锅炉 FSSS功能逻辑图
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FSSS系统总体设计分为三大部分:保护及公用逻辑、油燃烧器控制逻辑和煤层(磨组)控制逻辑。
(一)、MFT及首出跳闸逻辑MFT跳闸条件共14条。
跳闸条件为:1、两台送风机停止:当两台送风机全部停止后,发此信号。
2、两台引风机停止:当两台引风机全部停止后,发此信号。
3、2/3炉膛压力高高跳闸:当3个炉膛压力高高压力开关中有2个动作后,发此信号。
(压力定值根据锅炉厂要求定)如果出现3个动作信号状态不一致时,系统提供报警。
4、2/3炉膛压力低低跳闸:当3个炉膛压力低低压力开关中有2个动作后,发此信号。
(压力定值根据锅炉厂要求定)如果出现3个动作信号状态不一致时,系统提供报警。
5、汽包水位高高跳闸:系统接收从CCS系统发来的水位高高信号(硬接线方式),并经过5秒延时,发此信号(逻辑采用3取2完成)。
6、汽包水位低低跳闸:系统接收从CCS系统发来的水位低低信号(硬接线方式),并经过5秒延时,发此信号(逻辑采用3取2完成)。
7、煤层投入无油层投入时两台一次风机跳闸:系统判断锅炉在无油层运行并且任意磨组已经运行时,两台一次风机全部停止运行,发此信号。
8、总风量<30%跳闸:系统接收从CCS系统发来的风量<30%的信号(硬接线方式),经过2秒延时,发此信号(逻辑采用3取2完成)。
9、手动MFT跳闸:系统接收硬接线的MFT跳闸按钮来信号跳闸。
10、火焰丧失跳闸:任意磨组在投运的情况下,且无任何油层运行时,煤层火检均无火时,发此信号。
(煤层无火信号由给煤机停止信号加以确认)11、燃料丧失跳闸:任意油层投运过后,系统判断锅炉已经完成点火阶段,转而处于正常运行阶段。
如果磨煤机全停或给煤机全停同时油角阀全关或燃油快关阀全关时,发此信号。
12、火检冷却风丧失跳闸:当火检冷却风母管压力低开关有两个以上动作或两台冷却风机全停且两台一次风机全停超过10秒,发此信号。
13、点火失败跳闸:当锅炉吹扫完成后准备点火,在1小时内没有油角投运,发此信号。
编号:利港电厂4x600MW机组DCSFSSS系统逻辑功能讲义作者:刘军目录第一章炉膛安全监控系统概述m第一节FSSS 系统的主要功能m第二节形成炉膛爆燃的原因和防止措施第二章 FSSS功能组成第一节泄漏试验第二节炉膛吹扫第三节燃料安全灭火(MFT 及OFT)第四节油燃烧器管理第五节制粉系统的管理第二章杂项第一章炉膛安全监控系统概述炉膛安全监控系统 (Furnace Safeguard Supervisory System), 简称 FSSS, 是现代大型火电机组必须具备的一种监控系统,其主要功能之一是实现炉膛安全监控。
它能在锅炉正常工作和启停等各种运行方式下,连续、密切地监视燃烧系统的大量参数和状态,不断地进行逻辑判断和运算,必要时发出动作指令,使燃烧系统中的有关设备按照既定的、合理的程序完成必要的动作 , 以保证锅炉燃烧系统的安全。
有些控制系统厂家也称之为燃烧器管理系统(Burner Management System),简称BMS。
实际上它是把燃烧系统的安全运行规程用一个逻辑控制系统来实现。
采用FSSS系统不仅能完成各种操作和保护动作,还能避免运行人员在手动操作时的误操作,并能及时执行手操来不及的快速动作,如紧急切断和跳闸等。
