賈延濤

摘 要：本文針對大唐洛陽首陽山發(fā)電有限責(zé)任公司ABB-SAFE FLAMETM DFS火焰檢測器（已停產(chǎn)）的升級改造，采取最接近原設(shè)計及檢修、操作習(xí)慣的改造方案，并利用拆除的舊設(shè)備作為老機組的備件，節(jié)約運行成本，并獲得較好效果。

關(guān)鍵詞：電站鍋爐；火焰檢測器；ABB；升級改造

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.21.036

1 基本情況

1.1 基本情況

首陽山公司#3、#4鍋爐型號：DGl025/18.2 —Ⅱ6，由東方鍋爐廠生產(chǎn)，型式：亞臨界一次中間再熱、自然循環(huán)、單爐膛、平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣、露天布置、全鋼架、全懸吊結(jié)構(gòu)的燃煤鍋爐。分別于1995年08月和12月投運，燃燒方式：四角切向布置20個煤粉燃燒器、8個油燃燒器（AB、BC層），最低穩(wěn)燃負(fù)荷：40%B-MCR；點火方式：輕柴油；爐膛火焰檢測器裝置為ABB公司生產(chǎn)的SAFE FLAMETM DFS T-Fired 5.83產(chǎn)品；當(dāng)時每臺鍋爐火檢系統(tǒng)共配置20組火檢傳感器及其配套裝置，自下而上分別為AA、A層4個（煤油共用）、B層4個， BC、C層4個（煤油共用），D層4個，E層4個。

1.2 火焰檢測系統(tǒng)存在的問題

經(jīng)過多年的運行、維護，#3、4機組火檢系統(tǒng)逐漸暴露出以下問題：

火檢探頭安裝位置不合理，不能正確反映實際燃燒工況，漏看、偷看現(xiàn)象嚴(yán)重，檢測可信度低；夏季火檢探頭工作環(huán)境溫度達50℃左右，超過目前使用火檢探頭承受的環(huán)境溫度，常出現(xiàn)探頭損壞或靈敏度降低現(xiàn)象，大大降低了火檢系統(tǒng)的可靠性；另外該型號探頭、火焰檢測器廠家已停產(chǎn)，備品、備件難以購買；火檢探頭鏡片與光纖之間容易積灰，影響檢測效果，給日常維護增加不少工作量；電源雖然雙路冗余，但電源監(jiān)視不夠科學(xué)，放大器其中一路電源失電不會發(fā)出報警信號，若另一路也失電將失去相應(yīng)的火焰信號造成保護誤動作；火檢系統(tǒng)經(jīng)常有火檢故障報警發(fā)生。檢修人員到位檢查時故障信號已經(jīng)消失，無故障記錄，不利于有針對性的開展檢修維護工作；探頭采用可見光波段，對燃燒火焰不能全面進行全方位動態(tài)檢測。

2 前期工作

我公司專業(yè)技術(shù)人員與國內(nèi)外火焰檢測器廠家技術(shù)人員進行多次技術(shù)交流，就鍋爐目前情況及存在的問題考察調(diào)研周邊火電機組，初步確定選用分體式“外窺型”火焰檢測器，煤火檢安裝位置不變，油火檢重新開孔安裝。改造后火焰檢測裝置實現(xiàn)“一對一”即每個火焰檢測器對應(yīng)一個燃燒器，提高鍋爐設(shè)備的可靠性。改造后拆除的舊設(shè)備，作為另外兩臺機組備件。

3 方案確定

（1）經(jīng)招標(biāo)，最終選用ABB最新型火焰檢測系統(tǒng)，對各燃燒器火嘴進行“一對一”的火焰檢測。改造后配置油火焰檢測器8個；煤火焰檢測器20個，共配置28套ABB最新型SF810火焰檢測器及光纖組件；電子間內(nèi)配置控制柜一臺，柜內(nèi)布置2套AC220V/DC24V電源模塊及14臺FAU810雙放大器智能單元。

