爐膛安全給粉系統(tǒng)煤粉爐解決方案

1、國臣SGS-爐膛安全給粉系統(tǒng)煤粉爐解決方案據(jù)統(tǒng)計自1980年以來，至少有30臺鍋爐發(fā)生爐膛放炮事故，以致水冷壁焊縫開裂，剛性梁彎曲變形，頂棚被掀起，煙道膨脹節(jié)開裂等設(shè)備損傷屢屢發(fā)生。究其原因：設(shè)計上缺乏可靠的滅火保護(hù)和可靠的聯(lián)鎖、報警、跳閘裝置；爐膛剛性梁抗爆能力低；運(yùn)行人員處理燃燒不穩(wěn)或熄火時方法不對，錯誤采用爆燃法”搶救，導(dǎo)致滅火放炮；燃料質(zhì)量下降、負(fù)荷調(diào)節(jié)失當(dāng)、給粉裝置及控制機(jī)構(gòu)突然失靈等。防止鍋爐滅火放炮被列入1992年能源部頒二十項反措之五，2001年國家電力公司又頒發(fā)了二十五項反措第六章，包括爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)（FSSS）在內(nèi)的滅火保護(hù)裝置在許多電廠推廣使用。如今，F(xiàn)SSS已經(jīng)成為火

2、電廠的標(biāo)準(zhǔn)配置系統(tǒng)，在爐膛安全保護(hù)上起了關(guān)鍵的作用。部頒二十項重點(diǎn)反措之五，稱為防止鍋爐滅火放炮事故。二十五項反措第六章的提法是防止鍋爐爐膛爆炸事故，因?yàn)闋t膛發(fā)生爆炸而致爐膛損壞不僅發(fā)生在運(yùn)行中滅火時，檢修動火點(diǎn)燃聚集的可燃物及點(diǎn)火時吹掃不夠同樣會發(fā)生爆炸而導(dǎo)致爐膛損壞。從引起鍋爐爐膛爆炸的機(jī)理分析，當(dāng)只有以下3個條件同時存在時才有可能發(fā)生爆炸。1） 鍋爐爐膛內(nèi)有一定濃度的燃料和空氣積存。2）積存的燃料和混合物具有爆炸性。3）具有足夠的點(diǎn)火能源。常見爐膛中造成爆炸條件的情況是：運(yùn)行中滅火，進(jìn)入爐膛的燃料沒有切，經(jīng)過一段時間聚集的可燃物達(dá)至爆炸濃度并點(diǎn)燃；一個或幾個燃燒器火焰熄滅，而其余燃燒器仍

3、正常燃燒。從未點(diǎn)燃的燃燒器進(jìn)入燃料造成可燃物聚集；燃料漏入停用中的爐膛造成可燃物聚集；燃料或空氣瞬時中斷又恢復(fù)，造成可燃物聚集。可燃物聚集后引燃造成的爐膛壓力升高超過爐膛承壓設(shè)計強(qiáng)度，以致發(fā)生損壞，稱為爐膛放炮或爐膛爆炸。不發(fā)生損壞的俗稱“反正”或“打槍”。部頒二十項重點(diǎn)反措引入以下反事故措施：一旦全爐滅火，應(yīng)立即切斷進(jìn)入鍋爐的全部燃料，包括給煤、給粉和點(diǎn)火用油、氣等。即所謂主燃料切斷（MFT）；鍋爐點(diǎn)火前必須通風(fēng)，排除爐膛、煙風(fēng)道及其他通道中的可燃物聚集。通風(fēng)時必須將煙風(fēng)擋板及調(diào)風(fēng)器打開到一定的位置，風(fēng)量應(yīng)大于滿負(fù)荷風(fēng)量的25，時間不少于5min，以保證換氣量大于全部容積的5倍（德國TRD規(guī)

4、定是3倍）；點(diǎn)火時要維持吹掃風(fēng)量；一個燃燒器投運(yùn)10s內(nèi)（不包括投煤及煤粉達(dá)到燃燒器所需的延滯時間）點(diǎn)不著，就應(yīng)切斷該燃燒器的燃燒。二十五項反措防止鍋爐爐膛爆炸事故的主要措施如下：2） 為防止鍋爐滅火及燃燒惡化，應(yīng)加強(qiáng)煤質(zhì)管理和燃燒調(diào)整，穩(wěn)定燃燒，尤其是在低負(fù)荷運(yùn)行時更為重要。2）為防止燃料進(jìn)入停用的爐膛，應(yīng)加強(qiáng)鍋爐點(diǎn)火及停爐運(yùn)行操作的監(jiān)督。3）保持鍋爐制粉系統(tǒng)、煙風(fēng)系統(tǒng)正常運(yùn)行是保證鍋爐燃燒穩(wěn)定的重要因素。4）鍋爐一旦滅火，應(yīng)立即切斷全部燃料；嚴(yán)禁投油穩(wěn)燃或采用爆燃法恢復(fù)燃燒。5）鍋爐每次點(diǎn)火前，必須按規(guī)定進(jìn)行通風(fēng)吹掃。6）鍋爐爐膛結(jié)渣除影響鍋爐受熱面安全運(yùn)行及經(jīng)濟(jì)性外，往往由于鍋爐在掉渣的

