顧小楠，陳智會(huì)

（銅山華潤(rùn)電力有限公司，江蘇徐州 221000）

1 系統(tǒng)簡(jiǎn)介

銅山華潤(rùn)電力有限公司2×1000 MW機(jī)組的鍋爐，為引進(jìn)德國(guó)ALSTOM公司1000 MW超超臨界塔式鍋爐技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合上海鍋爐廠有限公司燃用煙煤的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)的超超臨界參數(shù)變壓運(yùn)行螺旋管圈直流爐，單爐膛塔式布置、四角切向燃燒、擺動(dòng)噴嘴調(diào)溫、平衡通風(fēng)、全鋼架懸吊結(jié)構(gòu)、露天布置、采用機(jī)械刮板撈渣機(jī)固態(tài)排渣的鍋爐。

鍋爐配置6臺(tái)ZGM133N中速磨煤機(jī)。每臺(tái)磨煤機(jī)對(duì)應(yīng)提供2層燃燒器所需的煤粉。鍋爐還配置了6層共24支輕油槍，采用簡(jiǎn)單機(jī)械霧化方式，燃油容量按15%MCR（Maximum Con-tinuous Rating，最大連續(xù)工況）負(fù)荷設(shè)計(jì)。鍋爐燃燒器BI，BII（對(duì)應(yīng)B磨）安裝有點(diǎn)火和低負(fù)荷穩(wěn)燃作用的微油點(diǎn)火燃燒器，共計(jì) 8 套[1]。

2 火檢冷卻風(fēng)系統(tǒng)

火檢冷卻風(fēng)系統(tǒng)為鍋爐的煤燃燒器、油燃燒器的火檢探頭提供冷卻風(fēng)，保證火檢探頭不被高溫?zé)煔鈸p壞，正常監(jiān)視火焰情況，提供正確的鍋爐內(nèi)部燃燒信息。

2.1 火檢探頭

火檢設(shè)備選用FORNEY公司的UNIFLAME型探頭，采用固態(tài)紅外、紫外和雙通道傳感器，可以檢測(cè)單燃燒器和多燃燒器目標(biāo)火焰的有無(wú)。該火檢探頭對(duì)冷卻風(fēng)源的要求為清潔干燥的冷風(fēng)。同時(shí)要保證冷卻風(fēng)流量>4 SCFM（Standard Cubic Foot per Minute，標(biāo)準(zhǔn)立方英尺每分鐘）（113 L/min），當(dāng)溫度接近探頭操作溫度的上限，或使用不潔、含塵燃料時(shí)所需冷卻風(fēng)流量為15 SCFM（425 L/min），冷卻風(fēng)壓力應(yīng)適當(dāng)超過(guò)鍋爐或風(fēng)箱的壓力，冷卻風(fēng)溫度為（-40～65）℃。

2.2 火檢冷卻風(fēng)機(jī)

火檢冷卻風(fēng)由2臺(tái)功率相同的火檢冷卻風(fēng)機(jī)提供，正常運(yùn)行時(shí)為1臺(tái)運(yùn)行、1臺(tái)備用，為鍋爐56支火檢探頭提供火檢冷卻風(fēng)。

2.3 火檢相關(guān)的保護(hù)邏輯

正常運(yùn)行中維持火檢風(fēng)機(jī)出口母管壓力逸6 kPa，出口母管風(fēng)壓<5.6 kPa時(shí)報(bào)警并聯(lián)啟備用火檢風(fēng)機(jī)。當(dāng)出口母管風(fēng)壓<3.23 kPa延時(shí)120 s，或2臺(tái)火檢冷卻風(fēng)機(jī)全停延時(shí)100 s發(fā)“火檢冷卻風(fēng)喪失”信號(hào)?！盎饳z冷卻風(fēng)喪失”或者失去全部火焰時(shí)，觸發(fā)鍋爐MFT（Master Fuel Trip，主燃料跳閘）。

3 火檢冷卻風(fēng)系統(tǒng)存在的問(wèn)題

3.1 火檢冷卻風(fēng)機(jī)的設(shè)備可靠性

火檢冷卻風(fēng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，設(shè)備可靠性較差：運(yùn)行中曾出現(xiàn)過(guò)一臺(tái)火檢冷卻風(fēng)機(jī)振動(dòng)大，無(wú)法正常運(yùn)行，僅能做緊急備用，長(zhǎng)時(shí)間單臺(tái)火檢冷卻風(fēng)機(jī)持續(xù)運(yùn)行，沒(méi)有備用風(fēng)源的情況；也曾出現(xiàn)過(guò)大風(fēng)天氣雜物堵住火檢冷卻風(fēng)機(jī)入口造成火檢冷卻風(fēng)母管風(fēng)壓低報(bào)警的情況；嚴(yán)重時(shí)出現(xiàn)過(guò)由于電纜故障造成2臺(tái)火檢冷卻風(fēng)機(jī)均無(wú)法啟動(dòng)而觸發(fā)MFT的事件。