1） SF810火焰檢測器安裝在鍋爐本體對噴嘴“一對一”檢測。

2）FAU810雙放大器智能單元分別檢測油燃燒器火焰和煤燃燒器火焰信號，并計算輸出4～20mA信號及“有火/無火”信號和故障信號，每套FAU810雙放大器智能單元可同時接受兩路DC24V電源，形成模塊級別的雙路電源熱備。

3）安裝有火焰分析軟件的上位機電腦可隨時查看每套火焰檢測器的運行曲線，也可在上位機隨時調(diào)節(jié)單獨火焰檢測器的參數(shù)。

（2）火焰檢測系統(tǒng)主要功能介紹：1）所有火焰檢測器應(yīng)能夠清晰辨別出煤和油燃燒的火焰，每個燃燒器的“油”或“煤”火焰檢測器應(yīng)有4～20mA信號輸出，以表示火焰的強度，同時還輸出各自的“有/無”信號、自檢和“故障”的干接點信號。。當(dāng)檢測系統(tǒng)故障時，能發(fā)出火檢系統(tǒng)故障信號，防止保護系統(tǒng)誤動或拒動。2） 火焰檢測器能正確監(jiān)視各種火焰狀態(tài)（如火焰頻率和強度），不發(fā)出錯誤信息?；鹧鏅z測回路的靈敏度能對低光度有足夠的響應(yīng)，并有過濾、抑制干擾光的能力。對各種干擾分別進行可靠的邏輯處理，以正確識別。3）火焰檢測器的安裝位置能使其相鄰的、對面爐膛反射的或相鄰火焰的背景干擾處于最小。火焰檢測器的視角可調(diào)整，以便在全負(fù)荷范圍內(nèi)均能觀察到火焰?；鹧鏅z測器必須有指導(dǎo)視線調(diào)整的指導(dǎo)器（電子指示器或LED指示器），使其能夠非常容易地指導(dǎo)火焰檢測器探頭的視線調(diào)整。

（3）火焰檢測器具有全電子自檢系統(tǒng)，應(yīng)提供直觀的火焰信號，確保不會提供一個虛假的“有火焰或邏輯有火焰”信號。火焰檢測器采用智能型，具有以下基本功能：

1）有火/無火閾值調(diào)節(jié)；

2）增益控制；

3）屏幕顯示火焰檢測器所有參數(shù)、報警及狀態(tài)；

4）可遠(yuǎn)程設(shè)置、調(diào)試/運行及顯示；

5）自動判別功能，每次進行有火/無火判別后，應(yīng)能推薦出下列參數(shù)：增益、增益頻率、火焰閃爍頻率、有火/無火區(qū)分比率、帶寬、閾值等。

6）提供一套在Windows平臺上開發(fā)的火焰檢測軟件，可以通過通訊網(wǎng)絡(luò)，連接整臺鍋爐上的火焰檢測器智能單元，實現(xiàn)對所有火焰檢測器的統(tǒng)一管理。并具有與DCS遠(yuǎn)程通訊功能。

4 方案實施

熱控專業(yè)與改造廠家反復(fù)多次交流，最終確定改造方案及具體改造實施辦法，在借公司低氮改造停機時間對#3、#4鍋爐進行改造，煤火檢電纜利用原有的火檢電纜，新增加的油火檢重新敷設(shè)3X2X1mm（1芯備用）屏蔽電纜。考慮到前期爐前電纜有燒損情況，本次改造爐前布置轉(zhuǎn)接接線盒，每臺接線盒布置3套火檢轉(zhuǎn)接能力，改造后如發(fā)生燒損問題更換轉(zhuǎn)接盒到火檢探頭之間5米電纜即可，為后續(xù)檢修降低成本。

（1）火檢探頭定位及組件安裝由火檢廠家現(xiàn)場指導(dǎo)，熱控專業(yè)派人協(xié)助，對每一個火檢探頭的檢測角度及視角確定，為后續(xù)檢修奠定基礎(chǔ)，同時也提高公司專業(yè)技術(shù)人員的水平。