第一节FSSS 系统的主要功能FSSS 系统的主要功能由四部分构成 :一 , 安全监控功能。
对炉膛火焰、炉膛负压、分离器水位、省煤器进口流量等参数及有关设备的状态进行连续的监控 , 在有危及锅炉安全的状态 , 例如锅炉熄火、分离器水位过高、炉膛压力过高或过低、两台送风机全部跳或两台引风机全部跳等状态出现时 , 使主燃料跳闸 (Main Fuel Trip),简称 MFT, 及燃油跳闸 (Oil Fuel Trip), 简称 OFT, 以及使相关设备跳闸 , 如磨煤机跳闸, 快速切断进入炉膛的燃料 , 以防止爆炸性燃料和空气混合物在锅炉的任何部分的积聚,确保锅炉的安全;无论什么时候, 当锅炉有关设备安全遭受危险时,运行人员都可直接启动MFT,而不需由FSSS联锁逻辑来启动跳闸。
锅炉、汽机主机部分逻辑说明(昆山二期)一、锅炉部分1、风机联锁1)引风机联锁(1)引风机停联锁:引风机急停信号、引风机变频故障、引风机工频故障,以上三个信号在停联锁中无投切开关控制,引风机电机轴承温度高65°停风机、引风机轴承温度高65°停风机,以上两个信号有投切开关,并可通过画面投切,见图1(2)引风机启动允许:引风机变频启动允许包括,无引风机急停信号、无引风机变频故障信号、无引风机工频故障信号、引风机远控、引风机备妥。
引风机工频启动允许包括,除尘器出口电动门关到位信号、除尘器旁路电动门关到位信号、无引风机急停信号、无引风机变频故障信号、无引风机工频故障信号、引风机远控、引风机备妥。
见图2图1和图2是通过引风机电机控制界面的“变频启动允许”和“工频启动允许”(图3绿色圈出部分)打开此二级扩展信息窗。
图1 图2图32)一次风机联锁(1)一次风机停联锁:一次风机急停信号、一次风机变频故障、一次风机工频故障、锅炉紧急停炉(FSSS),以上四个信号在停联锁中无投切开关控制,引风机停、一次风机电机轴承温度高75°停风机,以上两个信号有投切开关,并可通过画面投切,见图4(2)一次风机启动允许:一次风机变频启动允许和工频启动允许包括,无一次风机急停信号、无一次风机变频故障、无一次风机工频故障、引风机运行信号、一次风机远控、一次风机备妥。
见图5 图4和图5是通过一次风机电机控制界面的“启动允许”和“联锁停止”(图6绿色圈出部分)打开此二级扩展信息窗。
图4 图5图63)二次风机联锁(1)二次风机停联锁:二次风机急停信号、二次风机变频故障、二次风机工频故障、锅炉紧急停炉(FSSS)以上四个信号在停联锁中无投切开关控制,一次风机停、引风机停、二次风机电机轴承温度高75°停风机,以上三个信号有投切开关,并可通过画面投切,见图7(2)二次风机启动允许:二次风机变频启动允许和工频启动允许包括,无二次风机急停信号、无二次风机变频故障、无二次风机工频故障、引风机运行信号、一次风机运行、二次风机远控、二次风机备妥、二次风前拱风门和二次风后拱风门开度小于5%。
FSSSFSSS(Furnace Safety Supervision System)就是锅炉炉膛安全监控系统,又可称为燃烧器管理系统(BurnerManagement System)。
FSSS系统简介FSSS系统,即炉膛安全监控系统(Furnace Safeguard Supervisory System),也可称作燃烧器管理系统(Burner Management System ),简称BMS。
