浅谈锅炉安全保护系统改造的体会

浅谈锅炉安全保护系统改造的体会

　浅谈锅炉安全保护系统改造的体会广州恒运电厂设备部金龙成、工作原理及吹扫跳闸条件以及跳闸后的动作对象。同时，针对本套系统在设计安装中存在的一些不足提出了合理化建议及整改措施。从而大大的提高了该系统的稳定性、可靠性。经过长时间的运行证明，的确取得了良好的效果。

　　1系统简介锅炉安全系统主要是用于火力发电厂大型锅炉燃烧运行的安全监控及保护装置，是防止炉膛灭火及其它危及锅炉安全因素的重要防护措施，是锅炉稳定、安全运行的保护神。广州恒运B厂的灭火保护系统由MFSS B装置、压力开关柜、火检探头、输出继电器、闪光报警系统、接线端子排等部分组成。在事故状态下，准确及时动作，切断燃料，防止事故的扩大。保证锅炉安全运行。

　　该套系统结构先进，互换性强、维护量小，便于操作和检修。然而在运行维护过程中，我们发现该装置存在跳闸对象不全、易死机、受电源影响较大等问题。

　　（1）系统工作原理如图所示：（2）装置技术特性①装置的组成：CPU主机板、I/O模拟板、音响、打印机、继电器板、电源板、变压器、滤波器、稳压器、航空插头、操作面板。

　　②告警条件：4项。

　　③清扫条刊：8项。

　　④MFT跳闸条件：7项。

　　⑤燃烧不稳告警分4个等级：50mV、80mV、⑥清扫累积记时分3个等级：3min、4min、⑧模拟量采样输出分辨20mS.

　　⑨开关量事故记录分辨率2mS.

　　⑩事故追忆时间：事故前15S ，事故后55S（炉膛压力、模拟量）。

　　1事故追忆时间间隔0 .5S.

　　12发光排电平显示表误差：低差10mV高端13在线白检，每隔2S检一个接口。

　　15火焰监视器灵敏度：68uA/mm2/nX.

　　16操作输入指令：8个，0 5V.

　　17输出信号：A、模拟量8组发光排电平显示表。B、开关量（3）告警条件①炉膛压力高（300Pa）②炉膛压力低（300Pa）③燃烧不稳（当前火焰强度低于设定值）④节点故障（开关量接地时）（4）MFT吹扫条件①至少一台引风机运行。

　　②至少一台送风机运行。

　　③炉膛灭火。

　　④水位正常。

　　⑤MFT未复归。

　　⑥风量大于30 .

　　⑦电源正常。

　　⑧油压正常。

　　（5）MFT跳闸条件①炉膛压力高―炉膛压力高二值1500Pa三选二。

　　②炉膛压力低―炉膛压力低二值―1500Pa三选二。

　　③引风为零―两台引风机全停。

　　④送风为零―两台送风机全停。

　　⑤炉膛灭火―至少有一台给粉机运行，下层火焰四选三和上层火焰四选三取与信号。

　　⑥燃料中断―所有给粉机跳闸、燃油电磁总阀关闭、炉膛有火三个条件同时满足。

　　⑦手动停炉―按下控制台上的紧急停炉按扭或同时按下MFSS B装置面板上的两个黄色按钮。

　　（6）跳闸后动作对象：①关闭燃油总电磁阀。

　　②停甲排粉机、乙排粉机。

　　③跳开给粉I段电源、Ⅱ段电源。

　　2 MFSS B装置工作原理恒运B厂的锅炉灭火保护系统主要以微处理机8031为中心控制部件构成，具有炉膛火焰监测、燃烧不稳告警、灭火保护逻辑、首次跳闸灯光记忆、事故顺序记录、模拟量追忆、打印事故及事故发生时间、炉膛清扫累积计时、点火时间分级控制、节点故障巡检、模拟量、火焰探头巡检及跨越微机逻辑保护和自检功能，由外部采集信号，经模拟放大，I/V光电隔离，再送入8031进行运算、显示、逻辑判断。当跳闸条件满足时， 8031输出信号至继电器板，驱动继电器动作。MFSS B由插头CT1输出接点动作跳闸对象。

　　3系统改造项目（1）增加了跳闸的动作对象鉴于茂名电厂在锅炉灭火后重新点火出现爆燃，致使水冷壁大面积爆管。究其原因，主要是因为在锅炉灭火后，给粉机已全部跳闸且燃油电磁阀关闭，由于燃油电磁阀关闭不严造成大量轻油涌入炉膛，致使出现恶性爆燃事故。联系到恒运B厂目前的情况，MFT动作对象为关闭燃油电磁总阀，切断给粉Ⅰ、Ⅱ段电源，停甲、乙排粉机，也就是说：当锅炉灭火之后，万一燃油电磁总阀关闭不严或因同路故障致使其不能关闭，而角阀又不能及时切除，同样会出现以上事故。因而我们结合实际，进行了可行性研究和改造，在原系统的基础上增加了一组继电器，重新敷设电缆。增跳甲、乙、丙、丁四个角阀，这样即使燃油电磁总阀关闭不严或泄漏，亦有第二重保护可以阻止燃料进入炉膛，防止爆燃。

