關(guān)于燃?xì)鉄崴仩t爐膛自動滅火保護(hù)裝置的設(shè)計
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對燃?xì)鉄崴仩t滅火保護(hù)來說，防止保護(hù)系統(tǒng)的拒動和誤動有著同等的重要性。完善的燃?xì)鉄崴仩t滅火保護(hù)系統(tǒng)是保證燃?xì)鉄崴仩t安全正常運行的關(guān)鍵。
本文所述的燃?xì)鉄崴仩t滅火爐膛自動保護(hù)裝置采用PLC系統(tǒng)，通過計算機(jī)進(jìn)行操作和組態(tài)，使用專用組態(tài)軟件，現(xiàn)場火焰的狀態(tài)信號(熄火和火焰品質(zhì))通過火焰?zhèn)鞲衅饕阅M信號的形式傳入，模擬量信號、開關(guān)量信號接入PLC系統(tǒng)的AI/DI模塊，從DO模塊發(fā)出信號到燃?xì)鉄崴仩tDCS系統(tǒng)或直接到電氣MCC盤柜。對于大機(jī)組燃?xì)鉄崴仩t滅火爐膛自動保護(hù)裝置是燃?xì)鉄崴仩tFSSS保護(hù)的一部分，當(dāng)滅火信號傳入引起燃?xì)鉄崴仩tMFT動作，發(fā)出信號到燃?xì)鉄崴仩tDCS系統(tǒng)或直接到電氣MCC盤柜，進(jìn)行相應(yīng)設(shè)備的保護(hù);對于75噸以下的燃?xì)鉄崴仩t可不必接入FSSS系統(tǒng)，直接應(yīng)用。
第一節(jié) 設(shè)備
1.1.主要由可編程控制器、工業(yè)控制計算機(jī)、火焰?zhèn)鞲衅鞯冉M成等構(gòu)成，所選設(shè)備誤動作率、拒動率極低，保護(hù)投入率高。
該裝置采用德國西門子公司出品的S7-200系列可編程控制器(PLC)為中心控制部件，去掉了原來容易產(chǎn)生干擾的單片機(jī)部分，使主機(jī)不含任何自制的印刷電路板，排除了電路板上易損元件的不可靠隱患，這樣可以完全用PLC來處理現(xiàn)場送來的各種開關(guān)量及模擬量信號。裝置的顯示部分配有進(jìn)口觸摸屏，它可以與PLC直接進(jìn)行連接，使滅火保護(hù)裝置的各個參數(shù)得以顯示。
爐膛壓力開關(guān)共4臺，送風(fēng)機(jī)﹑引風(fēng)機(jī)各兩臺，分布在爐體左右，送風(fēng)機(jī)出口各安裝3臺壓力開關(guān)，引風(fēng)機(jī)入口各安裝3臺壓力開關(guān)，兩臺冷卻風(fēng)機(jī)出口共裝一臺壓力開關(guān)，壓力開關(guān)共17臺，參與控制。
1.2.火檢傳感器
由火檢探頭通過光纖采集到光信號，再由光電傳感器轉(zhuǎn)換成電信號，送到火檢模塊處理單元?；鹧鏅z測器是唯一判斷有無火的儀表，通過檢測燃?xì)鉄崴仩t內(nèi)火焰的輻射、強(qiáng)度和閃爍頻率，綜合計算證實有火、無火或弱火。
1.3. 軟件
畫面全面采用漢化動態(tài)顯示，直觀易懂，在菜單欄內(nèi)可容易的設(shè)置一些參數(shù)，極為簡單(如：滅火值、燃燒不穩(wěn)值、延遲時間、吹掃、點火時間等);裝置兼容性好，從軟件到硬件升級能力也很強(qiáng)，容易實現(xiàn)功能擴(kuò)展。具有爐膛火焰監(jiān)視、燃燒不穩(wěn)報警、滅火保護(hù)邏輯、首次跳閘記憶、打印首次跳閘原因及事故發(fā)生時間、爐膛清掃計時、保護(hù)全程投入(同時設(shè)有保護(hù)投退開關(guān))、節(jié)點故障巡檢、火焰探頭巡檢保護(hù)和自檢功能。
第二節(jié) 功能
2.1﹑控制簡圖
圖1-1
2.2﹑燃?xì)鉄崴仩t滅火保護(hù)裝置其主要邏輯包括：爐膛滅火、燃料中斷、爐膛壓力、送、引風(fēng)中斷、自動/吹掃功能、風(fēng)量小于30%及手動MFT等。計算機(jī)系統(tǒng)還能完成報警功能、事故記憶、打印等功能。
第三節(jié) 控制說明
