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“炉膛正压大”保护异常工况(事故)分析及其思考
更新时间:2018-10-07 发布:www.1024sj.com

摘要:本文就北京京能热电股份有限公司2003年#2机组接连泛起的几回"炉膛正压年夜"庇护异常工况进行了进一步分析与思虑,并从分歧角度提出了一些看法。而若何提高热工庇护-尤其是"全炉膛灭火"与"炉膛正(负)压年夜"及FSSS系统的靠得住性,使之既能在需要时"准确"动作,又能避免没必要要的"误动",依然是一个需要我们在实践中不竭索求与思虑的课题。
关头词:炉膛 负压 灭火 庇护 对策
1 引言--#1炉失落焦灭火、炉压归正现象及对策
2002年6月13日,#1炉灭火,首出"全炉膛无火"。那时1#炉负荷110MW,当运行人员将负荷减至106MW进程中,突然发生炉膛正压的情况,那时正压峰值为 460Pa。
针对此次灭火,于7月12日召开了分析会,约请了电科院技术人员加入,分析会得出的结论是:失落焦极可能造成整个炉膛漫溢较年夜的烟气和水汽(#1炉那时为水力除渣),造成火检探头没法正常检测火焰旌旗灯号。炉膛的压力值只能作为参考值,由于现场的燃烧情况比力复杂,很难就一个参数来说明那时的具体情况。凭据那时的数据分析,失落焦引发灭火首出为"全炉无火"为庇护准确动作。发电部也提出归正 460Pa造成灭火庇护动作是否火检抗干扰能力衰,建议对火检及丈量系统定期清扫和维护。
2002年7月14日,#1炉失落焦灭火,现象与6月13日极为相似。于7月15日召开了分析会,约请了电科院技术人员加入。此次分析会分析缘由为失落焦造成整个炉膛漫溢较年夜的烟气和水汽,造成火检探头没法正常检测火检旌旗灯号从而造成MFT。
为避免上述失落焦灭火现象再次发生,接纳措施为:火检处置装配内将A层(#1磨)和B层(#2磨)火检各两个角做"无火延时"处置--A层做1#、2#角延时,B层做3#、4#角延时;延时2秒。
电科院技术人员建议若有停机机遇可对相关逻辑做下述修改:
京能公司热工等专业认为上述逻辑还需斟酌,是否以400Pa来表征失落焦还需进一步探讨,故庇护逻辑一直未按上述修改。
2002年12月25日,#2炉也因失落焦灭火一次,首出"全炉无火"。为避免在其他机组发生类似问题,参照1#炉的方式,对2#、3#、4#炉1#磨、2#磨的火检旌旗灯号进行"无火延时"处置。
2 几回异常工况(及事故)的现象及分析简述
2003年,#2机组接连泛起了几回"炉膛正压年夜"庇护不动作的异常工况。
2.1 2003年3月6日#2机组炉FSSS"炉膛正压年夜"庇护拒动
2.1.1 事故经过
3月6日21:49,#2G失落焦。凭据那时DCS趋向,炉压归正 500Pa→-200Pa→ 2624Pa,约2S后恢复正常。负压记实仪最年夜700帕。正压年夜报警光字牌未亮。倨当值运行人员反映,火焰电视有火,而有二层的火检旌旗灯号闪灼。负荷在167MW→155→165MW波动。FSSS"炉膛正压年夜"庇护没有动作"。
2.1.2 那时的初步分析
3月7日,热工、发电部汽锅专业等进行了初步分析。
从FSSS的PLC逻辑实验破除了PLC部门有问题;从炉压取样管路检查情况看,报警开关的取样管水平取样管段(#1G侧)、炉正(负)压年夜停炉开关的取样管水平取样管段(#3G侧)有分歧水平梗塞、不顺畅,报警侧尤甚。
此外,所有开关之前,要经过炉压缓冲罐(压力平衡装配)。
