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中節(jié)能三峰220、130 t/h燃?xì)忮仩tFSSS系統(tǒng)改造

2016-08-10 14:22陳萬偉
大科技 2016年9期
關(guān)鍵詞:火槍燃?xì)忮仩t焦?fàn)t煤氣

陳萬偉

(重慶中節(jié)能三峰能源有限公司 重慶長壽 401220)

中節(jié)能三峰220、130 t/h燃?xì)忮仩tFSSS系統(tǒng)改造

陳萬偉

(重慶中節(jié)能三峰能源有限公司 重慶長壽 401220)

闡述了中節(jié)能三峰鍋爐爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)(FSSS)的功能,分析了在130t/h、220t/h燃?xì)忮仩t應(yīng)用中存在的問題,提出了相應(yīng)的改進(jìn)措施,獲得了較好的改造應(yīng)用效果。

鍋爐;燃燒系統(tǒng);安全監(jiān)控

1 前言

重慶中節(jié)能三峰能源有限公司130t/h混燃高爐、焦?fàn)t煤氣鍋爐于2010年12月建成投產(chǎn),該鍋爐配置一套北京國電華源控制技術(shù)有限公司研制的爐膛安全監(jiān)控FSSS系統(tǒng);220t/h混燃轉(zhuǎn)爐、高爐、焦?fàn)t煤氣鍋爐于2013年6月建成投產(chǎn).該鍋爐配置一套由北京四方、南京萬和安全監(jiān)控FSSS系統(tǒng),以確保鍋爐的安全可靠運行;但運行過程中發(fā)現(xiàn)設(shè)計存在缺陷、出現(xiàn)幾次事故?,F(xiàn)重慶中節(jié)能三峰能源有限公司根據(jù)運行情況改造FSSS系統(tǒng),其保證鍋爐安全運行,它們投產(chǎn)初期由于系統(tǒng)設(shè)置和實際運行工況存在偏差等原因,時常發(fā)生主燃料跳閘MFT動作,影響鍋爐安全機(jī)組的穩(wěn)定運行。經(jīng)一段時間的不斷摸索和對系統(tǒng)的改進(jìn),該FSSS系統(tǒng)已不僅能保證安全,而且能保證機(jī)爐系統(tǒng)長期穩(wěn)定的運行。

2 FSSS系統(tǒng)功能

2.1 主要功能及現(xiàn)場概況

主要功能:燃燒器管理、程控點火、燃料信號檢測、爐膛壓力檢測、電氣信號檢測、火焰信號檢測與滅火保護(hù)、故障自診斷、現(xiàn)場信號異常報警、MFT信號輸出、爐膛壓力跨越保護(hù)邏輯功能、爐膛吹掃、MFT首次事故記憶、分析顯示、事故動作原因順序記錄功能、與DCS通訊。

FSSS系統(tǒng)一般分為兩個部分,即燃燒器控制系統(tǒng)BCS(Burner Contrlo System)和燃料安全系統(tǒng)FSS(Fuel Safety System)。重慶中節(jié)能三峰能源有限公司220t/h次高溫次高壓自燃循環(huán)汽包爐,設(shè)計有高爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣、焦?fàn)t煤氣三種燃料,其中焦?fàn)t煤氣用于點火,正常運行中混合燃燒。鍋爐高爐煤氣共有16個旋流式燃燒器,四角布置四層,每層4個;下面兩層高爐煤氣燃燒器中心為焦?fàn)t煤氣,同時每個燃燒器配置一個點火槍。130t/h次高溫次高壓自燃循環(huán)汽包爐,設(shè)計有高爐煤氣、焦?fàn)t煤氣兩種燃料,其中焦?fàn)t煤氣用于點火,正常運行中混合燃燒;鍋爐高爐煤氣共有6個旋流式燃燒器,前墻布置,每層3個;下面兩層高爐煤氣燃燒器中心為焦?fàn)t煤氣,下面一層每個燃燒器配置一個點火槍。

2.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

FSSS系統(tǒng)主要由FSSS工作站,火焰檢測系統(tǒng)、程控點火系統(tǒng)及其它檢測系統(tǒng)和相應(yīng)的控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成。FSSS工作站主要包含邏輯控制系統(tǒng)、工業(yè)計算機(jī)、系統(tǒng)電源、火焰檢測系統(tǒng)、程控點火系統(tǒng)。

2.3 爐膛吹掃

FSSS邏輯控制的一個核心問題是通過周密的安全連鎖和許可條件,防止可燃性混和物在爐膛、煙道、煤氣管道和燃燒器中積存,以防止?fàn)t膛產(chǎn)生爆炸。FSSS的吹掃控制功能主要是在吹掃前對鍋爐的有關(guān)設(shè)備進(jìn)行安全性檢查,在滿足全部吹掃許可條件后,開始進(jìn)行吹掃。吹掃時,切斷所有進(jìn)入爐膛的燃料輸入,吹掃完成后即可進(jìn)入點火邏輯。

