周 健
(四川廣安發(fā)電有限責(zé)任公司維修部,四川廣安638000)
早期火電機組建成初期,普遍采用大油槍點火,MFT、三次點火失敗、延時點火、丟失爐膛火焰等邏輯只與大油槍狀態(tài)有關(guān)。隨著節(jié)能降耗和環(huán)保要求的日益提高,多數(shù)電廠都推行技改項目增設(shè)小油槍,但若其邏輯不進行相應(yīng)優(yōu)化,會頻繁發(fā)生MFT。比如四川廣安電廠某機組增加小油槍后未進行邏輯優(yōu)化,點火初期必須投入大油槍,在磨煤機未成功運行之前,一旦停掉大油槍,即使有多個小油槍投入,也會發(fā)生MFT,給機組帶來更大的燃油損失,完全不能達到節(jié)油的效果。因此,如何進行小油槍邏輯的優(yōu)化是一個值得論證的問題,在火力發(fā)電廠中,通常需要熱工、鍋爐、運行三個專業(yè)共同論證。
四川廣安電廠三期于2006年投產(chǎn)發(fā)電,設(shè)計為2×600 MW亞臨界機組,三大件主要由東汽設(shè)計和生產(chǎn)。鍋爐采用對沖燃燒方式,設(shè)置6臺中速直吹式磨煤機,每臺磨煤機5個出料閥。前墻有C、D、E三層燃燒器,后墻有A、B、F三層燃燒器。每層燃燒器都相應(yīng)設(shè)置5根大油槍。為降低機組啟動用油,2009年將前后墻各一層大油槍取消,用小油槍代替。大油槍流量約2~3 t/h,小油槍流量約0.5~0.8 t/h。小油槍改造后,未立即對邏輯進行優(yōu)化,導(dǎo)致點火初期頻繁發(fā)生MFT,以致長期在機組啟動點火初期,需要強制大油槍在服務(wù)狀態(tài)信號,增加人工工作成本,亦對機組安全運行帶來潛在隱患。因此,小油槍邏輯優(yōu)化工作迫在眉睫。
MFT,即爐膛主燃料跳閘,它的作用是連續(xù)監(jiān)視預(yù)先確定的各種安全運行條件是否滿足,一旦出現(xiàn)可能危及鍋爐安全運行的工況,就快速切斷進入爐膛的燃料(主要涉及煤粉和燃油),避免爐膛爆燃損壞爐內(nèi)管道甚至鍋爐本體等事故發(fā)生。對于需要修改的小油槍邏輯,主要涉及延時點火、三次點火失敗、全爐膛失火、全爐膛燃料丟失等保護。
在上述保護中,原邏輯未考慮小油槍因素,因此會發(fā)生以下保護誤動或拒動的情形:
(1)機組先大油槍點火,后期投入小油槍。當小油槍燃燒很好,為節(jié)省燃油退出大油槍時,會發(fā)生MFT。
(2)有時機組熱態(tài)啟動,為節(jié)油不投入大油槍,只投小油槍點火,此時會發(fā)生延時點火失敗,導(dǎo)致MFT動作。
(3)機組啟動時,當僅投入一支大油槍,其余均是小油槍時,若大油槍火檢丟失,則會MFT。
經(jīng)過長期摸索、充分論證,四川廣安發(fā)電有限公司生產(chǎn)部組織鍋爐、熱工、電氣等相關(guān)專業(yè)人員進行討論后,決定對以下邏輯進行優(yōu)化:
(1)冷態(tài)模式:機組啟動期間定義為冷態(tài)模式。點火前,運行人員人為選擇冷態(tài)模式。
(2)助燃模式:負荷大于120 MW自動切換至助燃模式,也可人為選擇為助燃模式。
備注:冷態(tài)點火模式只用于機組啟動初期,此時考慮小油槍因素。在機組帶負荷正常運行后,即助燃模式下,基本不考慮小油槍影響。
冷態(tài)模式下:吹掃成功10 min內(nèi),任一大油槍或小油槍油閥開到位,則不觸發(fā)延時MFT。
備注:延時點火,是指在機組吹掃完成復(fù)位MFT后,為防止機組長時間不點火,之前吹掃的燃料再次堆積在爐膛內(nèi)部引起爆燃而設(shè)置的保護。此處增加了小油槍油閥開到位,即認為只要有任一小油槍投入就算機組已點火,防止機組只用小油槍點火啟機時發(fā)生MFT。
