文川++王奮進(jìn)

摘 要：從火檢的安裝和結(jié)焦情況、燃煤的煤質(zhì)、磨煤機(jī)的運(yùn)行配置、運(yùn)行人員的經(jīng)驗(yàn)等方面對(duì)四川華電珙縣發(fā)電有限公司#2機(jī)組發(fā)生的臨界火焰保護(hù)動(dòng)作MFT事故進(jìn)行分析，并提出相應(yīng)的預(yù)防措施。

關(guān)鍵詞：臨界火焰；W型火焰鍋爐；火檢；煤質(zhì)；磨煤機(jī)

中圖分類號(hào)：TK227 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）20-0097-02

四川華電珙縣發(fā)電有限公司（以下簡(jiǎn)稱珙縣電廠）一期工程為2×600MW超臨界機(jī)組，鍋爐采用東方鍋爐（集團(tuán)）股份有限公司制造的DG-1950/25.4-Ⅱ8型超臨界參數(shù)、W型火焰燃燒、垂直管圈水冷壁變壓直流、一次再熱、平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣、全鋼架、全懸吊結(jié)構(gòu)П型鍋爐。鍋爐配套有6臺(tái)雙進(jìn)雙出磨煤機(jī)，24只雙旋風(fēng)煤粉濃縮燃燒器，每臺(tái)磨煤機(jī)帶4只煤粉燃燒器，雙旋風(fēng)煤粉燃燒器順列布置在下爐膛的前后墻爐拱上，前、后墻各12只。制粉系統(tǒng)配置6套冷一次風(fēng)機(jī)正壓直吹式制粉系統(tǒng)，每套系統(tǒng)由1臺(tái)雙進(jìn)雙出磨煤機(jī)、兩臺(tái)電子稱重給煤機(jī)、2臺(tái)動(dòng)態(tài)煤粉分離器組成。

珙縣電廠#2機(jī)組于2011年8月投產(chǎn)。2016年11月21日，珙縣電廠#2機(jī)組發(fā)生一起因鍋爐臨界火焰保護(hù)動(dòng)作導(dǎo)致的機(jī)組非停事件。這是珙縣電廠投產(chǎn)以來(lái)第一次因?yàn)榕R界火焰保護(hù)動(dòng)作而發(fā)生的機(jī)組非停事件，本文通過對(duì)這起事件發(fā)生的原因進(jìn)行分析，提出對(duì)應(yīng)的預(yù)防措施，防止此類事件再次發(fā)生。

1 臨界火焰保護(hù)動(dòng)作過程及原因分析

1.1 臨界火焰保護(hù)動(dòng)作過程

11月21日22：00，#2號(hào)機(jī)組發(fā)電負(fù)荷365MW，磨煤機(jī)A、B、C、E運(yùn)行，爐膛負(fù)壓-141Pa，燃燒穩(wěn)定。22：10，脫硫值班人員通知值長(zhǎng)脫硫E漿液循環(huán)泵減速機(jī)溫度高已停運(yùn)需檢修，同時(shí)煤質(zhì)較差，原煙氣含硫量10030mg/m3（脫硫設(shè)計(jì)值上限為9062mg/m3）無(wú)法滿足SO2達(dá)標(biāo)排放。22：19，值長(zhǎng)下令機(jī)組發(fā)電負(fù)荷由365MW減到330MW。22：47發(fā)電負(fù)荷減到330MW，爐膛負(fù)壓-158Pa。23：12，發(fā)電負(fù)荷330MW，爐膛負(fù)壓-153Pa。23：12：27，#2機(jī)組跳閘，事故首出為鍋爐“臨界火焰”保護(hù)動(dòng)作，MFT動(dòng)作。

1.2 臨界火焰保護(hù)動(dòng)作原因分析

臨界火焰是指在一定時(shí)間內(nèi)，爐膛內(nèi)熄火燃燒器的數(shù)量與總的運(yùn)行燃燒器數(shù)量之比達(dá)到某百分?jǐn)?shù)，爐膛燃燒不穩(wěn)，出現(xiàn)滅火前的“臨界火焰”[1]。出現(xiàn)了臨界火焰時(shí)，如果不觸發(fā)MFT則會(huì)在爐膛中形成可燃性混合物的積累，進(jìn)而引起爐膛爆燃事故的發(fā)生。