3.2 運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性

火檢冷卻風(fēng)機(jī)長(zhǎng)期運(yùn)行，存在較高的維護(hù)費(fèi)用。正常運(yùn)行中，經(jīng)常發(fā)生火檢冷卻風(fēng)機(jī)入口濾網(wǎng)堵塞的情況，在空氣中存在大量楊絮柳絮的季節(jié)濾網(wǎng)堵塞更是頻繁發(fā)生，需要經(jīng)常性隔離一臺(tái)火檢冷卻風(fēng)機(jī)進(jìn)行清理，給日常工作增加了不必要的風(fēng)險(xiǎn)和額外的維護(hù)費(fèi)用。正常運(yùn)行時(shí)如果能停用火檢冷卻風(fēng)機(jī)改用冷一次風(fēng)作為風(fēng)源能降低廠用電，減少設(shè)備的維護(hù)費(fèi)用。

4 改造方案

由冷一次風(fēng)系統(tǒng)接一路管道至火檢冷卻風(fēng)母管替代火檢冷卻風(fēng)機(jī)，作為火檢冷卻風(fēng)風(fēng)源。正常運(yùn)行時(shí)由冷一次風(fēng)提供火檢冷卻風(fēng)。在機(jī)組啟停及一次風(fēng)系統(tǒng)異常時(shí)由火檢冷卻風(fēng)機(jī)提供火檢冷卻風(fēng)，達(dá)到機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行的目的。

4.1 可行性分析

冷一次風(fēng)母管壓力隨負(fù)荷變化而變化，一般控制>9.5 kPa，大于火檢冷卻風(fēng)的正常運(yùn)行要求值（6 kPa）和鍋爐或風(fēng)箱的壓力。

正常運(yùn)行時(shí)冷一次風(fēng)溫度一般在34℃左右，夏季溫度最高值55℃，滿足火檢探頭需求的冷卻風(fēng)溫度范圍為（-40～65）℃。

一次風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)為2臺(tái)PAF型動(dòng)葉可調(diào)軸流式一次風(fēng)機(jī)，BMCR（Boiler Maximum Continuous Rating，鍋爐最大連續(xù)蒸發(fā)量）工況下，單臺(tái)風(fēng)機(jī)進(jìn)口溫度20℃時(shí)，風(fēng)壓16.1 kPa，風(fēng)機(jī)進(jìn)口流量為5 946 000 L/min。

每臺(tái)磨的最大通風(fēng)量為1 891 000 L/min，密封風(fēng)量為138 900 L/min[2]。

按照火檢冷卻探頭需要的最大冷卻風(fēng)量計(jì)算，56只火檢探頭需要的總風(fēng)量為23 800 L/min。一次風(fēng)與火檢冷卻風(fēng)參數(shù)對(duì)比見(jiàn)表1。

表1 一次風(fēng)與火檢冷卻風(fēng)參數(shù)對(duì)比表

正常運(yùn)行中按5臺(tái)磨運(yùn)行計(jì)算，磨煤機(jī)所需的總風(fēng)量和密封風(fēng)量分別占一次風(fēng)總量的79.5%和5.8%?；饳z冷卻風(fēng)僅占一次風(fēng)總量的0.2%?？梢钥闯觯挥嗟囊淮物L(fēng)量足以滿足火檢冷卻風(fēng)的需求，且不會(huì)對(duì)一次風(fēng)產(chǎn)生影響。

4.2 改造方案

在鍋爐右側(cè)冷一次風(fēng)母管上接引DN200管道作為掃描風(fēng)源，與原火檢冷卻風(fēng)母管通過(guò)切換擋板相連。引自冷一次風(fēng)母管的風(fēng)源增加濾網(wǎng)1個(gè)，便于過(guò)濾雜質(zhì)，保證火檢冷卻風(fēng)的清潔度。濾網(wǎng)前后設(shè)有前后插板閥各1個(gè)，另設(shè)有濾網(wǎng)旁路插板閥1個(gè)（圖 1）。

