制。以保证锅炉运行的机动性、经济性和安全性。
十四、炉膛压力调节系统
炉膛出口压力测点测量值经过惯性延滞处理后与给定值一起送PID进行运算,运算结果对引风机进行调节,从而调节炉膛压力满足机组运行要求,由于一次风量和二次风量发生变化时,需经过一段时间炉膛负压才发生变化,因此,在上述调节方案中直接把总风量作为前馈信号送入PID调节输出中,以提高一、二次风量变化时调节系统响应的快速性。
十五、汽包水位调节系统
(l)汽包水位的稳定程度反映了给水流量与蒸汽流量之间的平衡关系。锅炉汽包的水位一般规定在汽包中心线以下180mm处,允许波动范围为±50mm。汽包水位的高低直接影响锅炉的安全运行和蒸汽品质。水位过高,汽包的汽空间就会减小,破坏了汽水分离装置的正常工作,使蒸汽带水过多,会使汽轮机的喷嘴、叶片结垢,严重时可能使汽轮机发生水冲击而损坏设备。水位过低,锅炉的水循环会被破坏或部分受热面干烧而过热损坏。对于大型锅炉来讲,汽包的汽、水空间相对较小,保持汽包水位在允许的范围内波动对整个机组的安全运行
有着重要的意义。 图2-3汽水流程图
(2)为了保持汽包水位的稳定,必须对给水流量进行调节。在调节时应保持给水流量小范围的波动,给水流量的剧烈波动不但会影响给水管道和省煤器的安全运行,还会加重给水泵的负荷。给设备造成不必要的损坏。
汽包锅炉的汽水流程如图2-3所示。锅炉用水经给水泵加压后,在省煤器中吸热后进入汽包,经过水循环管吸收炉膛中产生的热量变成汽水混合物在汽包中进行汽水分离产生饱和蒸汽,再经过热器加热后生成合格的蒸汽到汽轮机中做功。
水位控制系统的目的就是调整调速水泵或调节阀1使汽包3中的水位在允许的范围内波动,从而满足锅炉负荷的需要。并保持给水流量Q与蒸汽流量D偏
差不大。这样能更好地防止虚假水位对给水流量的影 图2-4水位控制流程图 响。为了防止外扰对水位及给水流量的影响。在实际应用中还加入了较多的温度及压力修正。其控制流程如图2-4所示。
给水控制系统通过调整给水旁路调节阀使汽包水位保持稳定,从而满足机组负荷要求。汽包水位信号(一般三选二)经汽包压力信号进行校正,校正后的信号作为汽包水位实际值;主给水流量经给水操作台前温度修正后作为主给水流量值,一级减温水流量和二级减温水流量相加后作为总减温水流量。总减温水流量和主给水流量值相加后作为总给水流量Q;主汽流量经温度修正后作为主蒸汽流量D。三冲量方式可在手动、自动、串级状态下运行。
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一般由汽包水位、给水流量和蒸汽流量组成的三冲量串级调节系统来调节给水阀,汽包水位信号经汽包压力补偿后作为主调输入,蒸汽流量信号经温度、压力修正后与给水流量信号一起作为副调的反馈输入,给水流量为加入减温水流量信号后的总给水流量。
十六、蒸汽减温调节系统
过热蒸汽温度是火力发电厂生产过程中的一个重要参数,保证过热蒸汽温度稳定对经济安全运行有着重要的意义。大型循环流化床锅炉的蒸汽系统大多为高温高压或超高压参数,过热蒸汽的温度是全机组汽水工质的最高温度。它们的温度一般接近金属材料的允许最高温度。因此,过热蒸汽的温度上限一般不能超过额定值的5℃;如果汽温偏低就会影响机组的热效率和汽轮机的安全运行。所以在运行中,过热蒸汽的温度应维持在规定范围内。
影响过热蒸汽的温度的因素很多,例如,蒸汽流量、炉膛热负荷、烟气温度、烟气所含物料的浓度、烟气的流速、减温水量等都会影响过热(再热)汽温的变化。
主蒸汽温度主要靠喷水进行调节,主蒸汽温度测量值作为主调的反馈输入值,与主汽温设定值进行PID运算后送入副调,在副调中与减温器出口汽温进行调节运算,其结果经限幅后由手操器输出至执行机构,调节喷水减温的调节阀。由于主蒸汽流量变化时,喷水量应相应地发生变化,故在主蒸汽温度调节系统中把主汽流量信号以前馈形式输入调节系统中,同时因主蒸汽温度与烟气温度及烟气流速有关,所以在调节主蒸汽温度时也应考虑燃烧工况。
十七、燃烧器风量调节
燃烧器油流量测量值经处理后作为燃烧器风量调节系统的设定值,该值与燃烧器风量测量值在PID中进行运算,运算结果控制燃烧器风调节挡板开度,从而使燃烧器地风量满足运行要求。
十八、燃烧器油系统调节系统
