華潤(rùn)登封電廠一期2×300MW 機(jī)組鍋爐為東方鍋爐(集團(tuán))股份有限公司生產(chǎn)的亞臨界參數(shù)、自然循環(huán)、四角切圓燃燒、一次中間再熱、半露天布置、全鋼構(gòu)架Ⅱ型布置汽包爐,每臺(tái)機(jī)組配4套鋼球磨煤機(jī)中儲(chǔ)式熱風(fēng)送粉系統(tǒng)。采用固定式水平濃淡煤粉燃燒器,每角燃燒器設(shè)置15層噴口,包括有5層一次風(fēng)噴口(A、B、C、D、E), 2層三次風(fēng)噴口(F、G), 1 層頂二次風(fēng)(OFA)噴口,7層二次風(fēng)噴口(其中AB、BC、DE層3層布置有油燃燒器)。一次風(fēng)噴口和三次風(fēng)噴口四周均布置有周界風(fēng)。
根據(jù)燃燒器的布置,華潤(rùn)登封電廠一期2×300MW機(jī)組配置有5層煤火檢和3層油火檢,火檢采用意大利ABB公司生產(chǎn)的UVISOR系列設(shè)備。火焰檢測(cè)探頭(簡(jiǎn)稱火檢探頭)為閃爍型放大器 UR600 2000IR型(柔性光纖,延長(zhǎng)型),2臺(tái)機(jī)組配置1套智能單元(MFD)參數(shù)管理軟件,用于對(duì)火檢系統(tǒng)的分析、歸檔及調(diào)試等。
每臺(tái)機(jī)組設(shè)置2臺(tái)火檢冷卻風(fēng)(互為備用),每臺(tái)風(fēng)機(jī)容量為100寫,主/備用自動(dòng)切換,以滿足每個(gè)火焰檢測(cè)器對(duì)冷卻風(fēng)流量、壓力的要求。為了保證火檢系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行,在安裝調(diào)試過(guò)程中,必須將火檢探頭的仰角控制在±100以內(nèi)。
2 火檢系統(tǒng)調(diào)試優(yōu)化
2.1 調(diào)試原則及依據(jù)
華潤(rùn)登封電廠一期2×300MW機(jī)組投人運(yùn)行已3年多,期間發(fā)現(xiàn)部分火檢裝置的火焰檢測(cè)質(zhì)量下降,特別是冬季機(jī)組低負(fù)荷時(shí),更為嚴(yán)重。此外,2號(hào)鍋爐總?cè)剂咸l(MFT),首出原因?yàn)闋t膛負(fù)壓低,認(rèn)為火檢裝置有“偷看”相鄰或?qū)腔鹧娆F(xiàn)象,造成全爐膛滅火保護(hù)拒動(dòng)。檢查發(fā)現(xiàn),火焰檢測(cè)不良的原因是燃燒器結(jié)焦影響了火檢探頭視線、燃煤揮發(fā)分低導(dǎo)致燃燒黑區(qū)延長(zhǎng)。為此,對(duì)火檢系統(tǒng)進(jìn)行了調(diào)試優(yōu)化。
在低負(fù)荷下(150MW),鍋爐燃燒穩(wěn)定,火焰檢測(cè)器能夠真實(shí)反映爐膛燃燒情況。在高負(fù)荷時(shí)(300MW),允許部分火檢探頭在一定程度上“偷看”相鄰或?qū)腔鹧?不超過(guò)火檢探頭總數(shù)的25%),這樣不僅可保證鍋爐穩(wěn)定運(yùn)行,而且可避免滅火保護(hù)拒動(dòng)。
火焰檢測(cè)裝置是依據(jù)火焰信號(hào)(強(qiáng)度信號(hào)(FS)和頻率(低頻(LF)、高頻(HF))信號(hào))的特性來(lái)檢測(cè)火焰。強(qiáng)度信號(hào)代表火焰的亮度,頻率信號(hào)代表火焰的閃動(dòng)。對(duì)強(qiáng)度信號(hào)的處理比較簡(jiǎn)單,只需將實(shí)時(shí)火焰強(qiáng)度與強(qiáng)度閡值進(jìn)行比較,當(dāng)火焰強(qiáng)度高于強(qiáng)度闌值時(shí),判定火焰強(qiáng)度條件成立。頻率信號(hào)的處理實(shí)際上是對(duì)火焰信號(hào)波動(dòng)部分的處理,頻率信號(hào)包含信號(hào)的頻譜、帶寬、峰一峰值等參數(shù),對(duì)火焰頻率信號(hào)不只是進(jìn)行簡(jiǎn)單的分析,還要對(duì)火焰的波形進(jìn)行數(shù)字濾波、傅立葉變換,從而提供火焰波形中最具火焰特征的信號(hào),作為判定有火、無(wú)火的依據(jù)。