珙縣電廠鍋爐主保護(hù)中臨界火焰的定義為：鍋爐負(fù)荷>35%BMCR；無(wú)RB動(dòng)作；A-F組（包括油和煤燃燒器）9s內(nèi)無(wú)火焰數(shù)量>2個(gè)；A-F組（包括油和煤燃燒器）9s內(nèi)無(wú)火焰數(shù)量，在運(yùn)行的燃燒器火焰數(shù)量中占比>0.5，四個(gè)條件同時(shí)滿足則臨界火焰動(dòng)作觸發(fā)MFT。

通過調(diào)用DCS系統(tǒng)歷史趨勢(shì)和SOE記錄追蹤確認(rèn)：運(yùn)行的A、B、C、E四臺(tái)磨煤機(jī)對(duì)應(yīng)A1—A4、B1—B4、C1—C4、E1—E4火檢，其火檢信號(hào)在機(jī)組減負(fù)荷前，相對(duì)較為穩(wěn)定，波動(dòng)較?。粶p負(fù)荷后，信號(hào)相應(yīng)減弱，部分信號(hào)波動(dòng)較大。在“臨界火焰”保護(hù)動(dòng)作前9秒內(nèi)16支煤火檢中有8支（A1、A4、B1、B2、B4、C1、C2、E2，如圖1）檢測(cè)到無(wú)火信號(hào)（熄火數(shù)量占50%），“臨界火焰”保護(hù)動(dòng)作，鍋爐MFT，聯(lián)動(dòng)汽機(jī)ETS保護(hù)動(dòng)作，發(fā)電機(jī)解列。

1.2.1 火檢的影響

如果火檢安裝位置不合適，將會(huì)影響火檢對(duì)火焰的測(cè)量。歷史經(jīng)驗(yàn)表明，在365MW的基本發(fā)電負(fù)荷下，煤質(zhì)較好，燃燒情況穩(wěn)定，運(yùn)行磨煤機(jī)對(duì)應(yīng)的火檢都能檢測(cè)到火焰，說(shuō)明火檢安裝位置是合適的。如果火檢結(jié)焦，也會(huì)影響對(duì)火焰的測(cè)量，據(jù)觀察當(dāng)時(shí)火檢不存在結(jié)焦情況。如果火檢故障，將有可能導(dǎo)致臨界火焰動(dòng)作誤動(dòng)。臨界火焰動(dòng)作后，對(duì)火檢測(cè)量系統(tǒng)檢查，結(jié)果表明火檢測(cè)量系統(tǒng)均正常。同時(shí)對(duì)機(jī)組DCS系統(tǒng)的工作情況檢查也正常，表明此次 “臨界火焰”保護(hù)動(dòng)作是正確的，不存在誤動(dòng)情況。

1.2.2 煤質(zhì)的影響

珙縣電廠設(shè)計(jì)燃用煤種為無(wú)煙煤，收到基低位發(fā)熱量19.2MJ/kg、空干基全硫2.8%。11月1-20日，進(jìn)汽車煤4.01萬(wàn)噸，收到基平均低位發(fā)熱量15.74MJ/kg，干燥基平均硫分 2.98%；進(jìn)火車煤4.18萬(wàn)噸，收到基平均低位發(fā)熱量16.665MJ/kg。燃煤摻配采取分時(shí)段方式進(jìn)行（當(dāng)日上煤情況：13：35-15：30向原煤倉(cāng)上汽車混煤1250噸，平均熱值16.37兆焦/千克，平均硫分2.92%；19：00-20：35向原煤倉(cāng)上火車混煤850噸，平均熱值17.58兆焦/千克，平均硫分3.2%），只考慮了平均熱值和硫分，沒做到全時(shí)段上煤熱值、硫分的合理均勻，各煤斗之間進(jìn)煤煤質(zhì)不一樣，同一煤斗也存在不同煤質(zhì)分層情況，摻配摻燒效果差。在低至330MW負(fù)荷情況下出現(xiàn)爐膛底部燃燒氣氛不好、著火推遲的現(xiàn)象，致使部分火檢信號(hào)出現(xiàn)大幅波動(dòng)，達(dá)到“臨界火焰”保護(hù)動(dòng)作條件，這是此次臨界火焰保護(hù)動(dòng)作的主要原因。

