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文檔簡介
1、鍋爐 FSSS功能邏輯圖1 引言爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)(Furnace Safeguard Supervisory System,簡稱FSSS),也稱燃燒器管理系統(tǒng)(Burner Management System,簡稱BMS),是現(xiàn)代大型火力發(fā)電機(jī)組鍋爐必須具備的一種監(jiān)控系統(tǒng)。它能在鍋爐正常工作和啟動等各種運(yùn)行方式下,連續(xù)密切地監(jiān)視燃燒系統(tǒng)的大量參數(shù)與狀態(tài),不斷進(jìn)行邏輯判斷和運(yùn)算,通過各種聯(lián)鎖裝置使燃燒設(shè)備嚴(yán)格按照既定的合理程序完成必要的操作,防止爆炸性的燃料和空氣混合物在鍋爐的任何部分積聚,以保證操作人員和鍋爐燃燒系統(tǒng)的安全。設(shè)計FSSS,應(yīng)保證其組成和功能的完整性、邏輯的合理性。2 FSSS的
2、設(shè)計組成FSSS的設(shè)計組成如圖1所示。圖1 FSSS設(shè)計組成框圖1)主控柜:包括邏輯控制主機(jī)、附件及電源系統(tǒng)。工作時,監(jiān)視FSSS各設(shè)備參數(shù)與狀態(tài),進(jìn)行邏輯判斷,發(fā)出運(yùn)作指令。2)火檢柜:安裝火焰檢測器信號放大處理部分元件。3)就地點(diǎn)火控制柜:是實現(xiàn)對鍋爐點(diǎn)火設(shè)備進(jìn)行順序動作的邏輯控制部分。通過遠(yuǎn)程/就地操作方式的切換,可實現(xiàn)控制點(diǎn)火設(shè)備的自動點(diǎn)火,也可實現(xiàn)對點(diǎn)火設(shè)備的單步操作。它主要控制的就地點(diǎn)火設(shè)備包括高能點(diǎn)火裝置、組合燃燒裝置及油角快速關(guān)斷閥等。4)冷卻風(fēng)機(jī)控制柜:安裝一用一備冷卻風(fēng)機(jī)的電氣控制元件,火檢冷卻風(fēng)機(jī)的控制由其完成。5)爐膛壓力開關(guān)柜:安裝爐膛壓力開關(guān),向主控柜發(fā)出壓力高低報
3、警信號。6)CRT終端顯示系統(tǒng):計算機(jī)、CRT觸摸屏、通訊接口和電纜。 3 FSSS的基本功能FSSS的基本功能如圖2所示。圖2 FSSS基本功能圖其基本功能分燃燒器控制系統(tǒng)和燃料安全系統(tǒng)兩大部分,前者包括鍋爐點(diǎn)火、油層投入和風(fēng)粉系統(tǒng)設(shè)備啟停;后者包括爐膛吹掃、爐膛火焰檢測及主燃料跳閘。各子功能說明如下:3.1 鍋爐點(diǎn)火目前中大容量鍋爐點(diǎn)火方式大致有以下三種,設(shè)計時應(yīng)根據(jù)各燃燒器特點(diǎn)采取不同控制方案。1)采用高能點(diǎn)火裝置直接點(diǎn)燃輕油燃燒器,以輕油作為低負(fù)荷時的助燃燃料。每一只輕油燃燒器配置一只高能點(diǎn)火裝置,煤粉燃燒器依靠輕油燃燒著火。2)將具有高能點(diǎn)火裝置的輕油點(diǎn)火器設(shè)置在每一只重油燃燒器和煤
4、粉燃燒器的側(cè)面,輕油點(diǎn)火器由高能點(diǎn)火裝置來點(diǎn)燃,其火焰以一定角度與主燃燒器噴射軸線相交,以保證可靠地點(diǎn)燃主燃料(重油、煤粉)。3)采用高能點(diǎn)火裝置點(diǎn)燃輕油點(diǎn)火器,再由輕油點(diǎn)火器點(diǎn)燃其相應(yīng)的重油燃燒器,重油燃燒器點(diǎn)燃相鄰的燃燒器中煤粉,即煤粉著火能量是由重油燃燒器提供。3.2 油層投入油層投入即油燃燒器的控制是燃燒控制系統(tǒng)中的基本功能,設(shè)計時應(yīng)保證油燃燒器具有以下幾個功能:1)鍋爐啟動到機(jī)組帶20%30%額定負(fù)荷的全過程提供必要的燃料。2)在鍋爐主要輔機(jī)發(fā)生故障、機(jī)組減負(fù)荷運(yùn)行、機(jī)組發(fā)生甩負(fù)荷停機(jī)不停爐、電網(wǎng)故障、主開關(guān)跳閘及機(jī)組帶廠用電運(yùn)行時,油燃燒器起穩(wěn)定燃燒、維持低負(fù)荷運(yùn)行作用。3)點(diǎn)燃煤