炉膛安全监控系统是现代大型火电机组锅炉必须具备的一种监控系统,它能在锅炉正常工作和起停等各种运行方式下,连续密切监视燃烧系统的大量参数与状态,不断的进行逻辑判断和运算,必要时发出动作指令,通过种种连锁装置,使燃烧设备中的有关部件严格按照既定的合理程序,完成必要的操作或处理未遂性事故,以保证锅炉燃烧系统的安全。
实际上它是把燃烧系统的安全运行规程用一个逻辑控制系统来实现。
采用BMS系统不仅能自动完成各种操作和保护动作,还能避免运行人员在手动操作时的误动作,并能及时执行手操来不及的快动作,如紧急切断和跳闸等。
FSSS系统功能 FSSS系统一般分为两个部分,即燃烧器控制系统BCS(Burner ControlSystem)和燃料安全系统FSS(Fuel Safety System)。
燃烧器控制系统的功能是对锅炉燃烧系统设备进行监视和控制,保证点火器,油枪和磨煤机组系统的安全启动、停止和运行。
燃料安全系统的功能是在锅炉点火前和跳闸停炉后对炉膛进行吹扫,防止可燃物在炉膛堆积。
在检测到危及设备、人身安全的运行工况时,启动主燃料跳闸(MFT),迅速切断燃料,紧急停炉。
该发电厂600MW火电机组锅炉为美国B&W公司的亚临界,一次再热,自然循环汽包炉,配有6台MPS-89G型磨煤机,每台磨煤机配一台给煤机;共36个煤粉燃烧器,前后墙对冲布置三层,每层六个;每个燃烧器配置一个CFS点火油枪;在底层与煤燃烧器同时布置12个油燃烧器,油燃烧器和点火油枪全部投入可带30%负荷;点火油枪采用高能点火器HEI引燃。
炉膛安全监控系统课程重点1、什么是炉膛安全监控系统?可以分成哪两个部分??炉膛安全监控系统:对锅炉燃烧器进行自动投切控制,以满足机组启停及增减负荷的要求,对锅炉运行状态进行监视,并确保锅炉安全保护系统。
两个部分:BCS(燃烧控制系统)和FSS(锅炉安全保护系统)。
2、FSSS的主要功能有哪些?FSSS的主要功能:点火前的吹扫;燃油投入许可及控制;煤粉投入许可及控制;持续运行监视;特使工况及监视;紧急跳闸及(MFT);跳闸后的吹扫。
3、发生锅炉炉膛爆燃的条件有哪些?发生锅炉炉膛爆燃的条件:有燃烧器和助燃空气存在;燃料和空气混合物达到爆燃的浓度;有足够的点火能量。
4、目前,占主导地位的火焰检测器是哪种类型,它是利用炉膛火焰的哪两个特征来进行火焰检测?火焰检测器是类型:光纤式火检;热膨胀式;热电式;声电式;压力式;数字图像式。
炉膛火焰的特征:气(紫外含量丰富);油(丰富的紫外光、可见光和红外光);煤(丰富的可见光、红外光、紫外含量相对较少)。
5、火检冷却风系统的作用是什么?火检冷却风系统的作用:为各个火焰检测器提供足够压力的冷却风,以保证火焰检测器的正常运行。
6、FSSS的控制逻辑可以分成哪三个部分?FSSS的控制逻辑:公用逻辑;燃油系统控制逻辑;煤层推测逻辑。
7、什么是炉膛吹扫?分析其图1所示吹扫逻辑的实现原理。
炉膛吹扫:将炉膛内的残留可燃物质清除掉,以防止锅炉点火时发生爆燃。
?吹扫逻辑的实现原理:8、什么是MFT,触发MFT的典型条件有哪些,并简单说明。