5、動態(tài)過程中，引起爐膛負(fù)壓波動或滅火檢測誤判等因素而導(dǎo)致滅火保護(hù)動作，造成鍋爐滅火。因此，除應(yīng)加強(qiáng)燃燒調(diào)整和防止結(jié)渣外，還應(yīng)保持吹灰器正常運(yùn)行尤為重要。7）加強(qiáng)鍋爐滅火保護(hù)裝置的維護(hù)與管理。這些措施解決了常見爐膛中造成爆炸條件中的三個：運(yùn)行中滅火，進(jìn)入爐膛的燃料沒有切，經(jīng)過一段時間聚集的可燃物達(dá)至爆炸濃度并點(diǎn)燃；一個或幾個燃燒器火焰熄滅，而其余燃燒器仍正常燃燒。從未點(diǎn)燃的燃燒器進(jìn)入燃料造成可燃物聚集；燃料漏入停用中的爐膛造成可燃物聚集；但是，造成爆炸條件的燃料或空氣瞬時中斷又恢復(fù)，造成可燃物聚集和反事故措施一旦全爐滅火，應(yīng)立即切斷進(jìn)入鍋爐的全部燃料，包括給煤、給粉和點(diǎn)火用油、氣等。即所謂主燃料切

6、斷（MFT）逐漸成為現(xiàn)在電廠運(yùn)行中的一個矛盾。不少電廠通過FSSS給粉機(jī)全停邏輯延時來處理這個矛盾，這必然帶來爐膛在燃料中斷時的爐膛熄火，再恢復(fù)時爆燃法點(diǎn)爐。但是，燃料中斷的次數(shù)（如電網(wǎng)晃電時一般為兩次）決定了爐膛給粉量的多少，也決定了爆燃的次數(shù)和強(qiáng)度。當(dāng)中斷次數(shù)超過一次，而每次給粉量不足爆燃濃度，必然造成爆燃的強(qiáng)度增加，引起爆爐。所以，延時，帶來FSSS安全級別降低使用，存在爆爐隱患；不延時，因?yàn)榻o粉跳閘引起停爐，給生產(chǎn)帶來巨大經(jīng)濟(jì)損失。這種新的矛盾主要是因?yàn)殡姀S給粉變頻調(diào)速系統(tǒng)的缺陷引起的。1、電廠給粉變頻調(diào)速系統(tǒng)的缺陷目前，多數(shù)電廠的給粉系統(tǒng)使用的變頻調(diào)速系統(tǒng)，通過DCS或操作臺輸出42

7、0mA信號控制變頻器的轉(zhuǎn)速來實(shí)現(xiàn)給粉調(diào)節(jié)。變頻器的起、停、故障和1C/2C電源等信號再返送給FSSS,FSSS通過這些信號來判斷給粉全停邏輯，并引發(fā)MFT動作。給粉調(diào)速系統(tǒng)的配電柜，多采用1C/2C分別供電、3C備自投切換方式，當(dāng)有MFT動作時，采用大聯(lián)鎖切除給粉變頻1C/2C電源，停止供粉。這種給粉調(diào)速系統(tǒng)最大的問題就是抗晃電能力差。1）控制電路抗晃電能力差。這種給粉變頻調(diào)速系統(tǒng)的成套比較陳舊，特別是靠操作臺來控制調(diào)速的系統(tǒng)，控制電路都是設(shè)計安裝在變頻器柜內(nèi)，當(dāng)廠用電晃電時，控制電路失電，無法達(dá)到調(diào)速控制目的。有些DCS的信號輸入需要電壓電流信號轉(zhuǎn)換，這種轉(zhuǎn)換模塊也成套在變頻柜內(nèi)，當(dāng)電網(wǎng)晃電

8、時，這些信號也一樣無法送達(dá)DCS。3） 變頻器本身抗晃電能力差。當(dāng)廠用電瞬間跌落或備自投切換時，變頻器會欠壓保護(hù)，當(dāng)電壓恢復(fù)時，變頻重啟動。這是變頻器設(shè)計原理決定的，所有廠家的變頻器都存在這種問題。4） 1C/2C接觸器抗晃電能力差，有很多電廠存在晃電時接觸器先跳閘的問題，但這是表面問題，即使接觸器不跳閘，變頻器也會因?yàn)樗查g失電跳閘，給粉系統(tǒng)一樣無法正常工作。2、主要應(yīng)對措施從根源上杜絕和制止晃電基本上是無法實(shí)現(xiàn)的，解決這一問題目前主要的應(yīng)對措施有：1 .FSSS的給粉機(jī)全停邏輯延時（25S）,給粉機(jī)變頻器設(shè)置快速重啟動，等待電網(wǎng)恢復(fù)后給粉機(jī)變頻器重啟動，這既違反了電廠管理規(guī)程，又不能從根本上