5、粉燃燒器。煤粉著火需要一定的能量,投用一定數(shù)量的油燃燒器,使鍋爐達(dá)到20%額定負(fù)荷以上,可以保證煤粉穩(wěn)定著火燃燒。3.3 風(fēng)粉系統(tǒng)設(shè)備啟停3.3.1 磨煤機(jī)和給煤機(jī)的啟動由于磨煤機(jī)和給煤機(jī)是為煤粉燃燒器提供燃料的,設(shè)計時聯(lián)鎖說明如下:1)如果磨煤機(jī)尚未啟動,將不允許給煤機(jī)啟動。2)中速磨煤機(jī)裝有石子煤斗,磨煤機(jī)排出的煤矸石、鐵塊等均落入石子煤斗。因此磨煤機(jī)啟動前必須將石子煤斗的進(jìn)口門開啟。3)通過“磨煤機(jī)點(diǎn)火能量充分”條件來聯(lián)鎖磨煤機(jī)的啟動,是指爐內(nèi)熱負(fù)荷達(dá)到一定值,保證煤的充分干燥和煤粉著火,設(shè)計時通過設(shè)置汽包壓力大于規(guī)定值、空氣預(yù)熱器進(jìn)口煙溫達(dá)到一定值或空氣預(yù)熱器出口熱風(fēng)溫度達(dá)到一定值。4
6、)為使進(jìn)入爐膛的煤粉可靠著火,給煤機(jī)啟動時必須保證點(diǎn)火油槍處在運(yùn)行之中。若已有一臺以上給煤機(jī)在運(yùn)行,說明爐內(nèi)已有煤粉燃燒器投運(yùn)。5)為防止?fàn)t膛壓力波動過大,在任意一臺給煤機(jī)正處于啟動過程時(即煤粉燃燒器正在點(diǎn)火),不允許其他給煤機(jī)同時啟動。3.3.2 煤粉燃燒器自動點(diǎn)/熄火控制燃燒器點(diǎn)/熄火控制系統(tǒng)是一個邏輯順序控制系統(tǒng),設(shè)計時應(yīng)保證以下功能:1)鍋爐、燃燒器、燃料系統(tǒng)、監(jiān)測系統(tǒng)、控制系統(tǒng)的狀態(tài)正常是點(diǎn)火允許的條件,缺一不可。2)點(diǎn)火前后爐膛吹掃,以排除爐膛和煙道內(nèi)容易引起爆燃的物質(zhì)。3)在爐膛吹掃時啟動回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器、引風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī),并使吹掃風(fēng)由所有二次風(fēng)口噴入爐膛,以減少爐膛內(nèi)的氣流“死
7、區(qū)”。4)點(diǎn)火過程中異常情況作出正確處理。3.3.3 風(fēng)門擋板控制爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)燃燒器投入或切除狀態(tài),自動開啟或關(guān)閉各風(fēng)門擋板,并可根據(jù)燃料量進(jìn)行比例控制、差壓控制,以獲得鍋爐最佳的燃燒工況,設(shè)計應(yīng)按以下說明進(jìn)行:1)二次風(fēng)擋板由爐膛一次風(fēng)箱的差壓進(jìn)行控制的,差壓的設(shè)定值隨鍋爐負(fù)荷大小而改變。2)如果二次風(fēng)口內(nèi)有點(diǎn)火油槍,則按以下原則進(jìn)行控制:A.當(dāng)油槍投運(yùn)時,該層的二次風(fēng)擋板開度按油壓大小進(jìn)行比例控制。B.當(dāng)油槍停運(yùn)時,仍為差壓控制。C.當(dāng)煤粉燃燒器設(shè)備設(shè)置有燃料風(fēng)時,燃料風(fēng)門擋板開度按給粉機(jī)轉(zhuǎn)速或給煤機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行比例控制。D.對于三次風(fēng)擋板,一般采用手動控制。3.4 爐膛吹掃對爐膛進(jìn)行