MFT:快速切断所有进入炉膛的燃料,实行紧急停炉,防止炉膛爆燃,并指示引起MFT的第一原因触发MFT的典型条件(600MW机组MFT条件):炉膛压力高高/低低;火检冷却风机出口母管/炉膛差压低低;给水流量小余??%MCR;给水泵停;在电泵、汽泵A、汽泵B同时停的情况下,造成给水丧失,必须引起MFT;延迟点火;再热器保护;失去全部燃料;失去全部火焰;临界火焰。
FSSS系统的主要控制逻辑MFT3.3.1 MFT即主燃料跳闸,作为FSSS系统的重要功能之一,它集中体现了防止炉膛爆炸的主要设计思想,它监视着炉膛的运行状态,并且当超过炉膛的安全预定条件之一时,产生一个跳闸信号去切断所有燃料。
它对锅炉运行的主要参数和设备运行状态进行连续监视。
3.3.2 MFT的逻辑是:锅炉主燃料跳闸条件共有17个,满足其中任何一个条件都将会发出主燃料跳闸指令,MFT动作后该信号通过一个R/S触发器,对首出跳闸原因进行记忆。
在规定的炉膛吹扫时间完成之前,保持MFT信号,将已经跳闸的有关设备闭锁,禁止任何燃料和点火源进入炉膛。
只有吹扫完成,MFT复位,才可以进行以后的操作。
另外,“手动MFT ”通过硬接线启动MFT硬逻辑继电器,实现MFT 跳闸输出。
3.3.3 MFT动作条件:1)手动MFT2)两台送风机全停3)两台引风机全停4)炉膛压力高:炉膛压力HH定值≥+2000Pa,三取二锅炉MFT5)炉膛压力低:炉膛压力LL定值≤-2000Pa,三取二锅炉MFT 6)总风量低于25%7)再吹扫请求8)单元火焰失去:粉层、油层投入运行时,A B C D粉层、AB BC3 YA(微油点火)油层共七层,,每层火检都失去三个及以上时触发MFT。
9)所有燃料丧失:供油快关阀关闭或所有油角阀关闭或OFT 与上所有给粉机跳闸,煤粉和油都没投时触发所有燃料失去MFT。
10)汽轮机跳闸11)汽包水位高:汽包水位HHH定值≥+250mm,三取二延时3秒锅炉MFT12)汽包水位低:汽包水位LLL定值≤-350mm,三取二延时3秒锅炉MFT13)失去火检冷却风:当A、B火检冷却风机运行信号同时消失时延时900秒触发14)油泄露实验失败15)失去一次风:在没有油层运行、有任一给粉机运行且两台一次风机同时停止时触发16)两台空预器全停17)脱硫停运3.3.4 MFT联跳设备如下:1)切断各路给粉机变频器电源2)关供油快关阀3)关所有的油角阀4)关过热器减温水、再热器减温水系统所有电动门5)停A、B一次风机6)停A、B、C、D排粉机7)跳闸汽轮机3.3.5 炉膛吹扫允许条件:1)没有MFT条件存在2)总风量大于6%或小于40%3)二次风挡板在吹扫位4)两台送风机不在停止位且两台引风机不在停止位5)全炉膛无火6)两台空预器运行7)炉膛压力正常8)油跳闸阀关闭9)所有油阀关10)所有给粉机停11)四台排粉机没有运行12)两台一次风机停13)火检冷却风正常3.3.6 炉膛点火允许条件:1)无MFT状态2) 汽包水位正常3)炉膛压力正常4)火检冷却风正常5)油泄漏试验完成6)所有油阀在关位7)所有给粉机停止3.3.7 油系统点火允许条件:1)炉膛点火允许2)吹扫蒸汽温度低<280℃取非3)吹扫蒸汽压力低<0.2MPa4)油跳闸阀开5)油跳闸阀入口压力正常≥4.0MPa6)无油跳闸阀出口压力低二值≥1.3MPa7)没有MFT\OFT3.3.8 煤系统点火允许条件:1)炉膛点火允许2)一次风压正常≥2500PA3)两台一次风机运行,或一台一次风机运行且投入煤层数小于2。