與小油槍無關(guān),在無大油槍成功投入的前提下,連續(xù)三次投入大油槍失敗則發(fā)MFT,小油槍無論點火失敗多少次,均不發(fā)MFT。
備注:主要考慮兩個因素:(1)小油槍流量很小,即使多幾次點不燃,也只有少量燃油進入爐膛,不會引起爐膛爆燃;(2)小油槍點火性能不如大油槍,尤其在機組冷態(tài)啟動初期爐膛溫度不高時,小油槍會大概率發(fā)生點火不成功現(xiàn)象。
(1)冷態(tài)模式下,同層小油槍4個同時運行過或?qū)?yīng)磨煤機運行過或任一大油槍點燃或任一層有三個以上煤火檢,則爐膛點火能量滿足;此后,無大油槍且兩層小油槍同層火檢少于兩個且煤火檢丟失,則觸發(fā)MFT。
注意:冷態(tài)模式下,如果未滿足任一同層小油槍4個同時運行過或相應(yīng)磨煤機運行過的條件,大油槍投入后,待其退出,會觸發(fā)火檢丟失MFT。因此,在大油槍退出之前,一定要確認任一層小油槍曾經(jīng)投運過4只,且目前不少于2只。
備注:設(shè)計該邏輯的前提是,根據(jù)流量測算,認為4根小油槍等同于1根大油槍。
(2)助燃模式下,若無任一大油槍火焰,無任一層煤有火(5取3),則觸發(fā)MFT。
“‘全部油角閥關(guān)閉’或‘燃油快關(guān)閥關(guān)閉’”且“‘大油槍投入過’或‘冷態(tài)模式下,任一小油槍油角閥開過’”且磨煤機全停,上述條件滿足后,在助燃模式下觸發(fā)丟失燃料MFT;在冷態(tài)點火模式下,“同層小油槍4個同時運行過或相應(yīng)磨煤機運行過”,此后若“兩層小油槍同層火檢均少于2個”,則觸發(fā)丟失燃料MFT。
(1)啟動允許條件:新增冷態(tài)模式下,對應(yīng)層小油槍有效投入3個及以上條件。
(2)增加小油槍對應(yīng)層磨煤機系統(tǒng)出料閥保護:冷態(tài)模式下,相應(yīng)磨煤機系統(tǒng),對應(yīng)小油槍火檢熄滅,則聯(lián)關(guān)對應(yīng)磨煤機出料閥。
備注:考慮冷態(tài)模式時,爐膛溫度低,單根小油槍熄火后,亦會影響對應(yīng)出料閥送出燃料的燃燒,出于安全考慮,設(shè)置此保護。
因該邏輯修改涉及機組重大保護,稍有不慎,發(fā)生組態(tài)錯誤,則會導(dǎo)致機組跳閘,引起非停,給電廠帶來嚴重的影響和后果,所以對該邏輯必須進行邏輯靜態(tài)檢查及動態(tài)驗證。
通過熱工專業(yè)人員編制靜態(tài)檢查方案,由維修部專工、生計部專工審批,最后由總工程師批準后方可進行。其內(nèi)容主要包括:檢查邏輯組態(tài)是否與論證方案相一致、邏輯點名及鏈接是否正確,然后通過強制信號的方式,核實邏輯動作是否正確。
將該動態(tài)驗證工作匯報生計部后,在機組啟動初期,由運行人員真實地投退大、小油槍,對邏輯動作過程進行驗證。
該小油槍邏輯優(yōu)化工作率先在廣安電廠三期#62機組進行。實施后,解決了DCS邏輯不滿足新增小油槍設(shè)備的問題,機組啟動能夠充分利用小油槍節(jié)能優(yōu)勢,同時又增加了機組安全性。原先機組啟動用油在30 t以上,優(yōu)化后啟動用油小于12 t,每次節(jié)約至少18 t,考慮四川區(qū)域水電多,火電機組啟動頻繁,單臺機組一年至少啟停5次,則每年單臺機組因小油槍邏輯優(yōu)化可節(jié)約啟動用油90 t,約80萬元,效果顯著。
四川廣安電廠三期機組小油槍邏輯優(yōu)化工作,歷經(jīng)論證、組態(tài)、試驗等階段,經(jīng)實踐檢驗,其節(jié)油效果顯著,同時機組安全性能大幅提升,因此值得在本廠其他機組推廣,也值得其他電廠借鑒。