8、吹掃以清除所有積存在爐膛內(nèi)的可燃?xì)夂涂扇嘉?,防止?fàn)t膛爆燃,爐膛吹掃設(shè)計時通常應(yīng)滿足的邏輯如圖3所示。圖3 爐膛吹掃邏輯圖爐膛吹掃條件為:1)所有燃料全部切斷,即所有油噴嘴閥、暖爐油層跳閘閥關(guān)閉,所有磨煤機(jī)、給煤機(jī)和一次風(fēng)機(jī)停運(yùn)。2)所有燃燒器風(fēng)門應(yīng)處于吹掃位置,即所有一次風(fēng)擋板、二次風(fēng)門關(guān)閉,所有二次風(fēng)(輔助風(fēng))擋板在調(diào)節(jié)位置。3)至少有一臺引風(fēng)機(jī)和一臺送風(fēng)機(jī)在運(yùn)行,且風(fēng)量大于25%額定負(fù)荷風(fēng)量。4)無鍋爐跳閘指令。5)回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器均投入運(yùn)行。6)所有層3/4檢測器無火焰。7)鍋爐汽包水位正常。8)所有系統(tǒng)電源正常。設(shè)計時應(yīng)有以下功能:當(dāng)爐膛吹掃條件滿足時,控制盤上“吹掃準(zhǔn)備好”和“可按吹
9、掃啟動”燈亮。運(yùn)行人員按下“吹掃啟動” 按鈕,“正在吹掃”燈亮,而“可按吹掃啟動”燈滅,吹掃完成信號送出。復(fù)置MFT記憶,MFT燈滅,吹掃順序結(jié)束。3.5 爐膛火焰檢測爐膛火焰檢測是FSSS的基本功能,對于爐膛滅火保護(hù)來說爐膛火焰檢測至關(guān)重要,設(shè)計時應(yīng)注意“有火”“無火”及“全爐膛滅火”的邏輯判斷及火焰顯示。1)“層”火焰信號的檢測對于四角切圓燃燒的煤粉爐,判斷如下:A.同一層有2個探頭發(fā)出“有火焰”信號時,認(rèn)為本層有火焰。B.同一層有3個探頭發(fā)出“無火焰”信號時,認(rèn)為本層無火焰。2)全爐膛滅火檢測設(shè)計時應(yīng)注意全爐膛滅火檢測采用投票方式進(jìn)行,判斷不僅依賴于煤粉層火焰的工況,還依賴于油層火焰的工
10、況,只有在煤粉層同時投滅火票時,才證實全爐膛滅火。3)火焰顯示設(shè)計時監(jiān)視界面應(yīng)有開關(guān)量和模擬量(棒狀)火焰顯示爐膛火焰,一系列指示燈和棒狀圖形清晰地顯示爐膛和各層燃燒器火焰的“有”和“無”,幫助運(yùn)行人員判斷燃燒情況,以決定下一步的操作。3.6 主燃料跳閘(MFT)對于MFT的設(shè)計,應(yīng)具有以下功能:當(dāng)有MFT條件之一成立,F(xiàn)SSS能迅速切斷所有燃料,并將危機(jī)報警信號發(fā)至各個系統(tǒng);同時顯示出跳閘的第一原因,并將主燃料跳閘(MFT)狀態(tài)維持到鍋爐的下次啟動。3.6.1 主燃料跳閘主燃料跳閘設(shè)計時邏輯須滿足的條件,如圖4所示。圖4 主燃料跳閘邏輯圖MFT動作時,不應(yīng)聯(lián)鎖風(fēng)機(jī)跳閘,以保持足夠風(fēng)量便于進(jìn)行
11、MFT跳閘后的吹掃工作。3.6.2 MFT首出記憶設(shè)計MFT首出記憶邏輯,如圖5所示。圖5 MFT首出記憶邏輯圖以上邏輯可保證記憶第一動作信號,后續(xù)信號不被記憶、也不顯示。爐膛吹掃完成后,MFT記憶元件狀態(tài)為“0”輸出,MFT燈滅,鍋爐處于運(yùn)行狀態(tài)中。當(dāng)鍋爐聯(lián)鎖跳閘、爐膛壓力高、爐膛壓力低、全爐膛滅火或運(yùn)行人員手動危機(jī)跳閘時,其中任一信號首先出現(xiàn),則MFT記憶元件翻轉(zhuǎn)輸出“1”,跳閘原因指示燈亮。點(diǎn)亮的第一動作原因指示燈在下次啟動吹掃指令發(fā)出時熄滅,即MFT狀態(tài)維持到下次清掃完成時為止。4 結(jié)束語大容量鍋爐需要控制的燃燒設(shè)備數(shù)量較多,有點(diǎn)火裝置、油燃燒器、煤粉燃燒器、輔助風(fēng)擋板、燃料風(fēng)擋板等,不僅類型復(fù)雜,操作過程也復(fù)雜。對一般不能伸進(jìn)和退出的點(diǎn)火裝置以及燃燒器的火焰監(jiān)視器裝置等要有冷卻措施,為此還設(shè)置了冷卻風(fēng)機(jī)?;鹧姹O(jiān)視器是判斷燃燒器點(diǎn)火、熄火成功與否,及對火焰進(jìn)行監(jiān)視的重要裝置。由此可見,即使投入或切除一組燃燒器,也需要有相當(dāng)多的操作步驟和監(jiān)視判斷項目,在鍋爐啟動或發(fā)生事故工況下燃燒器的操作更加繁雜,所以大容
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