9、消除爐膛在晃電時的安全隱患。延時短，不可避免停爐；延時長，有更嚴(yán)重的事故隱患，延時簽字人員還要為事故埋單。這種因?yàn)檠訒r引起的爆爐事故也在很多電廠發(fā)生過。2 .更換給粉機(jī)變頻器。如ABpowerflex70s系列最大失電工作時間可以做140ms但也躲不過備自投切換的1.8S。另外原給粉變頻調(diào)速系統(tǒng)的控制電路在晃電時仍無法正常工作。3 .交流在線UPS。電廠的其他自動控制系統(tǒng)無一例外的配有220VUPS。但給粉調(diào)速系統(tǒng)為三相感性負(fù)載和單相阻性負(fù)載并存，因UPS容量、轉(zhuǎn)換效率低、保護(hù)級別高、投資成本高等原因，也不適用于電廠給粉系統(tǒng)。3、直流支撐技術(shù)結(jié)合變頻器原理和工作方式，直流支撐方式是解決變頻器晃

10、電跳閘的最好辦法。1、變頻器的雛形是直流變頻器，交流變頻器只是在直流變頻器的前端加上了整流器。隨著直流支撐技術(shù)的發(fā)展和開關(guān)電源技術(shù)的發(fā)展，變頻器的控制電源（DC/DC）和主回路電源都來自于變頻器內(nèi)部的直流母線。新型變頻器都有直流母線端子。4 、直流支撐技術(shù)已經(jīng)非常成熟。該技術(shù)從美國引進(jìn)，最早做為AB變頻器的特殊行業(yè)應(yīng)用方案。隨著變頻器的技術(shù)發(fā)展，直流支撐解決變頻器的低壓跳閘，已在其他安全級別要求不高的行業(yè)有成熟的應(yīng)用。如：江蘇的美國醋纖（南通）公司，在1996年就使用了直流支撐技術(shù)解決變頻器的低壓跳閘。5 、使用瓶頸火電廠要使用這種技術(shù)的瓶頸在哪兒？1、安全級別高?；痣姀S鍋爐控制系統(tǒng)屬于SIL

11、3級，相當(dāng)于AK5級。2、火電廠使用直流電源的關(guān)鍵是既要適時供電，又要緊要關(guān)頭斷電，且斷的可靠性要求更高。3、安全給粉系統(tǒng)SIS部分要和FSSS聯(lián)動，要進(jìn)行FSSS的邏輯運(yùn)算，廠商要熟悉電廠控制系統(tǒng)，要有電廠的現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)，這是直流電源廠家不能做到的。從系統(tǒng)安全級別入手，從斷的可靠性入手我們專為熱電廠提供安全給粉系統(tǒng)徹底解決您的后顧之憂。第二章設(shè)計依據(jù)SHB-206-1999石油化工緊急停車及安全聯(lián)鎖系統(tǒng)設(shè)計導(dǎo)則DLGJ116-93火力發(fā)電廠鍋爐爐膛安全監(jiān)視系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)規(guī)定GB/T13337.1-1991固定型防酸隔爆式鉛酸蓄電池訂貨技術(shù)條件DL/T50441995火力發(fā)電廠、變電所直流系統(tǒng)設(shè)計技

12、術(shù)規(guī)定DL/T6371997閥控式密封鉛酸蓄電池訂貨技術(shù)條件DL/T4592000電力系統(tǒng)直流電源柜訂貨技術(shù)條件DL/T7242000電力系統(tǒng)蓄電池直流電源裝置運(yùn)行與維護(hù)技術(shù)規(guī)程DL/T51202000小型電力工程直流系統(tǒng)設(shè)計規(guī)程DL/T7812001電力用高頻開關(guān)整流模塊GB17478-1998低壓直流電源設(shè)備的輸出性能特性和安全要求JB/T8948-1999電控設(shè)備用低壓直流電源B4208-1993外殼保護(hù)等級（IP代碼）GB4026-1992設(shè)備接線端子和規(guī)定電線端鑒別標(biāo)志以及、文字和數(shù)字系統(tǒng)一般應(yīng)用原則GB50150-91電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗(yàn)GB50168-92電氣裝置安裝

13、工程電氣電纜線路施工及驗(yàn)收GB50172-92電氣裝置安裝工程蓄電池施工及驗(yàn)收規(guī)范GB50254-92電氣裝置安裝工程低壓電器施工及驗(yàn)收GB50171-92電氣裝置安裝工程盤、柜及二次回路結(jié)線施工及驗(yàn)收規(guī)范第三章SIS爐膛安全給粉系統(tǒng)組成1、 SIS系統(tǒng)組成1 、直流電源子系統(tǒng)2 、爐膛安全聯(lián)鎖子系統(tǒng)（SafetyInterlockingSystem）3、主站監(jiān)控軟件2、直流電源子系統(tǒng)的原理1 ）、單臺電機(jī)工作原理圖：（圖略）系統(tǒng)由電池組、充電器、監(jiān)測單元和SIS執(zhí)行單元等組成針對電廠的實(shí)際情況,我們決定采用多臺電機(jī)工作模式2 ）、下圖是多臺電機(jī)的工作模式圖（圖略）多臺電機(jī)工作模式：M1，M2

