摘 要:文章简要介绍了邯峰发电厂2台660 MW机组所配备的磨煤机的主要跳闸保护特点,并分析了磨煤机跳闸逻辑原设计存在的问题及解决方案.
关键词:磨煤机;跳闸保护;优化
1概述
邯峰发电厂2台660 MW机组的锅炉制粉系统,单元机组配备6台磨煤机、24台给煤机、36套油燃烧器和煤燃烧器.磨煤机采用FWD-12D型正压直吹式双进双出钢球磨煤机,是世界上首次使用的同类型直径最大的磨煤机.该类磨煤机是为适应目前世界最大的W型火焰锅炉燃烧状况及煤质要求(贫煤、万年煤)而配备的,具有连续作用率高、维修次数少、出力和细度稳定、可研磨坚硬燃料以及存储能力大、低负荷时细度增加、宽负荷范围内响应迅速的特点.磨煤机的出力不是靠调整给煤机来控制,而是靠调整通过磨煤机的一次风量来实现(一次风由2台一次风机提供).同时,每台磨煤机对应6个燃烧器,分为3组:A1、A6为1组,A2、A5为1组,A3、A4为1组,每个燃烧器又配备1套助燃的油燃烧器,煤粉投入由燃烧器关断挡板(BSO)的开、关控制.
2磨煤机跳闸保护的特点
邯峰发电厂锅炉设备由美国福斯特•惠勒(FW)公司提供,磨煤机逻辑控制思想也由FW公司提供,西门子公司人员具体实施.和仓储式磨煤机不同,正压直吹式磨煤机减少了煤粉仓、给煤机、排粉机等中间设备,煤粉磨出后直接由一次风送入炉膛,直接影响炉膛燃烧.为保证炉膛安全,对危及炉膛安全或稳定燃烧的任何状况都必须及时切磨.因此,该磨煤机跳闸保护与主燃料跳闸的关系更为直接和紧密,主要体现在如下几条逻辑:
a. 主燃料跳闸,所有运行磨煤机也跳闸;
b. 磨煤机3组燃烧器中有2组运行,如其中一个BSO关闭,磨煤机跳闸(以下简称跳磨);
c. 给煤机停且无油火支持延时5 min跳磨;
d. 锅炉负荷<40%或磨煤机负荷<40%时,失去油火支持,延时5 min跳磨;
e. 磨煤机3组燃烧器中,当有2组燃烧器各有一个失去主火检和油火检,跳磨;
f. Run Back发生,3台磨煤机跳闸:A、B、F;
g. 当少于4个燃烧器运行,且相邻2台磨煤机的燃烧器没有全运行,任意一个燃烧器失去对应的主火检和油火检,跳磨.
以上跳磨逻辑均是为保证炉膛安全和稳定燃烧而设的.由此可知,和仓储式磨煤机相比,直吹式磨煤机由于受炉膛稳定燃烧的影响,跳闸保护更为复杂,更不容易完善.
3磨煤机跳闸逻辑设计问题
邯峰发电厂磨煤机跳闸逻辑控制分2部分:为保护磨煤机本体而设的跳闸逻辑;为保证炉膛安全稳定燃烧而设的跳闸逻辑.磨煤机跳闸逻辑原设计主要存在如下问题:
a. 磨煤机一次风挡板关闭,磨煤机不跳;
b. 2台一次风机均停跳磨后,磨煤机步序启动不能进行;
c. 一次风总风压力低,所有运行磨煤机同时跳闸;
d. 每台磨煤机4个煤燃烧器运行方式的选择单一;
e. 成组BSO关,火检波动,易引起跳磨;
f. 测温元件断线或受干扰引起跳磨;
g. BSO、一次风关断挡板(PSO)关闭,不允许启动磨煤机;
h. 低负荷时失去油火检的支持,跳磨.
4磨煤机跳闸逻辑的修改和优化
上述问题的存在,严重制约了磨煤机的正常运转,磨煤机频繁跳闸,不能正常投入.因此,对其跳闸逻辑进行了修改和优化.
4．1“磨煤机PSO关闭延时60 s跳磨”逻辑的添加
机组制粉系统煤粉磨出后,直接由一次风送入炉膛,若PSO关闭,风源被切断,煤粉不能送出,极易造成煤粉管堵塞,甚至引起煤粉在管道内燃烧等现象,原设计对此没有涉及,是电厂安全运行的重大隐患,如事件发生,将给电厂带来很大经济损失,增加维护人员不必要的工作量.征得德方专家同意,进行了添加.即:磨煤机PSO关闭,延时60 s,跳磨.
4．2“2台一次风机均停,跳磨”逻辑的修改
邯峰发电厂热工自动控制极为先进,磨煤机本体及相关设备的启停均可采用顺序控制(以子组)方式自动完成.原设计中,2台一次风机均停将发出跳磨指令,一次风机不启动,指令不消失.但在磨煤机步序启动中,包括有启动一次风机的步序,即启动任一台磨煤机步序过程中,都可将一次风机自动启动.如果有跳磨条件存在,将限制步序进行,为此,将逻辑修改为:2台一次风机均停后,发3 min跳磨脉冲指令,3 min后指令消失,磨煤机步序可以启动.既实现了跳磨控制,又不影响步序进行.
