老厂锅炉改造使用FSSS分析

１８２００２年第５期

老厂锅炉改造使用ＦＳＳＳ分析

杨承华

（上海电力股分有限公司闵行发电厂，上海２００２４５）

关键词：燃煤锅炉；炉膛；安全监控系统；火焰监测摘要：介绍闵行发电厂对８、９号机组进行改造，配置炉膛安全监控系统（ＦＳＳＳ），提高机组安全运行的经验。ＦＳＳＳ不仅能自动完成各种操作和保护动作．还可避免运行人员在手动操作时发生误动作，及时执行紧急停炉等保护指令。中图分类号：ＴＭ６２１．２文献标识码：Ｂ文章编号：１００１—９５２９（２００２）０５—００１８一０３

我厂建于１９５８年，经过多次扩建改造，现有

６台１２５ＭＷ及以上发电机组。其中８、９号机组

是国产同类机组中的第一代产品。汽轮机原采用上海汽轮机厂生产的１２５ＭＷ超高压中间再热

凝汽式汽轮机，配上海锅炉厂生产的４００ｔ／ｈ超高压一次中间再热锅炉。锅炉原设计为煤油两用，１９７３年建成后烧重油，１９８３年将燃油锅炉改为燃

煤锅炉。为了适应电力走向市场，竞价上网的需要，从１９９９年底开始，对８、９号机组进行了根本性改造，并配置了炉膛安全监控系统（ＦＳＳＳ）。

１安装ＦＳＳＳ的必要性

炉膛外爆一般有３个条件：（１）有燃料和助燃

空气的积存；（２）燃料和空气的混合物达到了爆燃

的浓度（混合比）；（３）有足够的点火能源。三者缺一不可，关键是锅炉在启动过程中，尽量要避免燃料和助燃空气的大量积存。要做到这一点是很困

难的，因为从发现灭火到切断燃料的这段时间里，

已经有一定量的燃料进入炉膛，加上阀门、挡板等的动作滞后和阀门关闭不严，以及从阀门挡板到炉膛之间还有一段管道，都可能将燃料继续送入

炉膛而造成爆燃。据原水电部防止锅炉灭火放炮

经验交流会纪要记载，全国每年发生多起重大的

锅炉灭火放炮事故，仅１９８２年和１９８３年上半年，就有１５台锅炉发生灭火放炮事故，其中大多数是

４００ｔ／ｈ及以上的大容量锅炉，有的新装锅炉在启动试运中，发生了锅炉灭火放炮事故，造成设备严

重损坏，抢修长达数月，费用高达数十万。

我厂也有过深刻的教训。１１号机组由于未装ＦＳＳＳ，在１９９５年５月７日１５：４０，因煤质差引起炉膛负压突然负到炉顶熄火，司炉刚起身准备手揿紧急停炉按扭时，还来不及切断燃料，就发生了