有两种不同方法调节燃烧器油量,油压调节和油量调节,在启动燃烧器时,必须采取油压调节方式。当燃烧器油量达到一定值时,油压调节方式切换到油量调节方式,在燃烧器油量调节系统中,油压/油量给定值由运行人员设定,该设定值与燃烧风量进行交叉限制后送入PID中,与油压/油量测量值进行运算。运算结果调节燃烧器的进油调节阀,使燃烧器的油流量满足运行要求。
十九、汽包连排调节系统
锅炉汽包排污水地盐含量给定值与测量值一起送入PID中进行运算,运算结果去调节相应地执行机构,使锅炉汽包排污水的盐含量满足运行要求。
第二节 炉膛安全监控系统
炉膛安全监控系统(Furnace Safeguard Supervisory System,简称FSSS系统)专门用于火力发电机组锅炉的安全保护和燃烧器管理。它在锅炉启动、运行、停止的各个阶段连续地监测锅炉的有关运行参数,根据锅炉防爆规程规定的安全条件,不断地进行逻辑判断和运
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算,并经过逻辑判断、合理地发出动作指令,同时与有关主辅机信号合理地联锁,以保证整个机组的安全、经济、稳定、可靠的运行。对于分散控制系统(DCS)来说,它已经是不可或缺的组成部分,是锅炉热工保护的一个组成模块。
循环流化床锅炉的安全保护侧重于燃料投运操作的正确顺序和联锁关系,以保证循环流化床锅炉稳定燃烧。按照煤粉锅炉的习惯仍将有关循环流化床锅炉的保护功能称作炉膛安全监控系统,即FSSS。
循环流化床锅炉的FSSS有以下主要功能: (1) 主燃料切除保护(MFT)动作。 (2) 循环流化床锅炉吹扫。
(3) 循环流化床锅炉冷态启动(建立流化风和初始床料)。 (4) 循环流化床锅炉升温控制。 (5) 循环流化床锅炉热态启动。 (6) 风道油燃烧器控制。 (7) 启动油燃烧器控制。 (8) 油燃烧器火焰检测。 (9) 煤及石灰石系统控制。
(10) 一次、二次风机、高压风机、引风机联锁控制。 (11) 锅炉水系统的保护。 (12) 机炉协调保护。
一、循环流化床锅炉的主燃料切除保护
循环流化床锅炉的启动一般采用床下床下动态点火方式,首先利用床下点火燃烧器加热床料使冷床料流化并循环的状态下加热升温,再利用床上点火燃烧器将床温加热到煤的着火温度。在保证点火燃烧器无故障(经过油泄漏试验)的情况下才可以投运点火燃烧器。在达到燃料安全着火温度时(根据燃料试验得到)才可以投煤。在床下点火燃烧器加热床料温升缓慢时,投运床上点火燃烧器,一直达到必须的温度时才可以逐步投煤,以保证锅炉的安全运行。由此看来,循环流化床锅炉的FSSS保护主要体现在主燃料切除保护(MFT)上,循环流化床锅炉的MFT主要由以下内容组成:
引发MFT动作的条件、对燃油系统的控制、MFT动作后复归的条件、热态启动的条件、首出记忆。触发MFT动作的条件有:
1) 手动MFT(两只按钮同时被按下)。 2) 床温高于1150℃(平均值)。 3) 水位异常(水位高高或水位低低)。 4) 炉膛压力高(一般取+50Pa延时5s)。 5) 炉膛压力低(一般取-500Pa延时5s)。 6) 引风机跳闸。 7) 一次风机跳闸。 8) 二次风机跳闸。 9) 高压风机跳闸。 10) 汽轮机主汽门关闭。
11) 所有一次风机出口总风量小于25%额定风量延时5s。 12) 床温低于650℃且无启动燃烧器投入。
13) 超过启动时间3600s(指启动燃烧器的启动时间:在3600s内没有着火)。
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14) DCS电源消失。
二、对锅炉燃用油的控制
循环流化床锅炉的燃用油系统的主要作用是在锅炉启动初期对锅炉内的固体物料进行加热,使固体物料的温度能达到煤的安全燃用温度。如果油系统出现故障或启动燃烧器事故熄灭后不能正确及时地关闭相应的油阀门,则有可能造成点火风道或炉膛爆炸。因此对燃用油的控制是必要的。
点火逻辑说明:
炉膛吹扫完毕,调整一次风主风门,一次风的一部分从旁路(点火风路)通过,以满足点火用氧的需要。当点火条件满足后,可以通过自动或手动点火。
按点火启动开关→进点火枪→开吹扫阀→开吹扫阀5分钟后开点火器,同时开油阀 →持续10秒时间,如火焰检测器检测不到火焰→立即关闭油阀,打开吹扫阀→延续5分钟时间→关吹扫阀→重新进入自动点火系统。如火焰检测器检测到火焰→点火器发火结束,自