14、，M3同時設(shè)計于同一控制系統(tǒng)中為低壓電機(jī)群的工作模式；3、直流電源子系統(tǒng)主要設(shè)備?蓄電池組蓄電池采用免維護(hù)閥控式全密封鉛酸電池。?充電器充電器的功率逆變管采用進(jìn)口快速IGBT，其余元件采用進(jìn)口工業(yè)等級器件，生產(chǎn)工藝嚴(yán)格完整，保證機(jī)器的可靠性和穩(wěn)定性。輸出電壓和電流均可連續(xù)調(diào)節(jié)。具有強(qiáng)大的保護(hù)功能（輸入過流、過壓、欠壓保護(hù)；輸出短路，過流，過壓保護(hù)；整機(jī)過熱保護(hù)）。模塊內(nèi)取消了所有電位器，基準(zhǔn)校正和控制全部采用12位D/A轉(zhuǎn)換，精度高，參數(shù)性能穩(wěn)定，調(diào)節(jié)方便。充電模塊采用可帶點(diǎn)插拔技術(shù)，輸出采用隔離設(shè)計。模塊工作頻率高，近300KHZ，體積小，抗干擾能力強(qiáng)。內(nèi)置E2ROM，通過人機(jī)界面設(shè)置的參數(shù)

15、自動保存到充電模塊，掉電不丟數(shù)據(jù)。?SIS執(zhí)行單元執(zhí)行單元由斷路器和接觸器冗余組成，控制關(guān)系為斷路器鎖定接觸器，能準(zhǔn)確地執(zhí)行直流電源子系統(tǒng)的投入撤出轉(zhuǎn)換。?監(jiān)測單元用監(jiān)測單元和人機(jī)操作界面組成監(jiān)控系統(tǒng)，具有充電模塊輸出電壓設(shè)定,充電電流限值設(shè)定,運(yùn)行參數(shù)顯示，故障報警存儲，SOE事件記錄以及蓄電池狀態(tài)監(jiān)測和直流回路狀態(tài)監(jiān)測，并可通過485總線和主站通訊。監(jiān)測單元結(jié)構(gòu)圖4、爐膛安全聯(lián)鎖子系統(tǒng)（SIS）SIS是安全給粉系統(tǒng)（SGS）的主控系統(tǒng)，是FSSS的聯(lián)鎖控制部分。負(fù)責(zé)監(jiān)測各種交直流電源信號、保護(hù)動作信號，控制安全給粉系統(tǒng)直流電源的備份、投運(yùn)和退出過程。每一回路都由檢測、控制和執(zhí)行單元三部分組

16、成。采用工業(yè)級三相異步電機(jī)保護(hù)模塊MDS-1做檢測單元，保證系統(tǒng)的可用度。采用通過美國SIL3認(rèn)證的ABLOGIX順序控制器做為每臺爐的主控制單元。采用ABBS2斷路器和直流接觸器做單一直流回路的冗余執(zhí)行單元保證系統(tǒng)的可靠性。4.1MDS-104工業(yè)級三相異步電機(jī)保護(hù)單元411功能特點(diǎn)三表法測量準(zhǔn)確測量三相交流電壓、電流、有功、無功、頻率、功率因數(shù)、零序電流等電參量，可以測量變頻器輸出。具有3路獨(dú)立的開關(guān)量輸出，可以作為遙控、跳閘或者告警6路開關(guān)量輸入，同時可以作為脈沖量輸入2路直流采樣,可以接各種變送器兩路通信接口，支持MODBUS規(guī)約FFT算法，可計算18次諧波三相異步電動機(jī)的反時限過負(fù)荷

17、（熱過載）保護(hù)、不平衡（負(fù)序過流）保護(hù)、啟動時間過長保護(hù)、堵轉(zhuǎn)保護(hù)、接地（零序過流）保護(hù)、欠電壓保護(hù)、過電壓保護(hù)三相電動機(jī)轉(zhuǎn)子斷條、軸承損壞、絕緣監(jiān)測等故障診斷功能412交流輸入交流輸入包括A、B、C三相電壓和電流。電流是直接把線穿入小型電流互感器的圓孔。電壓則采用6個各端子。分別為UA,UA1；UB,UB1；UC,UC1；其中UA,UA1為A相輸入；UB,UB1為B相輸入；UC,UC1為C相輸入。每相間相互獨(dú)立。這樣設(shè)計的目的是為了用戶可以選擇不同的安裝方式和測量方法。如果用戶選擇角型接法則UA-UC1接A相UB-UA1接B相UC-UB1接C相。如果用戶選擇星型接法則UA1-UB1UC1接N

18、線。每路可以進(jìn)行單獨(dú)測量，用戶還可以根據(jù)需要選擇。輸入的交流電壓信號通過小型的PT（電壓互感器），變換為交流0.5V的信號，經(jīng)過濾波處理，濾除干擾信號，然后進(jìn)行電平平移，使得原來的交流信號，疊加1/2的VREF，直接送到A/D轉(zhuǎn)換，進(jìn)行采樣。輸入的電流信號，通過導(dǎo)線穿入小CT（電流互感器），CT的輸出接一個精密電阻，變換成電壓信號，經(jīng)過濾波處理，濾除干擾信號，然后進(jìn)行電平平移，使得原來的交流信號，疊加1/2的VREF，直接送到A/D轉(zhuǎn)換，進(jìn)行采樣。采樣好的信號存入單片機(jī)的RAM中供軟件處理。在軟件中，我們每個周波采樣16個點(diǎn)，根據(jù)采樣定理，可以計算出輸入信號的8次諧波。但是在應(yīng)用中對奇次諧波更