（2）現(xiàn)場接線及受電調(diào)試由廠家完成，設(shè)備受電成功后在上位機火檢管理軟件操作頁面完成每套火焰檢測裝置的參數(shù)設(shè)置，大大節(jié)約調(diào)試時間。管理軟件輔助功能包含參數(shù)設(shè)置、強制輸出、歷史曲線記錄、參數(shù)儲存、復(fù)制等功能，改造后每套火焰檢測裝置均可在線調(diào)取歷史曲線，歷史曲線包含火焰頻率及強度，基本做到了燃燒情況“心中”有數(shù)，為后續(xù)檢修及運行提供有力依據(jù)。

（3）火檢系統(tǒng)改造后，由于需要高風(fēng)壓火檢冷卻風(fēng)系統(tǒng)，原有的火檢風(fēng)壓力不足，不能夠滿足現(xiàn)有火檢系統(tǒng)使用要求。公司決定增加管道和電動門取冷一次風(fēng)作為機組正常運行時的火檢冷卻風(fēng)使用。在冷一次風(fēng)管和火檢風(fēng)系統(tǒng)出口處各增加一個電動門，如下圖所示。

具體控制邏輯修改：

1）引入火檢冷卻風(fēng)母管壓力變送器，邏輯中設(shè)置當(dāng)火檢冷卻風(fēng)壓力大于3.5KPa時允許停兩臺火檢冷卻風(fēng)機。

2）在就地增加火檢冷卻風(fēng)壓力低于3KPa壓力開關(guān)。當(dāng)A火檢風(fēng)機運行1分鐘后，壓力低于3.0Kpa動作延時5秒，聯(lián)啟B火檢風(fēng)機。B火檢風(fēng)機運行1分鐘后，壓力低于3.0Kpa動作延時5秒，聯(lián)啟A火檢風(fēng)機。當(dāng)A、B火檢風(fēng)機任一運行，光字牌發(fā)“火檢風(fēng)機運行”報警信號。

3）原邏輯“A火檢風(fēng)機跳閘，聯(lián)啟B火檢風(fēng)機”保持不變。

4）增加“當(dāng)任意一次風(fēng)機在運行，且火檢冷卻風(fēng)壓低于3.0KPa， 聯(lián)啟A火檢冷卻風(fēng)機并聯(lián)關(guān)冷一次風(fēng)至火檢風(fēng)電動門，聯(lián)開火檢風(fēng)出口母管電動門”控制邏輯和兩臺一次風(fēng)機全停聯(lián)啟A火檢冷卻風(fēng)機并聯(lián)關(guān)冷一次風(fēng)至火檢風(fēng)電動門，聯(lián)開火檢風(fēng)出口母管電動門”控制邏輯。

5）原兩臺火檢冷卻風(fēng)機全停延時300秒MFT動作取消；火檢風(fēng)壓力低于1.6KPa（三取二）延時300秒MFT動作停爐邏輯仍保留。

6）修改后當(dāng)任一臺一次風(fēng)機運行，壓力大于3.5KPa，運行人員可手動將火檢風(fēng)切換為冷一次風(fēng)供，待系統(tǒng)壓力正常后，允許停兩臺火檢風(fēng)機。

5 結(jié)論

改造后已連續(xù)運行3年未發(fā)生錯誤報警現(xiàn)象，故障率遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于其它品牌，操作方便檢修維護簡單，說明本次改造是成功的；改造后的火檢檢修成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于改造前，#3、#4機組拆下的舊設(shè)備作為#1、#2機組備件，在降低#3、#4機組運行成本的前提下也降低為#1、#2機組的運行成本；改造后火焰閃爍頻率、火焰亮度均記錄歷史曲線，歷史數(shù)據(jù)可查，不僅僅作為火焰“有無”判斷，為運行參考也提供數(shù)據(jù)分析依據(jù)，可作為行業(yè)樣板進行推廣。