4.3 改造后的運(yùn)行方式

（1）機(jī)組啟動(dòng)前，啟動(dòng)任一臺(tái)火檢冷卻風(fēng)機(jī)，關(guān)閉冷一次風(fēng)母管至火檢冷卻風(fēng)母管濾網(wǎng)前后手動(dòng)門、旁路門。2臺(tái)一次風(fēng)機(jī)啟動(dòng)正常，一次風(fēng)壓高于8 kPa時(shí)，開(kāi)啟冷一次風(fēng)母管至火檢冷卻風(fēng)母管濾網(wǎng)前后手動(dòng)門，保持旁路門關(guān)閉，火檢冷卻風(fēng)風(fēng)壓正常后停運(yùn)火檢冷卻風(fēng)機(jī)。

（2）機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)火檢冷卻風(fēng)源為冷一次風(fēng)母管接帶?；饳z冷卻風(fēng)機(jī)聯(lián)鎖投入，2臺(tái)火檢冷卻風(fēng)機(jī)主輔備用投入。

（3）機(jī)組停運(yùn)前啟動(dòng)任意一臺(tái)火檢冷卻風(fēng)機(jī)，投入風(fēng)機(jī)聯(lián)鎖，將火檢冷卻風(fēng)切至火檢冷卻風(fēng)機(jī)帶。關(guān)閉冷一次風(fēng)母管至火檢冷卻風(fēng)母管濾網(wǎng)前后手動(dòng)門、旁路門，保證火檢冷卻風(fēng)壓躍8 kPa。

（4）一次風(fēng)壓快速下降時(shí)，立即確認(rèn)火檢冷卻風(fēng)機(jī)聯(lián)鎖啟動(dòng)，否則手動(dòng)啟動(dòng)，保證火檢冷卻風(fēng)壓>8 kPa。

圖1 改造后火檢冷卻風(fēng)源系統(tǒng)

5 控制邏輯的改進(jìn)

（1）火檢冷卻風(fēng)機(jī)設(shè)有聯(lián)鎖和主輔備用。

（2）聯(lián)鎖已投入且出口母管風(fēng)壓低（臆5600 Pa）延遲2 s，且主輔備用已投時(shí)聯(lián)啟主備用風(fēng)機(jī)。

（3）聯(lián)鎖和主輔備用已投時(shí)，主備用啟動(dòng)指令發(fā)出延時(shí)15 s且出口母管風(fēng)壓低信號(hào)（臆5600 Pa）仍在；或者主備用啟動(dòng)失敗且出口母管風(fēng)壓低信號(hào)（臆5600 Pa）仍在時(shí)聯(lián)鎖啟動(dòng)輔備用。

（4）聯(lián)鎖投入，主輔電機(jī)未投入，出口母管壓力低時(shí)聯(lián)鎖啟動(dòng)兩臺(tái)風(fēng)機(jī)。

（5）MFT條件中“火檢冷卻風(fēng)喪失”內(nèi)容修改為火檢冷卻風(fēng)壓力低低（臆3230 Pa），延時(shí) 100 s（三取二）。

6 改造效果

（1）火檢冷卻風(fēng)系統(tǒng)改造后由冷一次風(fēng)作為火檢冷卻風(fēng)的風(fēng)源，原有的兩臺(tái)火檢冷卻風(fēng)機(jī)作為火檢冷卻風(fēng)的備用風(fēng)源，大大提高了火檢冷卻風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和安全性。

（2）冷一次風(fēng)壓相對(duì)較高，用冷一次風(fēng)作為火檢冷卻風(fēng)的風(fēng)源增強(qiáng)了火檢探頭的冷卻效果，降低了火檢探頭的故障率。

（3）正常運(yùn)行中火檢冷卻風(fēng)機(jī)處于備用狀態(tài)，降低了廠用電，同時(shí)降低了火檢冷卻風(fēng)機(jī)的檢修維護(hù)成本。

火檢冷卻風(fēng)機(jī)電機(jī)功率為11 kW，常年保持1臺(tái)火檢冷卻風(fēng)機(jī)運(yùn)行，系統(tǒng)改造后2臺(tái)機(jī)組每年可以節(jié)約廠用電192 720 kW·h。按上網(wǎng)電價(jià)0.4元人民幣/（kW·h）計(jì)算，2臺(tái)機(jī)組每年可節(jié)省77 088元人民幣的電費(fèi)以及額外的設(shè)備維護(hù)費(fèi)用。

7 結(jié)束語(yǔ)

此次對(duì)火檢冷卻風(fēng)系統(tǒng)的改造結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，投資少、見(jiàn)效快，消除了運(yùn)行過(guò)程中因火檢冷卻風(fēng)機(jī)故障帶來(lái)的安全隱患，火檢探頭的使用壽命延長(zhǎng)，機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性提高，經(jīng)濟(jì)效℃明顯，完全符合安全節(jié)能的理念，達(dá)到了改造的預(yù)期效果。