19、為關(guān)心。在數(shù)字信號處理中，由于電網(wǎng)的頻率是在變化的，如果采樣頻率不是電網(wǎng)頻率的整數(shù)倍，就會有所謂的頻譜泄漏問題，詳細(xì)內(nèi)容請參考有關(guān)書籍。在該問題上我們采用了我們的提出軟件跟蹤算法，效果非常優(yōu)異。對于6路輸入信號，進(jìn)行FFT變換，得出各次諧波的幅值和相角，并且計算零序電流和負(fù)序電流。計算的方法和FFT變換請參考有關(guān)數(shù)字信號處理的書籍。計算的結(jié)果存入RAM中，供通信程序、保護(hù)程序等其他程序使用。413欠電壓或過電壓保護(hù)系統(tǒng)電壓太低會引起電動機(jī)過電流甚至堵轉(zhuǎn)，燒毀電機(jī)。有時為了保證重要電動機(jī)的自啟動，有時也使用欠電壓保護(hù)。系統(tǒng)過電壓一般對電動機(jī)沒有太多的影響，但是如果過壓范圍過大，會導(dǎo)致電動機(jī)的勵磁

20、電流急劇增加，而且有大量的三次諧波。在一些特殊的場合，會使用過電壓保護(hù)。定值包括3項內(nèi)容：動作的繼電器、過電壓或欠電壓定值、過電壓或欠電壓的整定時間。整定時間的單位為0.1S,電壓的單位為V,最小分辨率為0.1V。欠電壓保護(hù)原理過電壓保護(hù)原理本系統(tǒng)的設(shè)計為保護(hù)動作信號在整定時間到達(dá)時，送給SIS的中央控制單元處理，操作執(zhí)行單元，控制各直流回路的備份、投運(yùn)和退出。42ABLOGIX順序控制器MicroLogix1200是處理器、電源、嵌入式輸入輸出點(diǎn)的集成。它具有24點(diǎn)和40點(diǎn)兩種規(guī)格，可滿足許多應(yīng)用場合。MicroLogix1200采用模塊化，無機(jī)架結(jié)構(gòu)，可降低成本，減少備件。I/O擴(kuò)展模塊提

21、供了更大的應(yīng)用靈活性。存儲器模塊可用于用戶程序的上載、下載和傳送。實(shí)時時鐘RTC可用于定時控制等。操作系統(tǒng)可閃速升級，無需更換硬件。用戶可通過Web網(wǎng)絡(luò)下載控制器的最新的固件程序，來升級控制器。MicroLogix1200還使用編程軟件RSLogix500和通用的指令集，與MicroLogix1000、MicroLogix1500以及SLC系列控制器兼容。特性：通過MicroLogix1200擴(kuò)展模塊來擴(kuò)展高性能I/O,每個MicroLogix1200可最多擴(kuò)展6個模塊（決定于電源估算）。高級的通信選擇，從對等通信到SCADA/RTU網(wǎng)絡(luò)。6K用戶存儲器（4K程序、2K數(shù)據(jù)）。數(shù)據(jù)文件下載保護(hù)

22、，可存儲關(guān)鍵的用戶數(shù)據(jù)，防止出錯。實(shí)時時鐘和存儲器模塊。32位帶符號的整數(shù)的數(shù)學(xué)運(yùn)算。內(nèi)置PID功能。20K高速計數(shù)器，具有8種工作模式，當(dāng)計數(shù)器技術(shù)達(dá)到預(yù)置的上限或下限時，可控制高速計數(shù)器的輸出。高速處理時，有4路中斷輸入。4路鎖存輸入，在程序普通掃描時，可捕獲毫秒脈沖的輸入?？刂破鲀?nèi)置2個模擬量微調(diào)電位器，轉(zhuǎn)3/4圈可在0-250之間調(diào)節(jié)。對于40點(diǎn)的控制器，其端子塊是可拆卸的，允許用戶預(yù)先接好線，節(jié)省安裝時間?？刹鹦兜腎/O標(biāo)簽，可寫字記錄現(xiàn)場設(shè)備的號碼，以便減少系統(tǒng)的維護(hù)和維修時間。防手指接觸的接線端子塊，符合全球安全標(biāo)準(zhǔn)。43執(zhí)行單元ABB直流斷路器和直流接觸器根據(jù)各回路容量配置不同

23、型號，冗余執(zhí)行單元保障線路分?jǐn)嗄芰?。SOMAXS的基本的用途和特點(diǎn)：ISOMAXS系列塑殼斷路器性能優(yōu)異，外形結(jié)構(gòu)緊湊、通用性強(qiáng)、使用方法簡便，設(shè)計簡單、合理、而且質(zhì)量可靠。此新型斷路器更配有一個改進(jìn)的分?jǐn)嘞到y(tǒng)，獲多項工業(yè)專利。特別值得注意的是用于制造ISOMAXS系列塑殼斷路器的材料，是按現(xiàn)代環(huán)保要求可回用的，ISOMAXS系列塑殼斷路器更以其優(yōu)異質(zhì)量及引入注目的設(shè)計獲得了歐洲最佳工業(yè)設(shè)計獎。采用ISOMAXS系列塑殼斷路器是電力生產(chǎn)和配電系統(tǒng)的理想方案，它能確保所有電力用戶的安全性和可靠性，它特別適用于需保護(hù)和配合自動化控制的設(shè)備，ISOMAXS系列產(chǎn)品能最大范圍地滿足額定電流和故障電流的