130t/h燃?xì)忮仩t火焰檢測每層設(shè)置3個檢測點,在每層的3個火焰強(qiáng)度信號中,當(dāng)同時有2個以上的火焰強(qiáng)度信號連續(xù)在無火延時內(nèi)低于無火閥值時,則該層為滅火邏輯有效;當(dāng)每層滅火邏輯均有效時則全爐膛滅火邏輯有效,F(xiàn)SSS將輸出全爐膛滅火MFT跳閘信號(條件:火焰保護(hù)和爐膛安全保護(hù)均投入閉環(huán))。全爐膛滅火保護(hù)邏輯圖見圖1。

圖1 全爐膛滅火MFT邏輯圖

2.4 爐膛壓力高、低MFT邏輯

爐膛壓力高M(jìn)FT輸出邏輯是爐膛壓力高信號3取2邏輯。在三個爐膛壓力高信號中,當(dāng)同時有兩個以上的爐膛壓力高信號連續(xù)在壓力延時內(nèi)有效時,F(xiàn)SSS將輸出爐膛壓力高M(jìn)FT跳閘信號(條件:爐膛安全保護(hù)投入閉環(huán))。

爐膛壓力低MFT輸出邏輯是爐膛壓力低信號3取2邏輯。在三個爐膛壓力低信號中,當(dāng)同時有兩個以上的爐膛壓力低信號連續(xù)在壓力延時內(nèi)有效時,F(xiàn)SSS將輸出爐膛壓力低MFT跳閘信號(條件:爐膛安全保護(hù)投入閉環(huán))。爐膛壓力高、低MFT邏輯圖見圖2。

圖2 爐膛壓力高、低MFT邏輯圖

3 燃燒器系統(tǒng)

包括高爐煤氣、焦?fàn)t煤氣燃燒器和點火系統(tǒng)、同時點火系統(tǒng)包括焦?fàn)t煤氣調(diào)節(jié)閥和點火槍。FSSS控制其啟動、停止和跳閘。每個點火槍可以單獨控制,在具備以下鍋爐點火條件后,就可發(fā)出點火指令:①無MFT發(fā)生;②爐膛壓力正常;③燃?xì)鈮毫φ?;④火檢冷卻風(fēng)壓力正常;⑤焦?fàn)t煤氣總閥開到位。

3.1 具體點火過程分為下面方法

3.1.1 點火條件和點火流程圖(見圖3)

3.1.2 130T/HPLC點火控制系統(tǒng)圖(如圖4)

3.1.3 220T/HLC點火控制系統(tǒng)圖(如圖5)

3.2 手動點火操作

手動點火過程中的“手動/自動打開點火閥門”操作,在手動點火過程中,點火開始后對點火閥門的操作可以是手動打開閥門,也可以設(shè)置成由軟件自動打開點火閥門。

手動點火工作流程:

A.點火條件允許后,可以進(jìn)行點火操作。

B.點擊“進(jìn)點火槍”按鈕,執(zhí)行進(jìn)點火槍操作。

C.就地控制柜進(jìn)點火槍。

D.點火槍到位后,點擊“點點火槍”按鈕,執(zhí)行點火操作。

E.就地控制柜點點火槍。

F.如果“手動/自動打開點火閥門”設(shè)置為自動開閥,則軟件自動打開點火閥門。

圖3 程控點火邏輯圖

圖4

圖5

G.如果“手動/自動打開點火閥門”設(shè)置為手動開閥,則點擊“開點火閥”按鈕,執(zhí)行開點火閥操作。

H.手動點火時間到,停止點火。手動點火時間可以通過軟件進(jìn)行此時間參數(shù)的設(shè)置。

I.點擊“退點火槍”按鈕,執(zhí)行退點火槍操作。

J.就地控制柜退點火槍。

K.火焰檢測器檢測火焰強(qiáng)度。

L.當(dāng)火焰強(qiáng)度小于點火火焰閾值時,自動關(guān)閉點火閥門,此次自動點火不成功結(jié)束。

M.當(dāng)火焰強(qiáng)度大于點火火焰閾值時,點火閥門保持打開狀態(tài),此次點火成功結(jié)束。

3.3 自動點火工作流程

A.點火條件允許后,可以進(jìn)行點火操作。

B.點擊“自動按鈕”,執(zhí)行自動點火操作。

C.就地控制柜自動進(jìn)點火槍。

D.點火槍到位后,自動執(zhí)行點火操作。

E.監(jiān)控軟件檢測到點火槍開始點火后,打開點火閥門。

F.自動點火時間到,停止點火。自動點火時間可以通過就地點火柜的時間繼電器設(shè)置。

G.自動退點火槍。

H.火焰檢測器檢測火焰強(qiáng)度。

I.當(dāng)火焰強(qiáng)度小于點火火焰閾值時,自動關(guān)閉點火閥門,此次自動點火不成功結(jié)束。

J.當(dāng)火焰強(qiáng)度大于點火火焰閾值時,點火閥門保持打開狀態(tài),此次點火成功結(jié)束。

K.燃燒器系統(tǒng)包括高焦?fàn)t煤氣母管、母管支管的快關(guān)閥和調(diào)節(jié)閥及燃燒器的控制。燃燒器的投運和停止可以單獨控制,當(dāng)燃燒器啟動許可條件滿足且吹掃結(jié)束,MFT復(fù)歸后,就可以推進(jìn)點火槍。

