爐膛壓力保護和控制的優(yōu)化

王慶晉

（華電濰坊發(fā)電有限公司，山東 濰坊 261204）

1 概述

華電濰坊發(fā)電有限公司1號、2號機組 DCS系統(tǒng)現(xiàn)設(shè)計安裝爐膛壓力模擬量測點6個，開關(guān)量測點8個。其中上下層燃燒器之間的前后墻各安裝1臺量程為 -3 000～+3 000 Pa的壓力變送器；其余測點均安裝在爐膛遮焰角下部的鍋爐穩(wěn)燃區(qū)，左右墻各半，分別參與爐膛壓力調(diào)節(jié)、報警和爐膛保護；其中有3只量程為 -3 000～+3 000 Pa的變送器3臺，量程為-300～+300 Pa的變送器1臺；動作值+1 568 Pa的爐膛壓力高開關(guān)3只，動作值-1 666 Pa的爐膛壓力低開關(guān)3只，動作值分別為±600 Pa的爐膛壓力報警開關(guān)2只。

2 取樣裝置堵塞原因分析及處理

2.1 原取樣裝置問題

機組原始設(shè)計安裝的爐膛壓力取樣裝置內(nèi)部腐蝕嚴重，頻繁堵塞，吹掃疏通不便，嚴重影響鍋爐的安全穩(wěn)定運行。原取樣裝置如圖1所示。

爐膛壓力取樣管銹蝕堵塞。爐膛壓力取樣管材質(zhì)差（碳鋼管），容易產(chǎn)生銹蝕，而且取樣管太細（DN12 mm），容易堵塞，因而將爐膛壓力取樣管更換為不銹鋼管，減少取樣管內(nèi)銹蝕；同時將取樣管加粗，使用DN20 mm的不銹鋼管，確保取樣管暢通。

圖1 原取樣裝置

爐膛壓力取樣母管銹蝕堵塞。爐膛壓力取樣母管材質(zhì)差（碳鋼管），容易產(chǎn)生銹蝕，而且取樣管太細（DN50 mm），同時母管為水平安裝，容易積灰，產(chǎn)生堵塞，因而將爐膛壓力取樣管更換為不銹鋼管，減少取樣管內(nèi)銹蝕；同時將取樣管加粗，使用DN80 mm的不銹鋼管，確保取樣管暢通；并且重新設(shè)計爐膛壓力取樣母管的安裝方式，改為傾斜安裝，便于母管內(nèi)積灰流入爐膛［1］。

爐膛壓力取樣管積灰嚴重。原爐膛壓力開關(guān)柜安裝布置在爐膛壓力取樣孔下方，因而爐膛壓力取樣管走向存在下行段，而且取樣管太長，容易造成積灰堵塞。因而重新設(shè)計爐膛壓力開關(guān)柜安裝位置，將爐膛壓力開關(guān)柜安裝位置上移，布置在爐膛壓力取樣孔的上方，重新布置取樣管走向，盡量簡潔，縮短取樣管長度，防止取樣裝置出現(xiàn)積水現(xiàn)象［2］。

2.2 爐膛壓力取樣管吹掃問題

爐膛壓力取樣管原設(shè)計吹掃效率低下，1臺爐共8根母管，對每根母管吹掃需拆卸4個螺母。現(xiàn)重新設(shè)計安裝新的取樣母管，可通過拆卸取樣母管法蘭盤中間的1個螺母即可進行清掃，如圖2所示。

圖2 改造后取樣裝置

2.3 取樣母管后端易產(chǎn)生泥漿堵塞問題

由于爐膛壓力取樣母管后端蓋法蘭密封不嚴，導(dǎo)致取樣母管后端蓋漏氣，在內(nèi)外溫差的作用下，取樣母管內(nèi)后端易產(chǎn)生結(jié)露現(xiàn)象，與積灰混合產(chǎn)生泥漿，堵塞取樣母管。對取樣母管后端蓋法蘭增加橡膠密封墊，增強取樣母管密封性，并對取樣母管進行外部保溫，減小溫差，保證取樣管路暢通。

2.4 取樣管吹掃條件和制度問題

因為對爐膛壓力取樣管積灰堵塞情況估計不足，原吹掃制度規(guī)定每季度清理1次爐膛壓力取樣管?，F(xiàn)更改為每月1次清理爐膛壓力取樣管。

為方便取樣管的定期吹掃，將改造后的取樣母管（預(yù)留人工手動吹掃設(shè)施）和采樣支管分送爐膛壓力變送器和爐膛壓力開關(guān)，并配備儀用氣源吹掃接口。

2.5 爐膛壓力取樣裝置設(shè)計問題

鍋爐原設(shè)計的全程檢測的爐膛壓力變送器（量程 -3 000～+3 000 Pa）數(shù)目較少，且無法檢測壓力開關(guān)取樣管路的堵塞情況。

為此，在1號、2號鍋爐左右墻各安裝2臺爐膛壓力變送器（量程為-3 000～+3 000 Pa），1 號、2 號鍋爐左右墻分別安裝3臺爐膛壓力開關(guān)，爐膛壓力高開關(guān)3只，爐膛壓力低開關(guān)3只［3］。