24、要求，并能達(dá)到與下級殼斷路器的極限分?jǐn)嗳萘窟x擇保護(hù)的要求。由于本系列產(chǎn)品的通用性和匹配性強(qiáng)，它能配置在任何配電設(shè)備中：一次配電（功力中心）電動機(jī)控制（MCC）二次配電（配電盤）用戶（DIN安裝導(dǎo)軌的配電柜）ISOMAXS系列塑殼斷路器包括七種基本規(guī)格的產(chǎn)品（S1-S7）,從10A到1600A額定不間斷電流和高達(dá)100KA額定極限短路斷容量，各種規(guī)格均具有下列額定分?jǐn)嗳萘康燃墸?- 基本分?jǐn)嗳萘縉-正常分?jǐn)嗳萘縎-標(biāo)準(zhǔn)分?jǐn)嗳萘縃-高分?jǐn)嗳萘縇-限流型第四章系統(tǒng)工作模式本系統(tǒng)有三種工作模式：1） 、正常工作模式：給粉機(jī)變頻器由交流母線供電；系統(tǒng)處于熱備用狀態(tài)，電池組由充電整流器充電。2）、電網(wǎng)晃電

25、或備自投切換時的工作模式當(dāng)電網(wǎng)電壓下降，造成變頻器直流母線電壓低于直流電源母線電壓時，系統(tǒng)轉(zhuǎn)換成由安全給粉系統(tǒng)的直流電源向給粉機(jī)變頻器的直流母線供電，給粉機(jī)變頻器工作保持正常3）、檢修工作模式：個別變頻器檢修,直流端由斷路器、直流接觸器和隔離器件隔離，該直流回路不再參與電網(wǎng)晃電時的投運(yùn)。第五章系統(tǒng)的控制邏輯邏輯控制說明：1 變頻器啟動、停止控制邏輯根據(jù)變頻器的原理，變頻器在交流供電或直流供電正常情況下在接受到啟動接點(diǎn)指令后，即可投入運(yùn)行。在變頻器正常運(yùn)行后有一反映變頻器運(yùn)行狀態(tài)的接點(diǎn)信號閉合。變頻器運(yùn)行調(diào)速指令由DCS或PLC送來的420mA模擬信號實(shí)現(xiàn)。SIS系統(tǒng)只需變頻器或FSSS提供變頻

26、器運(yùn)行狀態(tài)信號，對變頻器控制方式和性能無任何改變。2安全給粉系統(tǒng)的邏輯圖安全給粉系統(tǒng)的邏輯判斷由SIS的中央控制單元完成，并控制直流電源子系統(tǒng)的執(zhí)行單元來完成安全給粉系統(tǒng)的備份、投運(yùn)和退出過程。a.輸入邏輯條件有：變頻器運(yùn)行狀態(tài)接點(diǎn)信號，F(xiàn)SSS保護(hù)動作信號，排粉機(jī)的的工作狀態(tài)信號和欠壓保護(hù)動作信號等。b. 輸出邏輯條件有：斷路器、直流接觸器的閉合斷開信號c. 變頻器交流母線電壓正常條件下直流支撐系統(tǒng)投入過程變頻器電源端送入正常電壓，變頻器受電，內(nèi)部CPU準(zhǔn)備運(yùn)行；控制設(shè)備、DCS或PLC或控制繼電器送來啟動運(yùn)行指令。電機(jī)按模擬控制420mA電流決定變頻器拖動電機(jī)的運(yùn)行轉(zhuǎn)速；等到系統(tǒng)正常運(yùn)行后

27、變頻器狀態(tài)接點(diǎn)閉合。安全給粉系統(tǒng)的SIS中央控制單元接受到變頻器運(yùn)行狀態(tài)同時排粉機(jī)運(yùn)行正常、FSSS未給出保護(hù)動作信號、且沒有欠壓保護(hù)動作信號，SIS中央控制單元經(jīng)過軟件運(yùn)算，滿足系統(tǒng)備份條件時，向斷路器、直流接觸器發(fā)出合閘指令，這時各直流回路處于備份狀態(tài)。d. 變頻器電源晃電時其直流母線電壓立刻下降；直流電源系統(tǒng)在變頻器母線電壓降到安全給粉系統(tǒng)直流電源母線電壓時，開始對變頻器供電，電機(jī)在這一過程中仍然保持不間斷運(yùn)行。e. 在電網(wǎng)晃電時間達(dá)到安全給粉系統(tǒng)設(shè)定的工作時間時或SIS中央控制單元接受到變頻器運(yùn)行狀態(tài)變化或排粉機(jī)運(yùn)行狀態(tài)變化或FSSS給出MFT動作信號，經(jīng)過運(yùn)算滿足退出條件時，向斷路器