炉膛爆炸，造成后炉墙东南角裂开，３号角水冷壁

拉开，酿成事故。事故原因是炉膛负压管堵塞，保护未动作。因此，老厂锅炉改造，安装ＦＳＳＳ是完

全必要的。

２锅炉改造后ＦＳＳＳ功能

２．１油泄漏试验炉膛点火前必须先进行油泄漏试验，无泄漏

才能实施炉膛吹扫。试验的目的是为了防止点火

前油漏人炉膛，在点火瞬问发生爆炸。试验时必须

满足所有油枪角阀关闭，油枪一次门开启和油跳

闸阀前燃油压力达３．ＯＭＰａ后方可进行。

ＦＳＳＳ检测时，首先打开油跳闸阀和油循环

阀进行充油，３０ｓ后关闭油循环阀，对油系统的各

部分进行３０ｓ充压，然后关闭油跳闸阀；油跳闸

阀关闭后进行３０ｓ的检测，由油跳闸阀前后压差是否大于０．２ＭＰａ来判断是否泄漏。若不泄漏，

打开油循环阀６０ｓ进行泄油，泄油后关闭油循环

阀，进行６０ｓ检测，用油跳闸阀前后压差大于２．８ＭＰａ来判断是否泄漏。另外，在ＣＲＴ画面上，也可直观地反映出油泄漏试验过程、结果、相应信息

或报警信息。２．２点火前炉膛吹扫（１）炉膛吹扫条件。即油跳闸阀已关；油角阀

全关；一次风机全停；磨煤机全停；给煤机全停；任

一预热器已运行；任一吸送风机运行；无ＭＦＴ指令；全炉膛无火；元火检故障信号；汽鼓水位正常；

总风量大于２５％（８号炉额定总风量４９０ｔ／ｈ）。以

上１２个条件同时满足后方可吹扫。

吹扫时总风量应大于２５％，吹扫时间大于等

　万方数据２００２年第５期

于３００ｓ。吹扫完成后，开启油跳闸阀和油循环阀。油跳闸阀开启后，燃油控制“油层启动许可”变“绿

色”，此时即可投油枪点火。吹扫时炉膛压力保持

在一５０Ｐａ以上。（２）油系统控制和强制循环。油跳闸阀前油压

低，延时５ｓ，关闭油跳闸阀和油循环阀。发生ＭＦＴ后，关闭油跳闸阀和油循环阀。为了防止重

油在环境温度较低时冻住，在ＭＦＴ发生后３

ｍｉｎ，运行人员确认强制打开油跳闸不会对锅炉

造成危害时，可通过ＦＳＳＳ画面打开油跳闸阀。油枪分上、下两层，四角布置，采用机械雾化，

蒸汽吹扫。可通过自动顺序程控投用和退出，也可以由运行人员在ＦＳＳＳ画面进行单步操作或切到

就地单步操作。投用油枪要到位，吹扫３０ｓ，将高

能点火器打火，然后开启进油角阀。如果油角阀打

开后５ｓ检测不到火焰，关闭油角阀。停用油枪时关闭油角阀，吹扫３０ｓ，退出油枪。

２．３燃料跳闸

ＭＦＴ是系统中最重要的保护功能，在可能出现炉膛爆炸或其它危及锅炉安全的情况下，立即

切断所有进入炉膛的燃料，确保机组安全。如燃料

中断（油跳闸阀或油枪角阀关闭且磨煤机全停）、全炉膛火焰丧失（煤为４选３灭火；油为４选４灭

火）等任何一种异常情况出现，都将引起ＭＦＴ动作和光字牌声光报警，提醒运行人员立即进行正

确的操作和处理。当运行人员来不及反应时，ＦＳＳＳ系统将自动启动跳闸。ＭＦＴ动作后，关油循环阀和油跳闸阀，停所

有一次风机、磨煤机、给煤机；汽机跳闸，关减温水总门和事故喷水总门。２．４燃烧后炉膛吹扫

在锅炉跳闸后及重新点火前，不管停炉和重

新点火时间间隔多少，都必须吹扫５ｍｉｎ。这是由

于紧急停炉后，炉膛在瞬间熄火，残留大量燃料和

空气可燃混合物，且温度很高，可能引起爆燃。与点火吹扫不同的是，启动许可条件大为减少。

ＦＳＳＳ系统在８、９号机组上已运行一年多，实

践证明：老厂锅炉改造，投运ＦＳＳＳ非常必要。

３ＦＳＳＳ自动启动跳闸分析

２００１年７月２０日，炉高甲班早班。熄火前８

号机组负荷１２８ＭＷ，汽温、汽压、水位等参数均

在正常范围内运行，机组ＣＣＳ在出系状态，制粉系统乙、丙组（中下排）运行，２台吸风机自动投运，炉膛负压设定值在一４０Ｐａ。１４：２４：２７，ＭＦＴ

动作，ＦＳＳＳ显示首发原因为“炉膛压力低”。在处

理过程中，炉膛吹扫多次失败（总风量小于２５％

动作），最后于１７：５５并网发电。

７月２６日，炉高乙班早班。熄火前８号机组负荷１１９ＭＷ，汽温、汽压、水位等参数均在正常

范围内运行，机组ＣＣＳ在出系状态，制粉系统甲、

丙组（上下排）运行，２台吸风机自动投运，炉膛负

压设定值在一４０Ｐａ。８：３０：５０，ＭＦＴ动作，ＦＳＳＳ显示首发原因为“炉膛压力低”。在处理过程中，炉

膛吹扫多次失败（水位动作），最后于１０：２６并网

发电。３．１调查炉膛熄火原因历史记录曲线及报警记录显示：在炉膛压力

低，保护开关Ａ、Ｃ两点动作前，７月２０日炉膛负压指示西侧有２ｓ短时正压，极值西侧约为１００

Ｐａ。７月２６日炉膛负压指示东西均有３ｓ短时正压，极值东西分别为２８３Ｐａ和２１４Ｐａ。之后炉膛

大幅度向负方向负，直至ＭＦＴ动作。大量程负压