1.2.3 磨煤機(jī)運(yùn)行情況的影響

珙縣電廠煤粉燃燒器布置型式如圖1，從圖中可以看出，為了較好的形成W火焰使燃燒穩(wěn)定，同時(shí)也為了確保爐膛熱負(fù)荷均勻，4臺(tái)磨煤機(jī)運(yùn)行時(shí)，最好在A、B、C三臺(tái)磨中選兩臺(tái)，在D、E、F三臺(tái)磨中選兩臺(tái)。當(dāng)班因?yàn)镈2、F1、F2原煤倉(cāng)不下煤，無(wú)法運(yùn)行D、F磨煤機(jī)，被迫只能運(yùn)行A、B、C、E磨煤機(jī)，導(dǎo)致無(wú)法形成良好的W火焰，同時(shí)前墻左側(cè)和后強(qiáng)右側(cè)燃燒較弱。在發(fā)電負(fù)荷降至330MW后，爐膛燃燒減弱，為臨界火焰保護(hù)動(dòng)作埋下了隱患，這是臨界火焰保護(hù)動(dòng)作的原因之一。

1.2.4 運(yùn)行人員經(jīng)驗(yàn)的影響

對(duì)運(yùn)行值班人員而言，經(jīng)驗(yàn)是十分重要的，但過分的依賴經(jīng)驗(yàn)也容易出現(xiàn)問題。機(jī)組歷年曾多次降負(fù)荷至發(fā)電負(fù)荷330MW左右，都燃燒穩(wěn)定且沒有投油穩(wěn)燃。此次減負(fù)荷前后，爐膛負(fù)壓、氧量和全爐膛火焰工業(yè)電視均正常，雖然DCS屏幕下方報(bào)警滾動(dòng)條中有煤火檢無(wú)火報(bào)警，但因?yàn)閿?shù)量多頻率快而且還有誤發(fā)報(bào)警信號(hào)，所以沒有引起值班人員的足夠重視，沒有重點(diǎn)觀察煤火檢情況，這是臨界火焰保護(hù)動(dòng)作的原因之一。endprint

2 預(yù)防措施及建議

2.1 加強(qiáng)火檢清焦工作

從長(zhǎng)期運(yùn)行觀察來(lái)看，火檢經(jīng)常出現(xiàn)結(jié)焦的情況，這將降低火檢的檢測(cè)性能，從而引起臨界火焰保護(hù)誤動(dòng)。在機(jī)組運(yùn)行期間，當(dāng)發(fā)現(xiàn)某一臺(tái)磨的4只煤火檢中有一只煤火檢模擬量顯示低于20%且另一只煤火檢模擬量顯示低于50%時(shí)，應(yīng)聯(lián)系檢修對(duì)結(jié)焦火檢清焦。由于B、E磨煤機(jī)原來(lái)裝設(shè)了微油點(diǎn)火裝置，導(dǎo)致這兩臺(tái)磨煤機(jī)對(duì)應(yīng)煤火檢因?yàn)樵O(shè)備擋住無(wú)法清焦，一旦結(jié)焦，將嚴(yán)重威脅機(jī)組安全，建議盡快拆除這兩套目前沒有使用的設(shè)備。另外，由于各種原因，目前#1機(jī)組已經(jīng)有12只火檢無(wú)法清焦，占了總共24只火檢的一半，使得臨界火焰保護(hù)誤動(dòng)的機(jī)率大幅上升，這需要引起重視。

2.2 加強(qiáng)燃料管理

修訂完善燃煤入場(chǎng)管理、煤場(chǎng)管理、摻配摻燒等管理制度，嚴(yán)格執(zhí)行，確保鍋爐燃料燃燒穩(wěn)定性。嚴(yán)格執(zhí)行入場(chǎng)煤管理制度，對(duì)不合格的電煤拒收；依據(jù)精細(xì)化煤場(chǎng)管理要求，科學(xué)規(guī)劃分區(qū)堆放，確保煤場(chǎng)各堆放點(diǎn)煤質(zhì)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠，有效指導(dǎo)摻配摻燒；合理安排輸卸煤設(shè)備的檢修計(jì)劃，保證系統(tǒng)可靠性，為摻配摻燒提供基礎(chǔ)保障。