28、、直流接觸器發(fā)出斷開指令，這時各直流回路處于退出狀態(tài)。退出后，SIS中央控制單元在檢測到滿足備份條件時，發(fā)出控制信號，系統(tǒng)又恢復(fù)到備份狀態(tài)。f. 根據(jù)用戶工藝條件，安全給粉系統(tǒng)直流電源具體工作時間可在調(diào)試時在人機(jī)界面上確定，單位為0.1S。3、系統(tǒng)接線圖（圖略）4、接制部分接線示意圖（圖略）第六章系統(tǒng)安全性IEC安全要求等級分為4級，安全性能由低到高為SIL1、SIL2、SIL3、SIL4。美國對SIL4只承認(rèn)其存在，標(biāo)準(zhǔn)中不包括在SIL4要求下如何實(shí)施安全系統(tǒng)的內(nèi)容。德國DINV19250及DINVVDE0804對安全要求等級（SafetyRequirementClasses）分為8級，安全

29、要求從低到高為AK1AK8,對應(yīng)各標(biāo)準(zhǔn)的安全等級對比如表所示。大多數(shù)使用安全系統(tǒng)的工業(yè)應(yīng)用場合屬于AK4AK6級，其中一般鍋爐、加熱爐為AK4級，石化、化工為AK5級。由圖1可知，安全系統(tǒng)應(yīng)分如下幾類：滿足安全要求等級AK1AK4的Z-1、滿足安全要求等級AK1AK5的Z-2、滿足安全要求等級AK1AK6的Z-3、安全要求等級AK7AK8的需要特殊考慮的共5類。如監(jiān)視設(shè)備的功能由一般控制系統(tǒng)（如DCS）實(shí)現(xiàn)，則安全控制系統(tǒng)分為4類。Z-1類的安全系統(tǒng)可用性“一般”，一個中央CPU模塊通過單總線與I/O模塊相連，它與普通PLC不同之處為通過中央CPU的自我測試以及采用可測試I/O模塊、失效時輸出

30、保證安全狀態(tài)等滿足系統(tǒng)安全要求。Z-2類的安全系統(tǒng)可用性“較高”，中央CPU模塊冗余，其他與Z-1相同，這樣允許一個CPU模塊出故障，另一個CPU模塊維持正常工作，這樣可以在AK5級安全要求等級以下的場合，維持72h之內(nèi)。Z-3類的安全系統(tǒng)可用性“很高”，結(jié)構(gòu)為全冗余，即CPU模塊、總線、I/O模塊均雙重化，在AK6級安全要求等級的場合，允許單通道操作時間不超過1h,即在此期間內(nèi)將出故障的模塊更換掉，即可保證生產(chǎn)不中斷。只有能滿足上述要求的經(jīng)過安全論證的PLC系統(tǒng)，才能作為安全系統(tǒng)使用。本系統(tǒng)的安全行保障：直流電源子系統(tǒng)一次線路有完善的保護(hù)元件，二次線路有完善的整流控制器、電池檢測器和分路檢測

31、器。SIS子系統(tǒng)采用工業(yè)級三相異步電機(jī)保護(hù)模塊MDS-104做檢測單元，保證系統(tǒng)的可用度；采用通過美國SIL3認(rèn)證的ABLOGIX順序控制器做為控制單元，采用ABB斷路器和直流接觸器做單一直流回路的冗余執(zhí)行單元，保證系統(tǒng)的可靠性。第七章系統(tǒng)特點(diǎn)直流電源做為變頻器的后備電源，充分利用了變頻器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，與交流UPS供電相比，減少了交直流變換環(huán)節(jié)和蓄電池容量，提高效率，減少電氣保護(hù)環(huán)節(jié)，減少投資，且有很多其他行業(yè)的應(yīng)用案例。巧妙通過壓差抑制蓄電池放電，取消了原方案中的靜態(tài)開關(guān)導(dǎo)通模塊（易損器件），簡化控制電路和一次線路，使導(dǎo)通成為真正的零切換，又杜絕了因?yàn)閷?dǎo)通模塊故障引起的給粉不平衡，避免了因?yàn)閷?dǎo)

32、通模塊閥值電壓過高引起的計時不準(zhǔn)，增加了系統(tǒng)的可用度。通過軟件設(shè)置母線欠壓保護(hù)閥值和計時（0.1S），使系統(tǒng)工作時間精確可控。通過SIS子系統(tǒng)中央控制單元的軟件，區(qū)分電網(wǎng)晃電和變頻器故障，杜絕電網(wǎng)晃電引起的停爐，又在變頻器故障或收到相關(guān)保護(hù)信號時快速撤出直流電源。控制、監(jiān)測單元故障以及輸入、輸出端子懸空斷線等，執(zhí)行單元都會回到安全狀態(tài)斷開，提高系統(tǒng)的可靠性。系統(tǒng)的切換條件除欠壓保護(hù)外，還可擴(kuò)充過流保護(hù)、超載保護(hù)、過壓保護(hù)、零序電流保護(hù)、負(fù)序電流保護(hù)、欠載保護(hù)、零序電壓保護(hù)等，只需軟件設(shè)置閥值即可。兩種計時方式比較：電廠給粉機(jī)安全調(diào)速系統(tǒng)專為火電廠媒粉爐和循環(huán)硫化床（CFB）鍋爐設(shè)計，附合電力行