3.1.現(xiàn)場采集的模擬信號接入PLC系統(tǒng)的AI模塊，包括:火檢信號16個，火檢探頭安裝在燃?xì)鉄崴仩t爐膛四角，每個角從下到上各四個;爐膛壓力傳感器共4臺，假設(shè)送風(fēng)機(jī)﹑引風(fēng)機(jī)各兩臺，分布在爐體左右，送風(fēng)機(jī)出口各安裝1臺壓力傳感器，引風(fēng)機(jī)入口各安裝1臺壓力傳感器，兩臺冷卻風(fēng)機(jī)出口共裝1臺壓力傳感器，壓力傳感器共9臺，僅檢測，不參與控制。
送風(fēng)機(jī)﹑引風(fēng)機(jī)﹑冷卻風(fēng)機(jī)﹑磨煤機(jī)﹑給粉機(jī)﹑排粉機(jī)運行/停止?fàn)顟B(tài)，是干接點信號，由各自MCC柜輸出進(jìn)PLC的DI模塊;由PLC的DO模塊輸出 的運行/停止指令信號是干接點信號，到送風(fēng)機(jī)﹑引風(fēng)機(jī)﹑冷卻風(fēng)機(jī)﹑磨煤機(jī)﹑給粉機(jī)﹑排粉機(jī)各自MCC柜。
還可手動輸入MFT信號，和自動產(chǎn)生的效果一樣，以應(yīng)付突發(fā)事件。
由燃燒程控系統(tǒng)來的油閥全關(guān)信號進(jìn)PLC的DI模塊。
3.2.爐膛火焰邏輯：
采用“四選三”邏輯，每層有三個滅火，則該層滅火，四層同時滅火則為全爐膛滅火，且有給粉機(jī)運行證實，輸出MFT信號?；鹧嫘盘柌捎?-20mA模擬量輸入，低于7mA判斷為無火焰信號。在CRT畫面上用棒柱模擬顯示4-20mA火焰信號，即能判斷火焰的有無，又能反映火焰的強(qiáng)弱。
當(dāng)火焰明顯變暗，此時操作人員可手動啟動燃燒程控系統(tǒng)，開啟油閥，進(jìn)入油槍，進(jìn)行助燃;當(dāng)火焰明顯變亮，此時操作人員手動停止燃燒程控系統(tǒng)，關(guān)閉油閥，退出油槍，不再助燃;
當(dāng)火焰熄滅，即火檢信號低于7mA ，此時PLC系統(tǒng)發(fā)出MFT信號，切斷燃料和燃燒風(fēng)，進(jìn)行爐膛吹掃;MFT信號要傳給汽機(jī)DCS控制系統(tǒng)，并由DCS關(guān)閉主汽門，進(jìn)行減負(fù)荷.
3.3.燃?xì)鉄崴仩t滅火保護(hù)邏輯：當(dāng)MFT信號發(fā)出，切斷燃料即在MCC柜側(cè)順序停止排粉機(jī)、給粉機(jī)、磨煤機(jī)，停止燃燒程控系統(tǒng)，關(guān)閉油閥，退出油槍;同時停止振動爐排;切燃燒風(fēng)的控制是當(dāng)送風(fēng)機(jī)出口壓力大于13.5kPa，延時5秒停送風(fēng)機(jī);當(dāng)引風(fēng)機(jī)入口壓力大于-0.05kPa，延時10秒停送風(fēng)機(jī)。
3.4.爐膛壓力高、低越限邏輯：爐膛壓力反映爐火燃燒情況，用壓力開關(guān)檢測爐膛負(fù)壓信號。正負(fù)壓越限均采用 “三取二”原則，正、負(fù)壓越限時分別輸出MFT信號。
3.5.爐膛吹掃邏輯功能： 滅火停爐后要吹去爐膛和煙道內(nèi)積塵(可燃物)，以防止再次點火時引起爆燃。當(dāng)MFT動作停爐后，必須經(jīng)過5分鐘的吹掃才使MFT復(fù)歸，允許點火。其邏輯條件為：必須同時滿足燃油、燃?xì)馑贁嚅y關(guān)閉、所有排粉機(jī)停、任意一臺送引風(fēng)機(jī)運行、風(fēng)量小于30%、無手動MFT信號、爐內(nèi)無火、汽包液位正常、所有油角閥全關(guān)。若在整個吹掃過程中出現(xiàn)任一條不滿足將會使吹掃中斷，待條件滿足后再重新吹掃，吹掃完畢后是MFT復(fù)歸。
3.6.手動MFT邏輯：同時按下盤面上兩個手動MFT按鈕時輸出MFT信號。此項功能用于當(dāng)出現(xiàn)MFT動作條件后，將MFT手動切除(軟手操)，使MFT信號不輸出，以使操作人員在最短的時間內(nèi)將燃?xì)鉄崴仩t恢復(fù)正常。若無此功能，受吹掃邏輯的限制，MFT很難復(fù)歸，致使點爐極為困難。