FSSS逻辑设计说明版本: A版设计人:冀焕青批准人:时间:2004年6月FSSS逻辑设计说明1 概述FSSS逻辑控制系统主要包括:公用逻辑,油层控制逻辑,煤层控制逻辑。
●公用逻辑⏹MFT逻辑⏹吹扫逻辑⏹燃油泄漏试验⏹OFT逻辑⏹锅炉允许投油⏹锅炉允许投粉⏹煤层允许投入⏹炉水循环泵控制⏹火检冷却风控制⏹密封风机控制⏹主烟道挡板⏹烟道脱硫旁路挡板甲⏹烟道脱硫旁路挡板乙⏹燃油母管跳闸阀控制⏹燃油回油跳闸阀控制●油层控制逻辑包括:⏹AB油层控制⏹BC油层控制⏹DE油层控制每一油层的控制逻辑包括:⏹油层程控逻辑⏹油角程控逻辑⏹油枪控制⏹点火枪控制⏹油阀控制⏹吹扫阀控制●煤层控制逻辑⏹A磨控制逻辑⏹B磨控制逻辑⏹C磨控制逻辑⏹D磨控制逻辑⏹E磨控制逻辑每一台磨的控制逻辑包括:⏹磨跳闸逻辑⏹磨电机控制⏹磨冷一次风关断门控制⏹磨热一次风关断门控制⏹磨出口关断门门控制⏹磨润滑油电加热器⏹磨液压站油箱电加热器⏹磨润滑油低速油泵控制⏹磨润滑油高速油泵控制⏹磨液压站加载油泵控制⏹磨辊控制⏹磨给煤机的控制⏹给煤机出口门控制⏹给煤机入口门控制2 公用逻辑本部分逻辑包括MFT逻辑,吹扫逻辑,燃油泄漏试验,OFT逻辑,锅炉允许投油,锅炉允许投粉,煤火检判断,油火检判断,RB控制逻辑,煤层允许投入,煤层投入,炉水循环泵控制,火检冷却风控制、密封风机控制、主烟道挡板、烟道脱硫旁路挡板甲、烟道脱硫旁路挡板乙、燃油母管跳闸阀控制、燃油回油跳闸阀控制。
2.1 MFT跳闸条件及首出原因:当以下任一条件成立时,分别输出到三块FBM组件,经过继电器三取二后,产生主燃料跳闸信号(MFT)。
操作台上的手动MFT按钮独立于DCS系统,通过直流继电器回路的扩展,进行相应的保护动作(详见MFT继电器回路图);同时手动MFT信号通过硬接线进入DCS系统。
MFT跳闸条件:●2台送风机全停;●2台引风机全停;●2台一次风机全停;●炉膛压力高三取二;●炉膛压力低三取二;●汽包水位高三取二;●汽包水位低三取二;●风量小于定植负荷大于50%且锅炉总风量小于30%;●燃料中断在下述条件都存在:⏹所有油角阀全关或燃油跳闸阀、回油阀全关⏹所有磨煤机全停●炉水循环泵MFT三台炉水循环泵全停或三台炉水循环泵运行且进出口差压<110KPa●失去所有火焰至少有一台磨煤机运行且所有油层、煤层火焰消失●汽机跳闸锅炉负荷不小于30%且汽机跳闸停炉。
FSSS功能说明FSSS(Furnace Safeguard Supervisory System)功能说明目录第一节泄漏试验 2第二节炉膛吹扫 3第三节燃料安全灭火(MFT及OFT) 5第四节油燃烧器管理8第五节制粉系统管理11第六节杂项16第一节泄漏试验油系统泄漏试验是针对燃油进油快关阀、燃油回油快关阀及油角阀的密闭性所做的试验。
泄漏试验分两步进行:首先试验燃油进油快关阀;然后试验燃油回油快关阀及油角阀。
有两条途径启动该试验:一是操作员直接在CRT上发出启动泄漏试验指令;二是操作员发出炉膛吹扫指令后,FSSS会自动启动该试验。
(建议把回油快关阀后压力表装在进油快关阀前)第一步:打开进油快关阀,系统充压,压力升至4.0Mpa时,关闭进油快关阀及油泵。
先假定进油快关阀不漏,90秒,若压力低至高于3.9Mpa,试验成功。