33、業(yè)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。其核心部分為SIS系統(tǒng)，結(jié)合技術(shù)成熟的直流電源，為電廠提供安全有效的給粉機(jī)變頻器抗晃電解決方案。該系統(tǒng)既解決了電網(wǎng)晃電時給粉機(jī)變頻器跳閘引起的不必要停爐，又保障電網(wǎng)晃電和備自投切換時，爐膛給粉平穩(wěn)。實(shí)施后的效果：1、取消大多數(shù)電廠現(xiàn)在對FSSS的給粉機(jī)全停邏輯25秒延時（這個延時期，爐膛給粉嚴(yán)重不穩(wěn)）。2、理論上可以將FSSS的1、2組電源喪失信號延時做到安全給粉系統(tǒng)最大工作時間，因?yàn)檫@個時期給粉機(jī)變頻器還是正常工作的。實(shí)際使用中根據(jù)電廠其他系統(tǒng)的抗晃電能力和備自投切換時間來設(shè)置這個延時和安全給粉系統(tǒng)的工作時間，一般為23S。第八章系統(tǒng)配置1、電廠提供的現(xiàn)場條件：爐九臺，18號爐每

34、臺爐有2.2KW給煤粉機(jī)8臺，九號爐12臺給粉機(jī)總計：電動機(jī)總數(shù)：76臺；電動機(jī)總功率167.2KW；其中：富士品牌變頻器8臺一組，施耐德品牌變頻器8臺一組，其余為三菱品牌變頻器60臺，共七組。電廠發(fā)電機(jī)所用的給粉機(jī)電源有A、B兩段，分別控制4臺給粉機(jī)，其中九號爐的二段電源分別控制6臺給粉機(jī)。電廠提供的現(xiàn)有接線條件：一路380V/60A3P+N+PE電源.被保護(hù)變頻器的狀態(tài)干節(jié)點(diǎn)信號(要從FSSS取,干節(jié)點(diǎn)已經(jīng)被FSS占用).被保護(hù)變頻器母線電源信號。保護(hù)動作信號被保護(hù)變頻器二次接線圖。有關(guān)的工程設(shè)計條件，包括被保護(hù)變頻器盤內(nèi)布置圖。2、安全給粉系統(tǒng)的主要配置：1、設(shè)備組成1) 、設(shè)備基本參數(shù)

35、: 蓄電池的輸出功率167.2KW。 直流輸出回路76路，支持76臺變頻器。一電池放電時間：167.2KW>2分鐘。2) 、設(shè)備基本組成及柜體安排充電器柜一臺前后開門直流控制柜九臺前后開門蓄電池柜，整套蓄電池重量在3.9噸左右，具有單只蓄電池的自檢功能。共有一組中美合資冠軍12V-200AH/40節(jié)電池組成。并有630A/1200V直流空氣開關(guān)分合并作短路保護(hù)和直流母線監(jiān)測系統(tǒng)。柜體具體安排： 充電器柜；冗余高頻DC530V/10A2臺模塊充電器、人機(jī)界面、中央監(jiān)測單元、DC/DC24V控制電源。 直流控制柜1有多條直流回路，一次線路含有直流斷路器、空氣開關(guān)、直流接觸器、直流隔離模塊等，

36、二次線路有直流回路監(jiān)測單元和SIS子系統(tǒng)，SIS子系統(tǒng)由電機(jī)保護(hù)單元、中央控制單元等組成。柜內(nèi)還有DC/DC24V控制系統(tǒng)電源、DC/DC220V執(zhí)行電源和人機(jī)界面。直流控制柜2直流控制柜8同上，直流控制柜9柜有12條直流支撐回路，分別支撐9#爐中12臺給粉機(jī)變頻器，除直流回路增加以外，直流回路監(jiān)測單元和SIS子系統(tǒng)中央控制單元也有相應(yīng)變化。各柜之間與HMI采用MODBUS485通訊方式傳遞數(shù)據(jù)。由于現(xiàn)場九臺爐之間相隔較遠(yuǎn)，最遠(yuǎn)的二臺之間相距300米，因此柜體的安排采用如下方法：1) 、將系統(tǒng)的充電器柜和蓄電池柜集中定位在電廠低壓MCC控制室中，采用直流母線方式連接到每一個爐控室。充電器柜與蓄

37、電池柜以及直流回路柜之間用95平方毫米的電纜輸送直流電壓，并有一根8芯屏蔽通訊線纜連接。2) 、直流回路柜定位在每個爐控室的給粉機(jī)變頻器交流母線柜旁，通過2.5mm2的直流電纜連接每臺變頻器的直流母線，通過2.5mm2的電纜采集變頻器兩段交流母線電壓，通過1.5mm2線纜采集各保護(hù)動作信號。3方案的最終確定實(shí)施時，我們會提供：系統(tǒng)就位的平面布置圖。設(shè)備基礎(chǔ)安裝圖。電氣條件圖、SIS邏輯圖、柜內(nèi)接線圖。設(shè)備荷重圖各一份，可用電子版發(fā)送。3、系統(tǒng)的環(huán)境要求：使用場所：戶內(nèi)環(huán)境溫度：-10+50；電池室5-30相對濕度：90%未結(jié)露海拔高度：1000米以下4、系統(tǒng)指標(biāo)：1、 輸入電壓：380+10%VAC，3P+N+PE頻率：50HZ+1%。2、 結(jié)構(gòu)尺寸1) 每組直流電源柜為落地安裝式，防護(hù)等級：IP202) 進(jìn)出