3.7.燃油速斷閥邏輯：速斷閥開的條件是必須同時滿足油壓高、油角閥關(guān)且沒有閥關(guān)的條件存在;閥關(guān)閉的條件是當(dāng)出現(xiàn)MFT信號或任一臺送引風(fēng)機(jī)跳閘 。
3.8.燃料中斷邏輯： 當(dāng)同時滿足以下條件時，輸出MFT信號。 a.所有給粉機(jī)全停。 b.燃油、燃?xì)馑贁嚅y關(guān)閉。 c.四個油角閥必須先開過再全關(guān)。燃料中斷邏輯還包括在煤、油混燒狀態(tài)下，當(dāng)出現(xiàn)所有給粉機(jī)中斷時，若5秒內(nèi)沒有MFT輸出信號，則輸出MFT信號，以防止在此狀態(tài)下出斷粉后發(fā)生爐膛滅火，滅火保護(hù)未動作，油速斷閥沒有關(guān)閉，造成燃?xì)鉄崴仩t爆燃事故的發(fā)生。
3.9.送引風(fēng)中斷邏輯：送風(fēng)機(jī)或引風(fēng)機(jī)全停時，輸出MFT信號。
3.10.事故動作原因順序記錄功能和追憶功能：用于記憶最先引起MFT動作的邏輯條件。該裝置可記錄多次保護(hù)動作原因及動作參數(shù)曲線。這樣，很早時的動作記錄仍可保留在主機(jī)內(nèi)。另外可將所有動作原因依動作先后順序排序，便于分析處理。并附有先進(jìn)的32路模擬量曲線追憶功能32路高速模擬量記錄集插板，可以載入32路模擬量信號進(jìn)行曲線記錄。采樣分析周期為100ms。及時將訊息送入工業(yè)控制計算機(jī)進(jìn)行保存。
3.11.避免電氣儀表連鎖交叉引起混亂的措施說明：在燃?xì)鉄崴仩t燃燒控制的邏輯中當(dāng)MFT輸出時，在連鎖引風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)、排風(fēng)機(jī)、磨風(fēng)機(jī)、給粉機(jī)等相關(guān)電氣設(shè)備時，MFT只動作停排粉機(jī)，由排粉機(jī)通過電氣聯(lián)鎖停相關(guān)設(shè)備，這樣避免了引、送、排、磨、給粉機(jī)等電氣連鎖回路中既有電氣聯(lián)鎖又有熱工聯(lián)鎖造成的誤動及無法分析故障原因的現(xiàn)象。
3.12.跨越保護(hù)邏輯功能：本裝置具有跨越保護(hù)邏輯功能，開關(guān)量保護(hù)、火焰保護(hù)分投功能等。
3.13.冷卻風(fēng)機(jī)連鎖啟動的邏輯：當(dāng)冷卻風(fēng)機(jī)出口壓力低于200mmH20時，連鎖啟動另一臺風(fēng)機(jī);當(dāng)一臺冷卻風(fēng)機(jī)出現(xiàn)故障不能連續(xù)運行時，或非正常停止時，連鎖啟動另一臺風(fēng)機(jī)。
3.14.報警顯示：系統(tǒng)設(shè)置主燃料跳閘和油燃料跳閘的首出原因顯示。下表中所列為擬送入光字牌報警和在計算機(jī)屏幕顯示報警的信號，也作為事件順序記錄的信號。
本裝置功能分配十分合理，即使工控機(jī)死機(jī)，仍能保證現(xiàn)場正常工作，不出事故。所涉及的大部分內(nèi)容經(jīng)過實踐應(yīng)用，誤動作率、拒動率極低，保護(hù)投入率高，能達(dá)到中華人民共和國電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) DL435—91《火電廠煤粉燃?xì)鉄崴仩t燃燒室防爆規(guī)程》。
該燃?xì)鉄崴仩t安全保護(hù)裝置的設(shè)備在投入運行后，火焰顯示靈敏、準(zhǔn)確;報警、保護(hù)功能完善;靈活的PLC編程軟件和畫面組態(tài)軟件，使熱控工程師能以最快的速度掌握其設(shè)計方法，并根據(jù)燃?xì)鉄崴仩t實際運行情況進(jìn)行修正。
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