660MW煤电锅炉火检冷却系统优化改造及应用

660MW煤电锅炉火检冷却系统优化改造及应用

徐小斌

广东粤电大埔发电有限公司

【摘要】某厂660MW煤电机组锅炉在一次火检冷却风机全停事件后，发现火检冷却系统存在较大安全缺陷，结合该厂火检冷却风系统的运行现状，在经过各专业查阅资料，分析运行状况后，发现锅炉火检冷却风系统可以从电气方面的电源、热工方面的逻辑以及机械方面的火检冷却风源三方面过进行优化改造，以保障机组的安全经济运行。

【关键词】660MW、锅炉、火检、冷却、电源、逻辑、风源

引言

某660MW煤电机组锅炉正常运行时，在运火检冷却风机故障跳闸，备用火检冷却风机未能联启，经手动再次启动火检冷却风机失败，火检冷却风压降至低二值延时100秒，锅炉未MFT，经紧急查找处理后，在火检冷却风机全停后的六分钟时重启火检冷却风机成功，机组恢复正常运行状态。此次事故机组虽未停运，但仍引起了高度重视。为此，结合现在的火检冷却系统及运行状况，经过电气、热工、机械等各专业的分析讨论，决定对火检冷却系统进行优化改造。

1. 设计配置及运行状况

某660MW煤电机组锅炉配置六台中速磨煤机，采用死角切圆燃烧技术，共有24个燃烧器煤粉喷口，火焰监视系统采用采用分体式火检检测系统，配置24套火焰检测器与火焰分析单元构成24套煤燃烧器火检装置，采用“一对一”的火焰检测，火焰监测装置的冷却系统采用风冷，火检冷却风系统设置2台380V离心式火检冷却风机，为24套煤燃烧器火检探头提供足够压力的冷却风，以保证火焰检测器的正常工作，两台火检冷却风机的风源取自自然的空气，电源采用双电源切换的方式设置两路电源，两路电源均送至就地动力控制柜，DCS画面上设置有电源信号指示，火检冷却风母管上有两路取压力开关样管，对应着两个压力开关检测风压。正常状态下，两台风机由同一路电源供电，当供电电源跳闸，自动切换至另一路电源供电，DCS画面上显示电源故障信号，正常运行时单台火检冷却风机运行，另一台联锁备用，火检冷却风压大于5kPa，当火检冷却风压降至低一值5KPa（2取1）时，联锁启动备用火检冷却风机，当两台火检冷却风机故障均无法运行，火检冷却风压降至低二值4kPa（2取2）时，延迟100秒锅炉MFT，机组跳机。

2. 优化改造措施

经过两台火检冷却风机全停事件后，经查找事故原因，各专业分析讨论，发现可以从电气方面的火检冷却风机电源设置、热工方面的保护逻辑以及机械方面的风源供应三方面对火检冷却系统进行优化改造。

（1）电气方面：采用双电源切换方式为火检冷却风机供电，两路电源之间存在相互影响的可能，两路电源的自动切换装置故障时，两台火检冷却风机可能都会失去供电，造成火检冷却风机全停，简化火检冷却风机的供电方式，取消原来的双电源切换方式为火检冷却风机供电，将两台火检冷却风机的电源独立分开，原来的火检冷却风机动力柜电源（一）火检冷却风机动力柜电源（二）分别为一台火检冷却风机供电，就地动力控制柜增加380V电机保护器，投入接地保护、过流保护。DCS画面上取消“火检风机冷却风机电源故障”指示信号，增加两台火检冷却风机“远方/就地”控制信号。简化后的火检冷却风机供电方式，两台火检冷却风机的电源互不影响，可以有效的预防由于电源相互影响而造成的两台火检冷却风机同时停运锅炉MFT

（2）机械方面：原有的火检冷却风风源取自自然风，自然风经火检冷却风机升压后为火检冷却系统提供冷却风，仅有火检冷却风机提供的单风源的火检冷却风，在火检冷却风机全停时，可能会导致火检冷却风压低而造成锅炉MFT，查阅各风管运行参数，发现冷一次风母管的风压和火检冷却风风压大致相同，从而考虑增加一路火检冷却风风源，从冷一次风母管上引出一路冷一次风供到火检冷却风母管上，在火检冷却风机出口母管和冷一次风母管引到火检冷却风母管的冷风管上分别假装逆止阀，正常运行时，由冷一次风供给火检冷却风，只有当火检冷却风压低时，才启动火检冷却风机。火检冷却风风源改造锅炉的安全运行提供了保障，同时不同运行火检冷却风机，也起到了一定的节能作用。

（3）热控方面：在火检冷却风机全停，丧失火检冷却风达到锅炉MFT保护动作条件而锅炉没有MFT事件中，经过专业的分析讨论，认为两路火检冷却风压力取样管对应两个压力开关，锅炉MFT动作压力来源于两个压力开关检测到的火检冷却风压力，判断逻辑为“二取二”，如果其中一个压力开关出现故障，逻辑上就无法判断出是否达到锅炉MFT的条件而导致保护应动作而未动作，为了增加热控保护逻辑的可靠性，取消原有的火检冷却风母管压力低二值二台压力开关并取消其中两路取样管路，剩余一路取样管路加装一台压力变送器，与现有的两台压力变送器形成“三取二”判断逻辑；另外，火检探头布置在燃烧器二次风口处，二次风虽然压力低，但仍旧可以对火检探头起到一定的冷却作用，在一定的时间里，火检探头并不会被高温烧坏，仍旧可以正常检测炉膛火焰，逻辑上“火检冷却风压降至低二值4kPa延迟100秒，锅炉MFT动作”这里的延迟时间100秒可以稍作修改，专业上认为将100秒修改为600秒更为合适；同时基于机械方面增加了一路冷一次风供给火检冷却风，正常运行时由冷一次风供给火检冷却风母管，两台火检冷却风机均处于备用状态，当火检冷却风母管的火检冷却风压力降到低一值5kPa（三取二）时，需要启动一台火检冷却风机运行，逻辑方面设置两台火检冷却风机中的一台优先启动，另一台火检冷却风机联锁备用，DCS画面上增加了优先启动联锁模块。热控逻辑上的优化，能够更好的保证逻辑的可靠性，保障设备的安全经济运行。

3. 优化改造后的应用

目前该厂两台机组锅炉火检冷却系统均采取了上述措施的优化改造，无论机组是在低负荷还是高负荷时，火检冷却系统均能够运行正常。两路火检冷却风风源和“三取二”的判断逻辑，大大增加了火检冷却系统运行的可靠性；锅炉MFT动作的延时100秒修改为600秒，能够让我们在事故状态下有足够时反应处理时间；同时火检冷却风机处于备用状态，减少了设备的运行，对机组起到了一定的节能效果。

参考文献

【1】660MW超超临界机组集控运行规程

【2】660MW超超临界机组公共及辅助系统运行规程

【3】单元机组运行（第二版）