动退点火枪→至锅炉炉膛床温达到850℃以上,炉膛内燃烧工况稳定→点火结束,关油阀 进点火枪→开吹扫阀同时开点火器→延时5分钟→关吹扫阀→点火结束,自动退点火枪。
三、MFT复归的必要条件
1.完成锅炉吹扫
锅炉吹扫的目的是在点火前要吹去炉膛、点火风道和烟道内可燃混合物,以防止点火时引起爆燃,在启动吹扫前,应满足炉膛吹扫许可条件,这些条件有:
1) 必须是MFT动作15s后进行。 2) 锅炉无任何MFT动作条件存在。
3) 锅炉无任何燃料进入炉膛或点火风道。 4) 进入锅炉的风量符合要求。 2、锅炉具备热态启动的条件 锅炉无任何MFT动作条件存在。
四、锅炉的热态启动的条件
1. 锅炉无任何MFT动作条件存在。 2. 床温不低于650℃。 3. 流化风量符合要求。
五、MFT动作
MFT动作后,应在监视器上显示其动作触发的原因称为首出记忆,以便运行人员及时对事故做出判断和进行事故处理。而且还会自动进行以下操作:
1. 操作员站上报警显示。
2. 运行中的启动燃烧器(床下油枪)跳闸,点火装置断电。 3. 引风机停。 4. 一次风机停。 5. 二次风机停。
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6. 给煤机停运。
7. 石灰石给料机跳闸。 8. 关闭主汽蒸汽出口门。
9. 联锁一、二次风机调节器到手动位置。 10. 过热蒸汽减温水电动控制阀门关闭。
11. 吹灰系统停止,正在运行中的吹灰器退出。 12. 关闭锅炉、汽轮机主汽门。 13. 关闭减温水总门且闭锁开指令。
14. 如没有“热态启动”的条件存在,则发出“锅炉吹扫”逻辑。
六、炉膛安全检测保护
炉膛安全检测保护系统包括:主燃料跳闸、紧急停炉。 主燃料跳闸的条件:
1.床温过高或过低
锅炉炉体温度对炉膛内的正常燃烧有较大的影响,因此,锅炉运行时应对床层温度进行严格控制。床层温度一般控制在850~950℃。
温度过高会造成炉膛结焦等一系列不利后果,当温度达到1000℃时,应设温度报警,同时应采取相应措施防止温度继续上升。当温度达到1150℃时,应实施紧急停炉。
迅速中断燃料供应,停二次风机,同时将一次风机开度加大,用一次风将炉膛内的炽热物料吹冷,当温度降至500℃以下时,停一次风机、高压风机和引风机。
当温度过低时,也会影响锅炉的正常燃烧,温度降至750℃时应设低温报警,同时采取措施防止温度继续降低。当温度降低至650℃时,锅炉已不能正常燃烧,应实施紧急停炉。
迅速中断燃料供应,停二次风机,同时将一次风机开度加大,用一次风将炉膛内的炽热物料吹冷,当温度降至500℃以下时,停一次风机、高压风机和引风机。
2.炉膛压力过高或过低
炉膛压力过高或过低对锅炉的经济运行及部分密封件由较大影响。因此,锅炉运行时应对炉膛压力进行控制。
本炉膛压力零点选在炉膛出口处,正常运行时,炉膛出口处的压力一般控制在-100~-20 Pa,当炉膛出口处压力达到+20Pa时应设压力报警,同时采取措施防止压力继续升高,当压力升高至+50Pa时,锅炉已不能良好运行,应采取紧急停炉措施。
迅速中断燃料供应,停二次风机,同时将一次风机开度加大,用一次风将炉膛内的炽热物料吹冷,当温度降至500℃以下时,停一次风机、高压风机和引风机。
炉膛出口压力低值报警点设在-150Pa,此时应采取措施防止压力继续降低,如果压力达到-500Pa时,应采取紧急停炉措施。
迅速中断燃料供应,停二次风机,同时将一次风机开度加大,用一次风将炉膛内的炽热物料吹冷,当温度降至500℃以下时,停一次风机、高压风机和引风机。
3.汽包水位过高或过低
锅炉汽包水位的高低对锅炉地正常、安全运行非常重要。因此对汽包地水位应严加控制。 汽包的正常水位在锅炉汽包中心线以下180mm处,并以该线为基准在上、下50mm范围内波动,如汽包水位地波动超出此范围对锅炉正常运行危害较大。
汽包水位的高点报警值设在基准线上+35mm处,汽包水位达到该处时应进行高水位报警,此时应采取相应措施防止水位继续上升。如汽包水位继续上升,水位达到+50mm时应设紧急报警,此时应采取紧急措施控制汽包水位。如果汽包水位继续上升,达到+150mm处,
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