那时的初步结论为:煤质变化,使得炉膛内严重结焦,失落焦引发了炉压归正,并引发下场部灭火,煤粉的继续进进引发下场部爆燃。取样管梗塞、不顺畅及炉压缓冲罐(压力平衡装配)使"炉正压年夜"庇护拒动。炉压取样管路不顺畅缘由为:近期失落焦、归正频仍;每月(5日)一次的定期工作不规范,方式不统一。
2.1.3 措施
(1)3月7日,举一反三,划分对#2G、#1G炉压取样管路进行检查、吹扫(#1G炉压取样管路略有轻细不顺畅)。3月8日正对#3G、#4G炉压取样管路进行检查、吹扫。
(2)热工车间立即与庇护班、检修公司热工专业配合制定炉压取样清算定期工作的作业指导书。作业指导书未出前,由车间、检修公司热工专业与庇护班明确统一方式。(作业指导书审批后已下发,从4月起实施。)
2.2 2003年4月14日#2机组FSSS"全炉灭火"庇护动作炉压归正最年夜到 2820Pa
2.2.1 简要经过
2003年4月14日17:15:56,#2G失落焦引发炉灭火,FSSS首出"全炉灭火"。#1--#3磨、给煤机、一次风机失落闸。
但DCS趋向记实,17:16,FSSSMFT动作后炉压归正最年夜到 2820Pa,送风机未停。
2.2.2 分析
经热工专业、汽锅专业及华北电科院专业人员初步分析,以下:
(1)"全炉灭火"准确动作。
(2)"全炉灭火"后,炉压归正最年夜到 2820帕的年夜致缘由为--"全炉灭火"后,虽然#3磨、给煤机、一次风机失落闸,但炉内仍残留有部门风/粉夹杂物爆燃所至。此外,不破除#1、#3磨出口挡板有个体角未全关。
(3)现装的炉压缓冲罐(压力平衡装配)是致使"炉正压年夜庇护"没有率先动作的缘由。
(4)应继续探讨"有火"的判定值(频率、强度的"门坎")是否稍做调整。
2.2.3 措施
经热工专业、汽锅专业及华北电科院专业人员初步分析,接纳措施以下:
(1)将火检延时恢复至出厂缺省设置状态(凭据制造厂说明,缺省
设置值约为2.5S○注)。--即取消引言中#1、#2磨各两角的"无火延时"。
(2)现装的炉压缓冲罐(压力平衡装配)特征应做进一步(实验)
分析。可哄骗停机机遇取消现装的炉压缓冲罐(压力平衡装配),而在FSSS"炉正/负压年夜庇护"逻辑回路加软件延时(2S左右)。
(3)对#2G各支火检探头"有火"的判定值(频率、强度的"门坎")
在火检处置板内稍做调整--频率"门坎"由6改成9;强度"门坎"由20改成30。再观察。
(4)增强磨出口挡板控制回路的维护(定期实验、电磁阀/气源管路清算)。
另外,2003年4月16日,在1#、3#、4#炉也划分接纳上述(1)、(3)项措施。
2.3 2003年4月19日2:39:56,#2G炉压归正至1691.51帕,炉压庇护未动作
2.3.1 简要经过
2003年4月19日2:39:56,#2G炉压归正至1691.51帕,炉压庇护未动作。从炉正/负压年夜庇护现场炉压取样管路检查情况、现场压力继校验成效来看,取样管、及压力继定值均无问题。
2.3.2 分析及对策
(1)经热工专业人员初步分析,成效以下:
现装的炉压缓冲罐(压力平衡装配)多是致使"炉正压年夜庇护"没有动作的缘由。
凭据厂家的传真,此炉压缓冲罐的实验室数据延时约为2秒(实验室数据)。从DCS记实趋向看,1691.51帕维持不足2秒。
(2)针对上述情况热工专业建议对策--取消炉压缓冲罐。
斟酌到那时是开机状态,斟酌修改逻辑后难以实现传动实验及2#机组的现状,而且在响应的规范中亦无延不时间的明确划定,故在逻辑回路中不加延时。
2003年11月初竣事的#2机组年夜修中,随着原FSSS系统的改造(PLC改造为DCS),已在FSSS"炉正/负压年夜庇护"逻辑回路加软件延时(2S)。
3 几点思虑
3.1 重新熟悉"全炉膛灭火"庇护与"炉膛正(负)压年夜"庇护