　　（2）MFSS B装置供电电源改造恒运B厂MFSS B装置运行的稳定性与电源的关系很大，厂用电突然中断或厂用电压大幅波动易造成该套装置死机，尤其是在凌晨调峰时，表现的最为明显。经常使运行、检修人员陷入被动局面。为此，我们经研究为MFSS B装置以及锅炉安全保护系统加装了不间断电源，即将原由厂用电供电的电源改由不间断电源UPS装置供电。正常运行时，UPS处于浮充电状态，厂用电一边供MFSS B装置，一边为UPS充电，当厂用电出现波动或突然丧失时，UPS内的蓄电池便释放电能，保证MFSS B装置的正常工作，以防死机。

　　（3）改造炉膛灭火条件炉膛灭火是由炉膛无火信号、任意一台给粉机投运两个条件同时满足的。炉膛火焰信号来自火焰监视器，每台炉两层，每层又分甲、乙、丙、丁四个角共八个火检探头。炉膛灭火是指两层中每层都必须失去三个以上的火焰信号时，方能产生炉膛灭火信号。如图2.

　　由于在设计安装火检探头时，火焰监视器的冷却风是从二次风抽头过来的。没有充分考虑到探头冷却风的压力问题。因而在炉膛打正压的时候，从监视孔喷出的火焰经常烧焦探头的信号输出电缆。致使运行人员在监盘的时候很难判断火焰的强度。针对这一情况，我们做了两个解决方案。方案1、在监视孔内加装防护玻璃，优点是既封住了火焰，又不会影响到正常的监视，缺点是安装困难，成本较高。在燃烧较差的工况下，防护玻璃易被煤、油烟熏黑。清理困难。方案2、在探头上加装防火挡板，优点是结构简单，安装方便。缺点是火焰仍会喷到火检探头，对监视造成影响。

　　（4）修改燃料中断逻辑燃料中断理论上应该是在炉膛有火的情况下，丧失全部的燃料，才判断是燃料中断，然后跳炉。在B厂就应该为全部的给粉机跳闸，燃油电磁总阀关闭，加之炉膛有火三个条件同时满足。

　　因历史原因，燃料中断试验一直是用模拟信号装置作的。然而，在实际的回路中还存在很严重的不足。各角的上、中层接点是并在一起的，如图3所示：这样在下层与上或中任意一层同时全部跳闸，图3的与门就能输出为1.即在燃料中断跳闸时，上层或中层可能有一层还在运行，且当时的燃油电磁总阀跳闸接点并未接入MFSS B装置，而是一直被强制闭合的，因此，该跳闸条件并无实际意义。

　　我们重新敷设电缆，将燃油电磁总阀信号送入MFSS B装置，并修改了给粉机节点的信号回路及逻辑图。现逻辑如图4上中下层给粉机共同取与逻辑。即相当于全部给粉机串联在一起。任意一个未跳。都不会满足条件。该逻辑改造以后，燃料中断条件从未出现过拒动、误动。使灭火保护的整体稳定性也得到了显著的提高。

　　（5）燃油电磁总阀改造。

　　由于阀门特性的原因燃油电磁总阀动作不灵活。经常开不到位、关闭不严造成控制线圈经常烧坏。究其原因，主要是阀门选型的问题。1、阀门前后的实际背压28公斤左右，大于额定值。2、线圈的动力矩与门芯产生的阻力矩不匹配。致使线圈长时间工作在过负荷的状态下而发热烧坏。

　　经过多方面考察与比较，我们与炉修共同努力，重新选型。改用了J047T 4D.同时，针对我们曾出现因厂用电波动，造成燃油电磁阀关闭而停炉的现象。对燃油电磁阀的电源进行了改造。将原接厂用电的电源改由UPS电源供。避免了在厂用电波动过程中造成炉膛灭火和燃料中断，因而事故停炉。

　　（6）改造MFSS B装置声音报警回路当炉膛压力低、高或者燃烧不稳、节点故障，MFSS B装置都会有声光指示。同时，报警节点输出至外接的声光报警信号装置。在锅炉刚刚点火的时候，由于火焰较弱，燃烧不稳一直报警。声光信号亦动作不停。加之，音响音量无法调整，产生的噪音干扰严重的影响了运行人员专心监盘和正常操作。基此考虑，我们对MFSS B装置本身作了一些修改。在音响回路加装了音响开关。并将其固定在MFSS B装置的操作面板上，可由运行人员根据实际工况进行调整。

　　（7）MFSS B装置的打印机镶嵌在其内部，结构复杂、位置窄小，使得热工检修人员在换纸、换色带时极为不便。同时，运行人员也很难对打印出来的最新内容进行时时监控（打印机出口与装置的出口还有150mm的距离）。因此，我们在原有的打印机基础上进行加工和改进。改造后，打印机装在控制盘上，通过带状电缆与MPSS B装置联接，实现信号的通讯。