4.3 “一次风总风压力低跳磨”逻辑的优化
原设计中,一次风总风压力低(<600 Pa)延时30 s跳所有运行磨煤机.理论上该逻辑没有问题,但在实际运行中,尤其在高负荷情况下,所有运行磨煤机同时跳闸,油燃烧器投运不及时,势必造成锅炉灭火,机组停运,且660 MW机组的突然停运对电网影响很大.为此,对该逻辑进行修改:一次风总风压力低延时30 s切A、F磨煤机,同时投对应的油燃烧器;延时60 s,切C、D磨煤机,投对应的油燃烧器;延时90 s,切B、E磨煤机,投对应的油燃烧器.目的是将切粉的步骤分开,使对应油燃烧器有充分时间投入,有助于稳燃.即切C、D磨煤机时,A、F磨煤机对应油燃烧器投入,切B、E磨煤机时,另4台磨煤机对应油燃烧器投入,不容易造成炉膛灭火,为机组再次带负荷争得了时间.
4.4“4个煤燃烧器选择方式”的优化
根据机组运行工况或设备情况,每台磨煤机可选择6个燃烧器运行,也可选择4个燃烧器运行.在磨煤机启动之前,与准备投入的煤燃烧器对应的油燃烧器必须投入且火检正常,否则将跳磨.原设计中,对4个燃烧器的运行工况,只有A、F、B、E燃烧器一种方式,这4个燃烧器任一出现故障,该磨煤机即不能运行.因此,对4个燃烧器运行模式进行修改:A、F、B、E为一种模式,A、F、C、D为一种模式,C、D、B、E为一种模式,3种模式任意选择,增加了磨煤机运行的灵活性.
4.5“成组BSO关”逻辑的修改
原设计中,锅炉负荷<50%时,为了保证炉膛内的燃烧平衡,运行磨煤机的6个燃烧器任意一个失去火检和对应的油火检,则该燃烧器BSO和与其同组的BSO同时关掉,退出运行,势必造成负荷波动,甚至磨煤机跳闸,影响机组稳定.在机组运行过程中,发现当锅炉负荷>40%后,单个燃烧器的投入对炉膛燃烧平衡不再影响,将逻辑改为:锅炉负荷>40%,一个燃烧器的油、煤火检同时丢失,只跳该燃烧器BSO,同组另一BSO不关;锅炉负荷<40%,上述情况发生,同组2个BSO同时关掉,退出运行.
4.6“温度测量信号平滑滤波作用”的添加
为保护磨煤机本体设备,当磨煤机本体或马达轴承温度高于一定值时,跳磨.受现场条件影响,测温元件时有断线故障发生,或受干扰出现锯齿状波动,引起磨煤机误跳,影响机组的正常运行.基于此因,对跳磨测温元件在CRT上逐个增加断线保护和2 s平滑滤波作用.当测温元件断线时,温度锁定在该温度限值的-10%,在画面上既可监视其断线,又不致引起磨煤机误跳;对元件受干扰出现的波动,因增加了平滑滤波作用,能够将干扰部分有效滤除,显示实际温度,亦解决了信号干扰引起误跳的问题.
4.7“BSO、PSO关闭不允许启动磨煤机”逻辑的修改
原设计中,磨煤机启动之前,该磨煤机对应的PSO、BSO必须打开,才允许启动磨煤机;挡板关,不允许启动磨煤机.在磨煤机实际运行中,为使煤粉燃烧更充分,有时需要对煤粉进行细化,这要求在PSO、BSO关的情况下,磨煤机运转,使煤粉在磨煤机内多磨一段时间,充分细化,且外方提供的磨煤机技术指标有该项功能.对此,将“PSO、BSO关不允许启动磨煤机”逻辑去除.
4.8“低负荷时油火检的支持”逻辑的修改
原设计中,当锅炉负荷低于40%,或该磨煤机负荷低于40%,对应的该组油燃烧器必须投入且火检正常,如有一个油燃烧器退出或火检不正常,延时5 min后跳磨.因锅炉现场环境恶劣,油燃烧器、火检探头极易出现故障,低负荷时火检稳定性较差,如有一个火检丢失,运行人员发现不及时,将引起磨煤机跳闸,造成机组不必要的负荷波动,影响机组稳定运行.为此,将逻辑修改为:当锅炉负荷<40%,或该磨煤机负荷<40%,对应的该组油燃烧器中任意2个油燃烧器退出或火检丢失,延时5 min后跳磨;当锅炉负荷、磨煤机负荷>40%时,磨煤机不再受油燃烧器的影响.这样,在不影响助燃的前题下,有效减少了磨煤机跳闸机率,且不影响锅炉正常燃烧,保证了机组稳定运行.
5结论
通过对以上磨煤机跳闸逻辑的完善,极大地增强了磨煤机运行的稳定性和可靠性,保证了机组安全稳定运行,同时减轻了运行人员和维护人员的负担,进而也提高了电厂的经济效益.
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