同時，參與爐膛壓力高/爐膛壓力低保護的爐膛壓力開關(guān)布置方式不變，為加強對爐膛壓力開關(guān)運行情況的監(jiān)視，在爐膛左、右墻安裝的爐膛壓力高/低開關(guān)中，分別選取1只在其取樣管路上安裝爐膛壓力變送器，以便監(jiān)視管路的堵塞情況。

3 爐膛壓力模擬量信號邏輯完善

3.1 原測點選擇方案存在問題

系統(tǒng)3個信號取中作為自動調(diào)節(jié)信號控制引風機擋板開度，任一單側(cè)測點信號品質(zhì)異?；蚺c中值偏差大于600 Pa，自動選中值。當爐膛壓力3個信號在沒有品質(zhì)異常的情況下同時大幅度瞬間波動，3個SFT功能塊同時切中值，如圖3所示，對爐膛壓力強置1 000后恢復(fù)，爐膛壓力中值就一直不變，形成死循環(huán)，對爐膛壓力的調(diào)節(jié)影響很大。

圖3 死循環(huán)仿真邏輯

3.2 優(yōu)化篩選方案

把整個系統(tǒng)左右兩側(cè)的4個測點放在一起統(tǒng)一運算，不再單側(cè)運算后取平均。同時對現(xiàn)場采集到的4個測量信號分別進行累加、選擇最大值、選擇最小值；累加值減掉最大值和最小值后再取平均。平均值參與自動調(diào)節(jié)，如圖4所示。

圖4 爐膛控制優(yōu)化邏輯

模擬量1與模擬量2、模擬量2與模擬量3、模擬量3與模擬量4、模擬量4與模擬量1值進行偏差比較，偏差超過限值切除該調(diào)節(jié)系統(tǒng)自動。

當1個模擬量測點壞時立即切除該調(diào)節(jié)系統(tǒng)自動，運行人員可通知熱工值班人員在邏輯內(nèi)用模擬量信號人工選擇判斷功能，即可人工選擇選擇判斷值取代故障的現(xiàn)場信號測量值，才允許該調(diào)節(jié)系統(tǒng)該調(diào)節(jié)系統(tǒng)自動?？貎x人員進行現(xiàn)場檢修。當出現(xiàn)2個測點出現(xiàn)壞質(zhì)量時，邏輯閉鎖該調(diào)節(jié)系統(tǒng)自動投入，如圖5所示。

圖5 優(yōu)化后的切手動條件

4 技術(shù)方案

取自鍋爐左右墻的各兩路爐膛壓力測點分送MCS系統(tǒng)4塊獨立的端子板，其數(shù)據(jù)采集頁面掃描周期由250 ms修改為100 ms；并通過上網(wǎng)點分別送FSSS系統(tǒng)。

增加爐膛壓力測點判斷輸出的開關(guān)信號上網(wǎng)點，并進行SOE追憶。

4個爐膛壓力測點分別經(jīng)品質(zhì)判斷后去掉一個最大值和最小值，余者取平均后輸出報警信號到光字牌，經(jīng)濾波處理后進入引鳳自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)。

取自就地的爐膛壓力高/低開關(guān)各三路經(jīng)“三取二”邏輯判斷觸發(fā)爐膛壓力高/低保護的MFT邏輯不變。

增加爐膛壓力高/低模擬量保護MFT邏輯。取自爐膛左墻的2只爐膛壓力模擬量信號經(jīng)品質(zhì)判斷后輸出2路爐膛壓力低信號，取自爐膛右墻的1只爐膛壓力模擬量信號經(jīng)品質(zhì)判斷后低選輸出1路爐膛壓力低信號，“三取二”邏輯判斷同樣觸發(fā)爐膛壓力高MFT保護。取自爐膛右墻的2只爐膛壓力模擬量信號經(jīng)品質(zhì)判斷后輸出2路爐膛壓力高信號，取自爐膛左墻的1只爐膛壓力模擬量信號經(jīng)品質(zhì)判斷后高選輸出1路爐膛壓力高信號，“三取二”邏輯判斷同樣觸發(fā)爐膛壓力高MFT保護。

增加爐膛壓力檢測異常報警光字牌。任一爐膛壓力測點壞質(zhì)量或者是其測量值與平均值偏差超過±350 Pa觸發(fā)。

4路爐膛壓力測量值品質(zhì)判斷后輸出爐膛壓力高/低報警信號，任一報警信號觸發(fā)光字牌報警。

5 結(jié)語

機組投產(chǎn)后，技術(shù)人員對改造效果進行跟蹤，符合系統(tǒng)控制和保護要求，控制邏輯優(yōu)化的結(jié)果也為生產(chǎn)機組控制邏輯的完善提供了借鑒，一些內(nèi)容已列入熱工監(jiān)督反措施中。

［1］ DL／T 5210.1—2005 火電施工質(zhì)量檢驗及評定標準 （熱工儀表及控制裝置篇）［S］.

［2］ DL/T 774—2004 火力發(fā)電廠熱工自動化系統(tǒng)檢修運行維護規(guī)程［S］.

［3］ DL 5000—2000 火力發(fā)電廠設(shè)計技術(shù)規(guī)程［S］.