我们知道,虽然随控制对象(如汽锅结构,燃烧器安插、制粉系统、油系统、焚烧器及运行方式,火焰检测器安装位置等)分歧,各炉膛平安监控系统的功能和控制范围都有所分歧,可是常见的炉膛平安监控系统都应具有主燃料跳闸(MFT)及功能。而其中,与燃烧慎密相关确当属"全炉膛灭火"、"炉膛正(负)压年夜"庇护。
3.1.1 汽锅灭火与炉膛内泛起较年夜正压的缘由
凡是,汽锅灭火的具体情况有以下几种:
●变负荷运行时,由于风粉配合不妥,引发燃烧不稳灭火;
●由于低负荷运行时,容易发生下粉不均、风粉配合不协调,引发燃烧不稳灭火;
●煤质突变,打破风粉平衡的燃烧款式,引发燃烧不稳灭火;
●由于汽锅燃烧装备损坏,如燃烧器的磨损等,使燃烧火焰切圆易灭火;
●由于汽锅结焦,炉膛失落年夜焦,冲击火焰而灭火。
炉膛内泛起较年夜正压的缘由以下:
●汽锅灭火未能实时发现,仍有燃料送进炉膛而造成爆燃,俗称"放炮";
●发生炉膛灭火,用"爆燃法"点燃;
●汽锅虽未灭火,但燃烧不稳,投进油枪助燃而造成较年夜正压波动;
●引风机故障或挡板关闭,送风机仍在运行,造成炉膛发生较年夜的正压;
●年夜块失落焦,造成较年夜的正压。
汽锅灭火往往陪伴着炉瞠负压的增年夜,汽锅灭火后所到达的最年夜负压与汽锅负荷、煤质情况、燃烧情况、送引风及漏风情况等多种身分有关,而且在灭火后3秒钟内,负压变化往往不足以到达庇护动作整定值,甚至有的灭火在停炉跳闸后仍达不到跳闸值(也有的能到达,如前述2003年4月14日#2机组情况);而炉膛负压到达跳闸值时,也其实不一定意味着炉膛已灭火,虽然大都情况下,负压过年夜是因灭火而起。汽锅灭火与炉瞠压力的变化情况,关系复杂,成效多变,灭灭火时负压未必很年夜,负压很年夜时也未必灭火(如前述2003年4月19日#2机组情况)。
3.1.2 "全炉膛灭火"与"炉膛正(负)压年夜"
炉膛压力是表征燃烧状态的重要参数。汽锅-旦燃烧系统发生故障,较先反映的就是炉膛压力的变化。
然而,《火电厂煤粉汽锅燃烧室防爆规程》(DL435-91)4.5.2.1指出"监测炉膛压力并划定出最年夜和最小的限值,对避免炉膛灭火和爆炸是易实现的。但压力旌旗灯号反馈要比直观的火焰旌旗灯号稍有延迟,故120t/h及以上的汽锅在装有压力检测器后也应装设火焰检测器",3.1.4.4还指出"670~1025t/h应配有炉膛平安监控装配,包括……a.炉膛火焰监测装配b.炉膛压力和灭火庇护装配(全炉膛灭火时主燃料跳闸)及主燃料跳闸……"
连系规程和前面几回异常工况(及事故)的现象、分析和对策,我们认为:
●在概念上炉膛压力庇护尽对不成取代汽锅灭火庇护,而用炉膛负压旌旗灯号确认(串联)汽锅灭火的汽锅灭火庇护方案不成取(见前述框图)。
●应使尽量使"全炉膛灭火"庇护先于"炉压"庇护动作。"炉压"庇护作为简洁易行的庇护手段是必不成少的,但对炉膛内燃烧工况恶劣的反映而言,"炉压"没有火焰直观、迅速。
3月6日若"全炉膛灭火"先动作,炉压应当不会最年夜到2624Pa。4月14日若"全炉膛灭火"再早些动作,应可避免炉压最年夜到2820Pa。
●在灭火庇护中设置炉膛正负压过年夜跳闸庇护也很是需要。更不能由于设置了火焰灭火跳闸庇护而轻视炉膛正负压过年夜跳闸庇护,由于正负压过年夜时炉膛未必就已"灭火"了。
3.2 关于定期工作
不容质疑,应增强规范炉压取样清算、火检探头的清算维护等定期工作。在《避免电力生产重年夜事故的二十五项重点要求》6.1.5及12.3.2对此都有明确要求。在煤质变化时,还应适当缩短定期工作的周期。
可是,从另外的角度进行思虑,规范了相关的作业指导书,是否就会避免类似3月6日因定期工作不规范,方式不统一而酿成的严重后果呢?
