楊永斌

（陽城國際發(fā)電有限責任公司，山西 晉城 048102）

1 概述

某電廠安裝6臺350 MW的燃煤發(fā)電機組，鍋爐由美國福斯特·惠勒能源公司制造，為亞臨界、一次中間再熱、雙拱型單爐膛W型火焰、自然循環(huán)汽包型燃煤鍋爐，具有平衡通風、固態(tài)排渣和露天布置的特點。該廠鍋爐設計煤種為山西晉東南地區(qū)的無煙煤，由于受山西煤炭整合大環(huán)境的影響，無煙煤的供應一度吃緊，無法滿足正常發(fā)電需求，因此該廠進行了煙煤摻燒。煙煤摻燒后，由于煤種成分發(fā)生了改變，鍋爐結焦積灰比較嚴重，因而采取了多種防結焦措施，如加強鍋爐燃燒調整和對受熱面吹灰等。2011年，該廠因掉焦塌灰等原因造成機組非計劃停運達6次(非?？倲?shù)14次)。

為保證機組安全穩(wěn)定運行，該廠對2011年度的6次非停事故進行了認真分析，發(fā)現(xiàn)事故前鍋爐運行工況穩(wěn)定，無任何異?，F(xiàn)象出現(xiàn)，6次滅火均為爐膛負壓保護動作導致鍋爐總燃料跳閘(MFT)，其中2次為爐膛負壓低Ⅱ值保護動作，4次為爐膛負壓高Ⅱ值保護動作。從事故追憶曲線上可以看出：每次掉焦滅火時，爐膛負壓都是先降低后升高。掉焦后，撈渣機周圍有大量水濺出，并因爐膛內部掉大焦，發(fā)生數(shù)次撈渣機壓死情況。

對上述現(xiàn)象的分析可知，6次非停事故都是因爐膛負壓測點附近掉大焦，導致爐膛負壓大幅波動引起保護動作，而爐膛內部燃燒并沒有明顯惡化。這些非停事故說明：原先設計的爐膛負壓保護回路已無法滿足摻配煙煤燃燒的要求。為此，該廠計劃對原鍋爐主保護的爐膛負壓保護回路進行改造，以達到適應煙煤摻燒、滿足鍋爐安全的要求。

2 改造前的爐膛負壓保護原理

改造前，每臺鍋爐有12個就地爐膛壓力開關保護信號(CP001～CP012)，其中爐膛左側布置8個(CP001～CP008)，爐膛右側布置4個(CP009～CP012)。

(1) CP001/005/009這3個壓力開關量信號經(jīng)“三取二”處理后，輸出爐膛壓力低Ⅲ值信號CP911，再送入FSSS系統(tǒng)(爐膛安全監(jiān)測保護)，無延時觸發(fā)MFT(主燃料跳閘)；CP002/006/010這3個壓力開關量信號經(jīng)“三取二”處理后，輸出爐膛壓力高Ⅲ值信號CP912，再送入FSSS系統(tǒng)，無延時觸發(fā)MFT；CP003/007/011這3個壓力開關量信號經(jīng)“三取二”處理后，輸出爐膛壓力低Ⅱ值信號CP913，再送入FSSS系統(tǒng)，經(jīng)2 s延時觸發(fā)MFT；CP004/008/012這3個壓力開關量信號經(jīng)“三取二”處理后輸出爐膛壓力高Ⅱ值信號CP914，再送入FSSS系統(tǒng)，經(jīng)2 s延時觸發(fā)MFT。

(2) 爐膛壓力高、低Ⅲ值為±3 700 Pa，爐膛壓力高、低Ⅱ值為±2 000 Pa。

(3) 爐膛壓力保護采用反邏輯控制。正常情況下，所有的壓力開關量信號觸點均閉合，當每個保護信號相對應的3個壓力開關量信號觸點有2個斷開時，會形成爐膛壓力的相應保護信號，再送入FSSS系統(tǒng)，進而觸發(fā)MFT。

(4) 爐膛壓力高Ⅲ值保護觸發(fā)MFT時，會觸發(fā)鍋爐2臺送風機馬達保護停運，以防止爐膛壓力超過允許承受的正壓(＋6 239 Pa)，且停運送風機直至爐膛壓力高Ⅲ信號消失1 s。

爐膛壓力低Ⅲ值保護觸發(fā)MFT時，會觸發(fā)鍋爐2臺引風機馬達保護停運，以防止爐膛壓力超過允許承受的負壓(－6 239 Pa)，且停運引風機直至爐膛壓力低Ⅲ信號消失1 s。

3 爐膛負壓保護的改造內容

(1) 提高爐膛壓力開關保護信號的數(shù)量，調整其布置位置。

① 將原來的12個壓力開關保護信號增至16個 (CP001～CP016)。

② 爐膛的壓力開關保護信號呈平均分布，即每側8個。具體為：CP001～CP004和CP009～CP012位于爐膛左側，CP005～CP008和CP013～CP016位于爐膛右側。

(2) 改爐膛壓力保護值的處理方式，對高低Ⅱ值發(fā)出后的延時進行小幅度調整。

① 爐膛左側CP001/CP009這2個壓力開關量信號，與爐膛右側CP005/CP013這2個開關量信號，經(jīng)“四取二”處理后輸出爐膛壓力低Ⅲ值信號CP911，再送入FSSS系統(tǒng)，無延時觸發(fā)MFT。

② 爐膛左側CP002/CP010這2個壓力開關量信號，與爐膛右側CP006/CP014這2個開關量信號經(jīng)“四取二”處理后輸出爐膛壓力高Ⅲ值信號CP912，再送入FSSS系統(tǒng)，無延時觸發(fā)MFT。

③ 將爐膛左側CP003/CP011這2個壓力開關量信號經(jīng)“二取一”所得的開關信號，與爐膛右側CP007/CP015這2個開關量信號經(jīng)“二取一”所得的開關信號，將這2個開關信號進行“二取二”處理后，輸出爐膛壓力低Ⅱ值信號CP913，再送入FSSS系統(tǒng)，經(jīng)3 s延時觸發(fā)MFT。

④ 將爐膛左側CP004/CP012這2個壓力開關量信號經(jīng)“二取一”所得的開關信號，與爐膛右側CP008/CP016這2個開關量信號經(jīng)“二取一”所得的開關信號，將這2個開關信號進行“二取二”處理后，輸出爐膛壓力高Ⅱ值信號CP914，再送入FSSS系統(tǒng)，經(jīng)3 s延時觸發(fā)MFT。

(3) 其他方面的保護設置，仍舊延續(xù)以前的設計原理，不予改造。

4 改造后的效果

2012年上半年的實際運行情況表明這次改造非常成功。爐膛負壓保護改造后，在摻配煙煤燃燒的新工況下，再未發(fā)生因爐內單側或局部掉焦塌灰而導致的非停事故。這不僅保證了在摻配煙煤的新形勢下機組的安全穩(wěn)定運行，也節(jié)約了因爐膛負壓保護動作導致的非計劃停運啟機費用，還在爐內出現(xiàn)燃燒惡化時為爐膛負壓提供了可靠的保護動作，避免非停事故的再次發(fā)生。