 系統(tǒng) 功能設(shè)置如下 ；1．主燃料跳閘 功能 ( M F T )目主燃料跳閘 功能是鍋 爐滅 火保護 系統(tǒng)最 主要 的功能。 鍋 爐發(fā)生

10、滅 火后 ， 短時間 內(nèi)爐內(nèi)口溫 度還 相當(dāng)高， 這 時繼續(xù)進入 爐膛的燃 料( 特 別是有些運 行人員為盡 怏恢 復(fù)燃 燒， 冒險 投 入助燃 油)在爐 內(nèi)高溫作用下會 產(chǎn)生 爆燃，爆燃 釋放 的 能量形成強大的正壓 將使?fàn)t膛 受 到致命的破 壞。 因此 ，一旦鍋 爐滅 火，必須 立即 切斷 輸 入爐內(nèi)的全 部燃 料。主燃 料跳 閘動作條件t( 1 )全 部燃 料喪 失 運行中， 由于 設(shè)備 問題 或電源故 障使 燃 料突然中斷， 將

11、會造成 滅火。為 防止滅火后 燃 辯突然恢復(fù)，大 量煤粉 或燃油進 入 爐 膛 ·4 O ·而 引起爆 燃， 采用八 臺給粉機 電源掉閘信 號 與燃油電磁閥位置信號相 “ 與”的邏輯做為 主 燃 料 跳 閘的 首要 條 件 。( 2)爐膛正壓過大 三個正 壓開 關(guān)經(jīng)取樣 管將爐膛正壓 變化 情 況 以接點閉、臺狀態(tài)表示 ，通 過 電纜送 至 C 2 0 0 H可編程序控制 器， 在鍋 爐發(fā) 生 滅火放 炮 時， 一

12、旦 正 壓 超 過 規(guī) 定 值 ， 按 三 取 二 的 邏 輯判斷， 經(jīng)三秒鐘延時后動作MF T， 盡 可 能避免造 成 更大事 故。( 3) 爐膛負壓過大 爐膛負壓劇 烈波動變化，是鍋爐 滅火的前奏。 因此， 當(dāng)其 變化 到一 定值時，就應(yīng)毫不 猶豫地使主 燃料跳 閘保護動作，以防止 滅火 放 炮事故的發(fā) 生。 其取 樣方式及邏輯原理與 爐 膛 正 壓 保護 相 同。(4) 全 爐 膛 滅 火 造 成鍋 爐滅火的 原因很多，除全 部燃

13、 料 中斷外， 由于各種客觀原 因，如t 煤 質(zhì) 變 化、天雨煤 濕、負荷低及人 員操作過失 等情 況都可臺 毪 造成鍋爐 滅 火。所 以通過 連續(xù)監(jiān)測 爐膛 火焰， 并根據(jù) 火焰 變化情況 動作保護系 統(tǒng)，可以防止 各種原 因造 成的滅 火 放 炮 事 故 。因此，全爐膛滅 火是主 燃料眺閘最重要 的動作條件。本系統(tǒng)通過 上、下 兩 層 八 個 FD — A型 火焰檢測器探頭，經(jīng) 二次儀表 將不 同角度檢 測到的爐膛 火焰燃 燒情 況

14、提供給運 行人員監(jiān)視， 幫助 其正 確地 判斷鍋爐燃 燒情 況 。井采用上 層四取四 “ 與 下層 四取三后 延 時 5秒的邏輯方式動作主燃料跳 閘保護。( 5 ) 手動停爐 這是為運 行人 員在緊急情況下設(shè)置的手 動操作停 爐功能。以上五種條件 以邏 輯 “ 或 的方式動作 主燃 料跳 閘保護 。 表3 列 出了主燃 料跳 閘保護 的動作條 件， 定值 設(shè)置 及動作結(jié)果。 其中正 ，負壓定值是根據(jù)鍋爐廠 提供的設(shè)計 強 度 和 電力工