否则失败,即回油快关阀或油角阀泄漏,此时须检查回油快关阀或油角阀,如油角阀泄漏则油枪淌油。
第二步:打开油泵,打开回油快关阀,使系统压力泄压至3.9Mpa,关闭回油快关阀,90秒,若压力升至低于4.0Mpa,试验成功,否则进油快关阀泄漏。
第二步即验证第一步时的“假定进油快关阀不漏”的假设是否正确。
(压力是否有点高)注:无油泄漏时间要求。
燃油进油快关阀泄漏试验试验时,回油快关阀先打开8秒钟,将油母管中的压力泄掉,之后关闭该阀,这样就将供油泵的正常供油压力加在了进油快关阀的两端,FSSS将监视进油快关阀后压力,如果压力在90秒内没有起压,则泄漏试验成功;如果有压力,泄漏试验失败。
燃油回油快关阀及油角阀泄漏试验在这部分试验中,将打开进油快关阀来给油母管加压,油母管压力正常后关闭该阀。
如果进油快关阀后压力在90秒内降低不超过0.5MPa,则泄漏试验成功,否则泄漏试验失败。
试验顺序:1、若允许条件满足,可以从CRT上直接发出启动泄漏试验指令。
2、打开回油快关阀,泄压8秒后关阀,并在CRT上显示”燃油泄漏试验正在进行”。
锅炉FSSS功能逻辑图
1 引言
炉膛安全监控系统(Furnace Safeguard Supervisory System,简称FSSS),也称燃烧器管理系统(Burner Management System,简称BMS),是现代大型火力发电机组锅炉必须具备的一种监控系统。
它能在锅炉正常工作和启动等各种运行方式下,连续密切地监视燃烧系统的大量参数与状态,不断进行逻辑判断和运算,通过各种联锁装置使燃烧设备严格按照既定的合理程序完成必要的操作,防止爆炸性的燃料和空气混合物在锅炉的任何部分积聚,以保证操作人员和锅炉燃烧系统的安全。
设计FSSS,应保证其组成和功能的完整性、逻辑的合理性。
2 FSSS的设计组成
FSSS的设计组成如图1所示。
图1 FSSS设计组成框图
1)主控柜:包括逻辑控制主机、附件及电源系统。
工作时,监视FSSS各设备参数与状态,进行逻辑判断,发出运作指令。
2)火检柜:安装火焰检测器信号放大处理部分元件。
3)就地点火控制柜:是实现对锅炉点火设备进行顺序动作的逻辑控制部分。
通过远程/就地操作方式的切换,可实现控制点火设备的自动点火,也可实现对点火设备的单步操作。
它主要控制的就地点火设备包括高能点火装置、组合燃烧装置及油角快速关断阀等。
4)冷却风机控制柜:安装一用一备冷却风机的电气控制元件,火检冷却风机的
控制由其完成。
5)炉膛压力开关柜:安装炉膛压力开关,向主控柜发出压力高低报警信号。
6)CRT终端显示系统:计算机、CRT触摸屏、通讯接口和电缆。
3 FSSS的基本功能
FSSS的基本功能如图2所示。
图2 FSSS基本功能图
其基本功能分燃烧器控制系统和燃料安全系统两大部分,前者包括锅炉点火、油层投入和风粉系统设备启停;后者包括炉膛吹扫、炉膛火焰检测及主燃料跳闸。
各子功能说明如下:
3.1 锅炉点火
目前中大容量锅炉点火方式大致有以下三种,设计时应根据各燃烧器特点采取不同控制方案。
1)采用高能点火装置直接点燃轻油燃烧器,以轻油作为低负荷时的助燃燃料。
每一只轻油燃烧器配置一只高能点火装置,煤粉燃烧器依靠轻油燃烧着火。
2)将具有高能点火装置的轻油点火器设置在每一只重油燃烧器和煤粉燃烧器的侧面,轻油点火器由高能点火装置来点燃,其火焰以一定角度与主燃烧器喷射轴线相交,以保证可靠地点燃主燃料(重油、煤粉)。