4 實際應(yīng)用中面臨的問題及改進(jìn)方法

4.1 對燃?xì)忮仩tFSSS的重視程度不夠

燃?xì)忮仩t點火及運行是一種高危險的作業(yè),其生產(chǎn)過程具有高溫、高壓、易燃、易泄漏、中毒等特點。對燃?xì)忮仩t的安全配備重視不夠,并未配備有完善的燃?xì)忮仩t爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)、導(dǎo)致在生產(chǎn)運行中,處理故障不及時或發(fā)生失誤,就會發(fā)生嚴(yán)重的生產(chǎn)設(shè)備事故,對企業(yè)的安全生產(chǎn)造成了極大在威脅。

4.2 應(yīng)用中問題及原因分析

FSSS系統(tǒng)投運初期,出現(xiàn)6次MFT誤動導(dǎo)致的停爐停機(jī)事件,分析其原因為:

(1)因取壓信號管敷設(shè)在室外部分未采取隔熱措施,溫度過高誤發(fā)信號而停爐;

(2)因熱控元件質(zhì)量不可靠(爐膛壓力、汽包水位、燃?xì)鈮毫Φ龋┕收险`發(fā)信號;

(3)因燃料運行方式調(diào)整,而引起的MFT動作的燃?xì)鈮毫ΡWo(hù)邏輯未及時更改,導(dǎo)致幾次不必要的停爐。

4.3 改進(jìn)方法

就以上具體情況經(jīng)過認(rèn)真的分析、研究,有針對性的制訂改進(jìn)方案進(jìn)行逐條整改:

(1)選擇用技術(shù)成熟、質(zhì)量可靠、性能穩(wěn)定的熱控元件,同時加強(qiáng)對該系統(tǒng)設(shè)備的點檢維護(hù)。

(2)對參與保護(hù)的每個參數(shù)從一次元件開始排查,對取樣管采取保溫、隔熱措施,所有的信號線采用屏蔽電纜盡量遠(yuǎn)離熱源、輻射、干擾并可靠接地。

(3)根據(jù)實際運行方式,及時修改FSSS系統(tǒng)引起MFT動作的燃?xì)鈮毫ΡWo(hù)邏輯:該鍋爐原設(shè)計焦?fàn)t煤氣僅用于點火,燃燒正常后即退出運行,正常運行全燃高爐煤氣;根據(jù)重鋼的煤氣平衡情況,實際運行中為高、焦?fàn)t煤氣混燒,原燃?xì)鈮毫ΡWo(hù)邏輯只要有一種燃?xì)獾膲毫_(dá)到設(shè)定保證值即使另一燃料參數(shù)正常也將引起MFT動作,導(dǎo)致不必要的停爐;后修改為:在高、焦?fàn)t煤氣混燒情況下,只要有一種煤氣參數(shù)正常就不需要跳爐,只需將達(dá)到設(shè)定保護(hù)值的煤氣快速切斷,只有在兩種燃料的壓力均達(dá)到設(shè)定保護(hù)值才引起MFT動作停爐;在燃用任何單一煤氣時,按原MFT燃?xì)鈮毫ΡWo(hù)邏輯。

4.4 可靠性和穩(wěn)定性

采取措施后,220t/h、130t/h鍋爐運行二年多再未出現(xiàn)MFT誤動現(xiàn)象,確保了鍋爐機(jī)組的安全穩(wěn)定運行。因此加強(qiáng)同行業(yè)燃?xì)忮仩tFSSS系統(tǒng)應(yīng)用研究的技術(shù)交流非常必要和重要,來提高燃?xì)忮仩t安全保護(hù)技術(shù)發(fā)展的水平,增強(qiáng)保護(hù)系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。

5 結(jié)束語

FSSS鍋爐安全監(jiān)控系統(tǒng)是現(xiàn)代鍋爐機(jī)組必須具備的一種監(jiān)控系統(tǒng)。在重慶中節(jié)能三峰能源有限公司220t/h、130t/h全燃?xì)忮仩t機(jī)組的成功改造應(yīng)用,使鍋爐的自動化程度得到極大有提高,降低了事故處理的時間,保障了設(shè)備的安全性;該系統(tǒng)具有較高的可靠性、能適應(yīng)各種不同的運行方式,設(shè)備質(zhì)量可靠,能確保全燃?xì)忮仩t機(jī)組的安全、穩(wěn)定運行。

[1]電力建設(shè)施工及驗收技術(shù)規(guī)范鍋爐篇.

[2]《多燃燒器鍋爐爐膛防外爆/內(nèi)爆標(biāo)準(zhǔn)》(ANSI/NFPA8502).

[3]《火力發(fā)電廠鍋爐爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范書》(G-RK-95-52).

[4]《蒸汽鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》.

TK32

A

1004-7344(2016)09-0238-02

2016-3-12

陳萬偉(1979-),男,工程師,從事技術(shù)設(shè)備管理工作。

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