限于篇幅,对这个问题不做过量的论述。可是我们认为,若何确保最终使用人真正有用执行,若何确保类似工作的全进程监视、控制,若何增强监视,提高下层班组自动、自觉规范的"执行意识"--要从严酷执行落实PDCA(计划、执行、检查、行动)的工作方式做起。
3.3 关于炉压缓冲罐
虽然有概念认为,现场炉压取样管路宜加设炉压缓冲罐。可是由前面几回异常工况(及事故)的现象及分析,我们认为,加设炉压缓冲罐应慎重。
加设炉压缓冲罐的初衷应当是避免误动。然而,热工庇护的原则仍是应当"宁可误动,不能拒动"。其它机组现装的炉压缓冲罐(压力平衡装配)特征应做进一步(实验)分析,弄清特征。否则应哄骗停机机遇取消现装的炉压缓冲罐(压力平衡装配),而在FSSS"炉正/负压年夜庇护"逻辑回路加少许软件延时(2S或更少)。
3.4 关于火焰检测
虽然已将火检装配的频率"门坎"由6改成9;强度"门坎"由20改成30。但我们认为,"有火"的判定值(频率、强度的"门坎")依然可能偏低而存在(拒动)隐患。虽然影响火焰检测效果的身分还有探头位置、煤质的黑白等等,仍是应在进一步观察堆集的根蒂根基上(甚至找机遇经由过程相关实验),尽快进行进一步需要调整,使之既能实时客观反映炉膛内燃烧工况,当燃烧工况恶化时"准确"动作,又能避免没必要要的"误动"。这个"度"很难掌控,是个两难的问题,掌握好这个"度"也需要实践堆集的进程。
此外,若是资金、时间允许,在充实调研、论证的根蒂根基上,应对今朝的火检系统进行完善改造。如改成图像火检系统。或,仍采用可见光原理的火检探头,但应增加数目,改变安装位置或探头前段结构,使之尽量作到单火嘴判别。在此根蒂根基上,可完善FSSS制粉系统联锁,就可做到单台制粉系统火焰燃烧工况恶化时联锁停单台制粉系统。
4 竣事语
综上所述,今朝1#、2#、3#、4#炉火检装配及炉压取样装配现状为:
●已将火检延时均恢复至出厂缺省设置状态;
●对各支火检探头"有火"的判定值(频率、强度的"门坎")在火检处置板内稍做调整--频率"门坎"由6改成9;强度"门坎"由20改成30;
●取消了2#炉的负压取样装配。
经由过程前面的论述,就京能热电2003年#2机组接连泛起的几回"炉膛正压年夜"庇护异常工况进行了进一步分析与思虑,并从分歧角度提出了一些看法,希看起到"抛砖引玉"的作用。
而若何提高热工庇护--尤其是"全炉膛灭火"与"炉膛正(负)压年夜"及FSSS系统的靠得住性,使之既能在需要时"准确"动作,又能避免没必要要的"误动",依然是一个需要我们在实践中不竭索求与思虑的课题。
注:2.5S系凭据火检装备制造厂(哈尔滨中能自动化装备有限公司)2002年7月18日传真(《火检参数6d、7d设定值对应无火延时》)得出。可是,凭据哈尔滨中能自动化装备有限公司的《ZFDZ系列火焰检测装配使用说明书》2-(4)节--"ZFDZ系列火焰检测装配具有反时限特征,对于判断火焰有无的延时能凭据火焰变化的速度自动调理"。2.5S仅供参考。后与中能公司核实为在"旌旗灯号处置延时"与"无火延时"两种延时的作用下最年夜可为3.2S。而火检装配的缺省设置为0.5S~2.3S(最年夜)。
[参考文献]
[1] 黄平森.火电厂汽锅灭火与炉膛压力变化的分析及运用

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