3)采用高能点火装置点燃轻油点火器,再由轻油点火器点燃其相应的重油燃烧器,重油燃烧器点燃相邻的燃烧器中煤粉,即煤粉着火能量是由重油燃烧器提供。
3.2 油层投入
油层投入即油燃烧器的控制是燃烧控制系统中的基本功能,设计时应保证油燃烧器具有以下几个功能:
1)锅炉启动到机组带20%~30%额定负荷的全过程提供必要的燃料。
2)在锅炉主要辅机发生故障、机组减负荷运行、机组发生甩负荷停机不停炉、电网故障、主开关跳闸及机组带厂用电运行时,油燃烧器起稳定燃烧、维持低负荷运行作用。
3)点燃煤粉燃烧器。
煤粉着火需要一定的能量,投用一定数量的油燃烧器,使锅炉达到20%额定负荷以上,可以保证煤粉稳定着火燃烧。
3.3 风粉系统设备启停
3.3.1 磨煤机和给煤机的启动
由于磨煤机和给煤机是为煤粉燃烧器提供燃料的,设计时联锁说明如下:
1)如果磨煤机尚未启动,将不允许给煤机启动。
2)中速磨煤机装有石子煤斗,磨煤机排出的煤矸石、铁块等均落入石子煤斗。
因此磨煤机启动前必须将石子煤斗的进口门开启。
3)通过“磨煤机点火能量充分”条件来联锁磨煤机的启动,是指炉内热负荷达到一定值,保证煤的充分干燥和煤粉着火,设计时通过设置汽包压力大于规定值、空气预热器进口烟温达到一定值或空气预热器出口热风温度达到一定值。
4)为使进入炉膛的煤粉可靠着火,给煤机启动时必须保证点火油枪处在运行之中。
若已有一台以上给煤机在运行,说明炉内已有煤粉燃烧器投运。
5)为防止炉膛压力波动过大,在任意一台给煤机正处于启动过程时(即煤粉燃烧器正在点火),不允许其他给煤机同时启动。
3.3.2 煤粉燃烧器自动点/熄火控制
燃烧器点/熄火控制系统是一个逻辑顺序控制系统,设计时应保证以下功能:1)锅炉、燃烧器、燃料系统、监测系统、控制系统的状态正常是点火允许的条
件,缺一不可。
2)点火前后炉膛吹扫,以排除炉膛和烟道内容易引起爆燃的物质。
3)在炉膛吹扫时启动回转式空气预热器、引风机、送风机,并使吹扫风由所有二次风口喷入炉膛,以减少炉膛内的气流“死区”。
4)点火过程中异常情况作出正确处理。
3.3.3 风门挡板控制
炉膛安全监控系统根据燃烧器投入或切除状态,自动开启或关闭各风门挡板,并可根据燃料量进行比例控制、差压控制,以获得锅炉最佳的燃烧工况,设计应按以下说明进行:
1)二次风挡板由炉膛一次风箱的差压进行控制的,差压的设定值随锅炉负荷大小而改变。
2)如果二次风口内有点火油枪,则按以下原则进行控制:
A.当油枪投运时,该层的二次风挡板开度按油压大小进行比例控制。
B.当油枪停运时,仍为差压控制。
C.当煤粉燃烧器设备设置有燃料风时,燃料风门挡板开度按给粉机转速或给煤机转速进行比例控制。
D.对于三次风挡板,一般采用手动控制。
3.4 炉膛吹扫
对炉膛进行吹扫以清除所有积存在炉膛内的可燃气和可燃物,防止炉膛爆燃,炉膛吹扫设计时通常应满足的逻辑如图3所示。
图3 炉膛吹扫逻辑图
炉膛吹扫条件为:
1)所有燃料全部切断,即所有油喷嘴阀、暖炉油层跳闸阀关闭,所有磨煤机、给煤机和一次风机停运。
2)所有燃烧器风门应处于吹扫位置,即所有一次风挡板、二次风门关闭,所有
二次风(辅助风)挡板在调节位置。
3)至少有一台引风机和一台送风机在运行,且风量大于25%额定负荷风量。