當(dāng)火焰頻率和強(qiáng)度均高于設(shè)定的閡值時(shí),判定為有火,反之判定為無(wú)火。但是,有時(shí)燃燒過(guò)程中偶爾出現(xiàn)擾動(dòng)或黑區(qū),火焰強(qiáng)度或頻率會(huì)短時(shí)間低于閉值,這時(shí)如果發(fā)出無(wú)火信號(hào),將造成滅火保護(hù)系統(tǒng)誤動(dòng)。為了避免誤發(fā)滅火信號(hào),在火檢系統(tǒng)中對(duì)滅火信號(hào)輸出增加了延時(shí)。但是,該信號(hào)輸出的延時(shí)較短易造成保護(hù)誤動(dòng),延時(shí)較長(zhǎng)易使保護(hù)拒動(dòng)。為此,MFD提供了一種反時(shí)限特性的延時(shí)電路,以燃燒器滅火前的火焰強(qiáng)度和頻率的變化速率決定滅火信號(hào)輸出延時(shí)時(shí)間當(dāng)火焰的強(qiáng)度、頻率值以高速率降至閉值以下時(shí),延時(shí)時(shí)間應(yīng)長(zhǎng)一些,因?yàn)檫@時(shí)爐內(nèi)有足夠的能量支持燃燒不會(huì)達(dá)到真正滅火的狀態(tài)。當(dāng)火焰的強(qiáng)度、頻率緩慢地降至閡值時(shí),說(shuō)明爐內(nèi)支持燃燒的能量較小,延時(shí)時(shí)間應(yīng)短一些,以防止拒動(dòng)。無(wú)火一有火延時(shí)與火焰強(qiáng)度和頻率的上升速率成反比;有火一無(wú)火延時(shí)與強(qiáng)度和頻率的下降速率成反比,從而提高了火焰檢測(cè)的可靠性和準(zhǔn)確性[1]。
2.2 調(diào)試方案及檢驗(yàn)
首先,在鍋爐低負(fù)荷下依次起停給粉機(jī),待給粉機(jī)給粉正常后,調(diào)整相應(yīng)煤火檢參數(shù),使火焰的FS能夠達(dá)到5 dB以上,且信號(hào)較穩(wěn)定。模擬已停給粉機(jī)運(yùn)行信號(hào),檢查相應(yīng)火檢是否存在“偷看”相鄰或?qū)腔鹧娴默F(xiàn)象,如有則通過(guò)參數(shù)調(diào)整予以消除,同時(shí)保證火焰信號(hào)值的穩(wěn)定。
然后,在高負(fù)荷下依次起停給粉機(jī),模擬已停給粉機(jī)運(yùn)行信號(hào)驗(yàn)證相應(yīng)火檢是否存在“偷看”相鄰或?qū)腔鹧娴默F(xiàn)象,如有則適當(dāng)調(diào)整火檢參數(shù)予以消除,確保存在“偷看”相鄰或?qū)腔鹧娴幕饳z探頭個(gè)數(shù)在規(guī)定范圍內(nèi),同時(shí)要保證各火檢在低負(fù)荷時(shí)的穩(wěn)定性。
在鍋爐只投運(yùn)油燃燒器工況下,檢驗(yàn)火檢系統(tǒng)的火焰檢測(cè)情況,然后增加投運(yùn)其相鄰和對(duì)角油燃燒器以檢驗(yàn)它們對(duì)試驗(yàn)火檢探頭的影響;在油煤混燒工況下,檢驗(yàn)火檢系統(tǒng)的火焰檢測(cè)效果;在停油、鍋爐燃燒穩(wěn)定以后,首先檢驗(yàn)火檢系統(tǒng)是否能夠正確發(fā)出有火信號(hào),然后對(duì)試驗(yàn)火檢探頭的防“偷看”火焰的性能進(jìn)行試驗(yàn),其步驟如下:
(1)在不影響鍋爐穩(wěn)定燃燒前提下,停運(yùn)盡可能多的與試驗(yàn)火檢探頭相鄰和對(duì)角的燃燒器;
(2 )在高負(fù)荷情況下,投運(yùn)盡可能多的燃燒器,然后逐個(gè)停運(yùn)試驗(yàn)火檢探頭對(duì)應(yīng)的燃燒器,以檢驗(yàn)火檢系統(tǒng)的看火情況。
機(jī)組負(fù)荷為150MW且給粉機(jī)正常運(yùn)行時(shí)煤火檢參數(shù)見(jiàn)表1,模擬已停給粉機(jī)運(yùn)行的煤火檢參數(shù)見(jiàn)表2;機(jī)組負(fù)荷為300MW且給粉機(jī)正常運(yùn)行時(shí)煤火檢參數(shù)見(jiàn)表3,模擬已停給粉機(jī)運(yùn)行的煤火檢參數(shù)見(jiàn)表4。




從表1~表4可見(jiàn),B2、B3、C3、C4、DI、D4、E1、E2在給粉機(jī)停運(yùn)后一次風(fēng)閥未關(guān)的情況下存在輕微“偷看”相鄰或?qū)腔鹧娆F(xiàn)象,B2、B3、C3、C4、 Dl、D4、E1、E2的FS值分別為(0-3)、(2-5)、(O-3)、(0-3)、(0-3)、(O-5)、(O-3)、(-3-3)dB。這是由于給粉機(jī)停運(yùn)后在一次風(fēng)閥未關(guān)的情況下還有少量煤粉進(jìn)人爐膛,有時(shí)會(huì)有輕微的“偷看”相鄰或?qū)腔鹧娆F(xiàn)象。根據(jù)調(diào)試經(jīng)驗(yàn),四角切圓鍋爐火焰黑區(qū)一般距火檢探頭lm 左右,火檢探頭一般對(duì)準(zhǔn)黑區(qū)后面的初始燃燒區(qū),在距燃燒器噴口100-120 mm 之間,其延長(zhǎng)線在1~2m之間與燃燒器上邊緣的延長(zhǎng)線相交,因此火焰黑區(qū)的長(zhǎng)短對(duì)火焰檢測(cè)信號(hào)起著很大的作用。