表显示２次负压最大值分别为一１．７３０ｋＰａ和

一１．９４５ｋＰａ。ＭＦＴ动作前，吸、送风机电流、转速、挡板开度，制粉系统各辅机电流、转速、风压等参数在历

史记录曲线中均无异常变化。因此，炉侧调整不

当、设备故障、运行人员误操作的可能性排除。３．２分析炉膛负压高的原因

（１）２次ＭＦＴ动作前总风量分别从４７８ｔ／ｈ（最低值）上升到５６７ｔ／ｈ和从４５４ｔ／ｈ（最低值）

上升到５６２ｔ／ｈ，２次熄火前总风量分别上升８９

ｔ／ｈ和１０８ｔ／ｈ。即上升的总风量分别占熄火前总

风量的０．１８％和Ｏ．２２％。

（２）２次ＭＦＴ动作前总风量不仅产生上升，而且在产生总风量上升前有一个下降过程，即分

别下降ｉ６ｔ／ｈ和２９ｔ／ｈ。即在熄火前产生过一个较大的炉膛正压。查阅历史数据，２次熄火前分别

产生过１００Ｐａ和２８３Ｐａ的炉膛正压。（３）查阅历史数据，发现７月２０日有４只煤

喷嘴熄火，７月２６日有６只煤喷嘴熄火。２次ＭＦＴ前均产生过部分煤喷嘴熄火。虽然部分煤

喷嘴熄火，但是这些熄火煤喷嘴信号发出排列次序，是在２只炉膛负压达到一１ｋＰａ信号发出之

后。这是因为炉膛负压信号不经过变送器转换，直

　万方数据２０２００２年第５期

微机电气操作票在电厂的应用

俞向东

（上海电力股份公司闵行发电厂，上海２００２４５）

关键词：电气操作票；操作指令；数据库摘要：介绍了闵行发电厂开发电脑操作票常用功能的过程（未涉及电脑五防闭锁）。利用数据库技术实现电脑打印操作票不但提高了工作效率，而且增加了操作的正确性和可靠性，确保了电气设备的安全运行。建议老厂自行或委托开发电脑打印操作票系统时，应保证其基本功能的实现；若有可能．应与电脑模拟图系统合并，共享设备名库和设备状态库，开发出新一代的智能化操作票系统。中图分类号：ＴＰ２７３文献标识码：Ｂ文章编号：１００１—９５２９（２００２）０５一００２０—０３

我厂建于１９５８年，目前有６台１２５ＭＷ机

组，分别于１９７２～１９８５年分３期建造。早在１９８５

年，由电气运行专业人员利用Ｆｏｘｐｌｕｓ软件，开发了电脑打印操作票系统，翌年开始启用。该程序建

筑在ＤＯＳ平台和ＵＣＤＯＳ中文系统上，主要是为了提高操作票出票效率和正确率，在开发中重点

解决以下难点：（１）电气设备陈旧、数量多、类型杂，同一母线下的设备操作方法不相同。

（２）不少设备（主变压器），因检修内容或检修范围不同，操作票中的操作内容及安全措施不同，

造成其排列组合后有多种操作票。（３）因低压辅机的一次、二次设备类型多，操

作票程序设计时很困难，特别是对二次回路类型不能识别。

（４）老厂特有的一些较为复杂的电源切换等

操作。当时程序设计思路为：通过３～４级菜单选定

所要打印的操作任务，再通过与操作任务一一对应的数据库，执行显示或打印操作票。每张典型票昔牟亡任毕｝早｝年｝倦每｝佟早亡早亡辱｝毕｝辱｝阜｝譬｝辱｝乍｝辱毒阜｝辱｝任任年｝阜｝鼯阜｝辱｝年÷早｝辱｝佟佟早｝辱｝鲁｝晕｝尝｝辱｝串｝阜｝，鼯串｝半喜卓鲁卓｝阜÷

接取炉膛负压开关量信号，判断煤喷嘴是否熄火

必须经过ＦＳＳＳ计算，得到煤喷嘴熄火信号后再送到ＤＣＳ控制系统，所以这两个信号发出次序排

列颠倒。由此可见，产生如此大的炉膛负压主要原因

是部分煤喷嘴先熄火，造成炉膛负压更负，从而造

成总风量增加，由于风量的突然进入，造成炉膛温

度快速下降、一次风量和一次风速大幅度增加，喷

嘴脱火，从而再次造成炉膛负压增大，直至炉膛负

压保护动作。３．３部分煤喷嘴熄火的原因

当炉膛内的放热量小于散热量时，燃烧转向

减弱，如果此差值很大，燃烧反应就会急剧下降，当达到最低极限时就会造成煤喷嘴熄火。可从燃

煤质量、炉膛温度低、运行人员误操作、设备故障、

燃烧不稳、燃烧偏斜、塌焦等方面分析。综合上述

分析，造成２次熄火的根本原因是塌焦，再加上该炉一次风量和一次风速过大，这可从就地煤喷嘴

着火点远和磨煤机出口风压高等方面看出。４结束语

对于１２５ＭＷ以上的机组，要求ＦＳＳＳ的保

护性能优良、功能齐全、安全可靠、防止误动作。我

厂投用ＦＳＳＳ一年多来，曾发生一次误动作。

２００１年９月１日，９号机组ＵＰＳ失电，在自动切换备用电源过程中，误发全炉膛火焰丧失信

号。原因是制造厂生产的ＵＰＳ失电切换时间是３

ｍｓ，而ＦＳＳＳ全炉膛火焰监视电源插件面板上装有总电源开关和指示±１５Ｖ直流电压的指示灯，

显示直流电压供应是否正常。当总电源开关断电

时，插件板断电，造成所有插件板触点均认为无火

焰存在，在１ｍｓ内ＦＳＳＳ保护动作。针对上述事故，我厂将全炉膛火焰丧失保护