4)无锅炉跳闸指令。
5)回转式空气预热器均投入运行。
6)所有层3/4检测器无火焰。
7)锅炉汽包水位正常。
8)所有系统电源正常。
设计时应有以下功能:当炉膛吹扫条件满足时,控制盘上“吹扫准备好”和“可按吹扫启动”灯亮。
运行人员按下“吹扫启动” 按钮,“正在吹扫”灯亮,而“可按吹扫启动”灯灭,吹扫完成信号送出。
复置MFT记忆,MFT灯灭,吹扫顺序结束。
3.5 炉膛火焰检测
炉膛火焰检测是FSSS的基本功能,对于炉膛灭火保护来说炉膛火焰检测至关重要,设计时应注意“有火”“无火”及“全炉膛灭火”的逻辑判断及火焰显示。
1)“层”火焰信号的检测
对于四角切圆燃烧的煤粉炉,判断如下:
A.同一层有2个探头发出“有火焰”信号时,认为本层有火焰。
B.同一层有3个探头发出“无火焰”信号时,认为本层无火焰。
2)全炉膛灭火检测
设计时应注意全炉膛灭火检测采用投票方式进行,判断不仅依赖于煤粉层火焰的工况,还依赖于油层火焰的工况,只有在煤粉层同时投灭火票时,才证实全炉膛灭火。
3)火焰显示
设计时监视界面应有开关量和模拟量(棒状)火焰显示炉膛火焰,一系列指示灯和棒状图形清晰地显示炉膛和各层燃烧器火焰的“有”和“无”,帮助运行人员判断燃烧情况,以决定下一步的操作。
3.6 主燃料跳闸(MFT)
对于MFT的设计,应具有以下功能:当有MFT条件之一成立,FSSS能迅速切断所有燃料,并将危机报警信号发至各个系统;同时显示出跳闸的第一原因,并将主燃料跳闸(MFT)状态维持到锅炉的下次启动。
3.6.1 主燃料跳闸
主燃料跳闸设计时逻辑须满足的条件,如图4所示。
图4 主燃料跳闸逻辑图
MFT动作时,不应联锁风机跳闸,以保持足够风量便于进行MFT跳闸后的吹扫工作。
3.6.2 MFT首出记忆
设计MFT首出记忆逻辑,如图5所示。
图5 MFT首出记忆逻辑图
以上逻辑可保证记忆第一动作信号,后续信号不被记忆、也不显示。
炉膛吹扫完成后,MFT记忆元件状态为“0”输出,MFT灯灭,锅炉处于运行状态中。
当锅炉联锁跳闸、炉膛压力高、炉膛压力低、全炉膛灭火或运行人员手动危机跳闸时,其中任一信号首先出现,则MFT记忆元件翻转输出“1”,跳闸原因指示灯亮。
点亮的第一动作原因指示灯在下次启动吹扫指令发出时熄灭,即MFT状态维持到下次清扫完成时为止。
4 结束语
大容量锅炉需要控制的燃烧设备数量较多,有点火装置、油燃烧器、煤粉燃烧器、辅助风挡板、燃料风挡板等,不仅类型复杂,操作过程也复杂。
对一般不能伸进和退出的点火装置以及燃烧器的火焰监视器装置等要有冷却措施,为此还设置了冷却风机。
火焰监视器是判断燃烧器点火、熄火成功与否,及对火焰进行监视的
重要装置。
由此可见,即使投入或切除一组燃烧器,也需要有相当多的操作步骤和监视判断项目,在锅炉启动或发生事故工况下燃烧器的操作更加繁杂,所以大容量锅炉的燃烧器必须采用自动顺序控制。
国内机组过去缺少这种燃烧安全监控系统,使国产锅炉的运行性能受到严重影响,锅炉的安全运行也受到威胁,因此设计合理的炉膛安全监控系统势在必行。
参考文献:
[1]中国动力工程学会.火力发电设备技术手册[M].
[2]火力发电厂锅炉炉膛安全监控系统技术规范书(G-RK-95-52)[S].
[3]叶江明,等.电厂锅炉原理及设备[M].北京:中国电力出版社,2004。