2.3 合理安排磨煤機(jī)運(yùn)行

當(dāng)基本發(fā)電負(fù)荷365MW時(shí)，最少4臺(tái)磨煤機(jī)運(yùn)行，此時(shí)最好在A、B、C三臺(tái)磨中選兩臺(tái)，在D、E、F三臺(tái)磨中選兩臺(tái)，確保燃燒穩(wěn)定和熱負(fù)荷均勻。高負(fù)荷當(dāng)5臺(tái)磨煤機(jī)或6臺(tái)運(yùn)行時(shí)，運(yùn)行磨煤機(jī)的燃燒器比較對(duì)稱，在煤質(zhì)良好、合理配風(fēng)的情況下均能較好的形成W火焰，一般不存在燃燒不穩(wěn)的情況。因此，要注意基本負(fù)荷和低負(fù)荷情況下，磨煤機(jī)合理安排磨煤機(jī)運(yùn)行。當(dāng)遇到有磨煤機(jī)故障，應(yīng)通知檢修盡快處理。同時(shí)，調(diào)整各磨煤機(jī)參數(shù)，確保磨煤機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行。一次風(fēng)機(jī)壓力投自動(dòng)，調(diào)整容量風(fēng)門在25%～75%之間，使得磨煤機(jī)各出粉管風(fēng)速合理。給煤機(jī)投自動(dòng)，跟蹤磨煤機(jī)料位，使得料位控制在600Pa～900Pa。結(jié)合旁路風(fēng)門，使得磨煤機(jī)各出粉管風(fēng)溫在100℃～120℃之間。調(diào)整磨煤機(jī)動(dòng)態(tài)分離器變頻在合理位置，一般在70%～100%之間，確保煤粉細(xì)度，使得燃燒穩(wěn)定。當(dāng)單臺(tái)磨煤機(jī)火檢失去達(dá)到1/2時(shí)，應(yīng)當(dāng)立即安排切換磨煤機(jī)運(yùn)行。當(dāng)發(fā)現(xiàn)爐膛有燃燒不穩(wěn)的跡象時(shí)，應(yīng)當(dāng)立即投油穩(wěn)燃。

2.4 加強(qiáng)運(yùn)行人員技能培訓(xùn)

強(qiáng)化人員培訓(xùn)，杜絕麻痹大意思想，提升運(yùn)行人員技能和責(zé)任心。加強(qiáng)運(yùn)行人員對(duì)DCS邏輯培訓(xùn)學(xué)習(xí)，了解掌握各種熱工保護(hù)的目的意義，對(duì)層出不窮的報(bào)警提示分清輕重緩急，明白其含義；再次梳理完善重點(diǎn)報(bào)警光字牌，使報(bào)警起到真正的警示提醒作用；增設(shè)臨界火焰0.25報(bào)警，即9s內(nèi)無(wú)火焰數(shù)量在運(yùn)行的燃燒器火焰數(shù)量中占比>0.25時(shí)發(fā)出紅色報(bào)警，并將報(bào)警信號(hào)置于運(yùn)行控制站前方的重要報(bào)警光字牌中，一旦部分火焰波動(dòng)，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)處理。

2.5 加強(qiáng)設(shè)備消缺管理

此次非停，脫硫E漿液循環(huán)泵故障、D2、F1、F2原煤倉(cāng)不下煤是誘因。因此，要加強(qiáng)設(shè)備消缺管理特別是重要輔助設(shè)備消缺管理，嚴(yán)格執(zhí)行消缺管理制度，做到“小缺陷不過班、大缺陷不過天”，保證消缺質(zhì)量，防止由于輔機(jī)故障減負(fù)荷，甚至造成機(jī)組非停。

3 結(jié)語(yǔ)

臨界火焰是大型鍋爐的主要保護(hù)之一，導(dǎo)致臨界火焰保護(hù)動(dòng)作的原因很多，如一次風(fēng)速就會(huì)對(duì)臨界火焰保護(hù)產(chǎn)生重大影響[2]。本文從火檢的安裝和結(jié)焦情況、燃煤的煤質(zhì)、磨煤機(jī)的運(yùn)行配置、爐膛的結(jié)焦情況、運(yùn)行人員的經(jīng)驗(yàn)等方面對(duì)珙縣電廠#2機(jī)組發(fā)生的臨界火焰保護(hù)動(dòng)作MFT非停事件進(jìn)行分析，并提出相應(yīng)的預(yù)防措施，有利于防止類似事件再次發(fā)生。

參考文獻(xiàn)

[1]DLGJ116-93.火力發(fā)電廠鍋爐爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定[S].1994.

[2]劉慶濱，曹興偉，昌樹文，金燕.600MW“W”火焰鍋爐臨界火焰保護(hù)動(dòng)作原因分析及預(yù)防[J].電站系統(tǒng)工程，2013，29（3）：37-39.endprint