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北极星电力网技术频道 作者:佚名 2005/1/1 0:00:00
摘 要:文章简要介绍了邯峰发电厂2台660 MW机组所配备的磨煤机的主要跳闸保护特点，并分析了磨煤机跳闸逻辑原设计存在的问题及解决方案。
1概述
邯峰发电厂2台660 MW机组的锅炉制粉系统，单元机组配备6台磨煤机、24台给煤机、36套油燃烧器和煤燃烧器。磨煤机采用FWD-12D型正压直吹式双进双出钢球磨煤机，是世界上首次使用的同类型直径最大的磨煤机。该类磨煤机是为适应目前世界最大的W型火焰锅炉燃烧状况及煤质要求(贫煤、万年煤)而配备的，具有连续作用率高、维修次数少、出力和细度稳定、可研磨坚硬燃料以及存储能力大、低负荷时细度增加、宽负荷范围内响应迅速的特点。磨煤机的出力不是靠调整给煤机来控制，而是靠调整通过磨煤机的一次风量来实现(一次风由2台一次风机提供)。同时，每台磨煤机对应6个燃烧器，分为3组：A1、A6为1组，A2、A5为1组，A3、A4为1组，每个燃烧器又配备1套助燃的油燃烧器，煤粉投入由燃烧器关断挡板(BSO)的开、关控制。
2磨煤机跳闸保护的特点
邯峰发电厂锅炉设备由美国福斯特•惠勒(FW)公司提供，磨煤机逻辑控制思想也由FW公司提供，西门子公司人员具体实施。和仓储式磨煤机不同，正压直吹式磨煤机减少了煤粉仓、给煤机、排粉机等中间设备，煤粉磨出后直接由一次风送入炉膛，直接影响炉膛燃烧。为保证炉膛安全，对危及炉膛安全或稳定燃烧的任何状况都必须及时切磨。因此，该磨煤机跳闸保护与主燃料跳闸的关系更为直接和紧密，主要体现在如下几条逻辑:
a. 主燃料跳闸，所有运行磨煤机也跳闸；
b. 磨煤机3组燃烧器中有2组运行，如其中一个BSO关闭，磨煤机跳闸(以下简称跳磨)；
c. 给煤机停且无油火支持延时5 min跳磨；
d. 锅炉负荷＜40%或磨煤机负荷＜40%时，失去油火支持，延时5 min跳磨；
e. 磨煤机3组燃烧器中,当有2组燃烧器各有一个失去主火检和油火检，跳磨；
f. Run Back发生，3台磨煤机跳闸:A、B、F；
g. 当少于4个燃烧器运行，且相邻2台磨煤机的燃烧器没有全运行，任意一个燃烧器失去对应的主火检和油火检，跳磨。
以上跳磨逻辑均是为保证炉膛安全和稳定燃烧而设的。由此可知，和仓储式磨煤机相比，直吹式磨煤机由于受炉膛稳定燃烧的影响，跳闸保护更为复杂，更不容易完善。
3磨煤机跳闸逻辑设计问题
邯峰发电厂磨煤机跳闸逻辑控制分2部分：为保护磨煤机本体而设的跳闸逻辑；为保证炉膛安全稳定燃烧而设的跳闸逻辑。磨煤机跳闸逻辑原设计主要存在如下问题:
a. 磨煤机一次风挡板关闭，磨煤机不跳；
b. 2台一次风机均停跳磨后，磨煤机步序启动不能进行；
c. 一次风总风压力低，所有运行磨煤机同时跳闸；
d. 每台磨煤机4个煤燃烧器运行方式的选择单一；
e. 成组BSO关，火检波动，易引起跳磨；
f. 测温元件断线或受干扰引起跳磨；
g. BSO、一次风关断挡板(PSO)关闭，不允许启动磨煤机；
h. 低负荷时失去油火检的支持，跳磨。
4磨煤机跳闸逻辑的修改和优化
上述问题的存在，严重制约了磨煤机的正常运转，磨煤机频繁跳闸，不能正常投入。因此，对其跳闸逻辑进行了修改和优化。
4．1“磨煤机PSO关闭延时60 s跳磨”逻辑的添加
机组制粉系统煤粉磨出后，直接由一次风送入炉膛，若PSO关闭，风源被切断，煤粉不能送出，极易造成煤粉管堵塞，甚至引起煤粉在管道内燃烧等现象，原设计对此没有涉及，是电厂安全运行的重大隐患，如事件发生，将给电厂带来很大经济损失，增加维护人员不必要的工作量。征得德方专家同意，进行了添加。即：磨煤机PSO关闭，延时60 s，跳磨。
4．2“2台一次风机均停，跳磨”逻辑的修改
邯峰发电厂热工自动控制极为先进，磨煤机本体及相关设备的启停均可采用顺序控制(以子组)方式自动完成。原设计中，2台一次风机均停将发出跳磨指令，一次风机不启动，指令不消失。但在磨煤机步序启动中，包括有启动一次风机的步序，即启动任一台磨煤机步序过程中，都可将一次风机自动启动。如果有跳磨条件存在，将限制步序进行，为此，将逻辑修改为：2台一次风机均停后，发3 min跳磨脉冲指令，3 min后指令消失，磨煤机步序可以启动。既实现了跳磨控制，又不影响步序进行。
4.3 “一次风总风压力低跳磨”逻辑的优化
原设计中，一次风总风压力低(＜600 Pa)延时30 s跳所有运行磨煤机。理论上该逻辑没有问题，但在实际运行中，尤其在高负荷情况下，所有运行磨煤机同时跳闸，油燃烧器投运不及时，势必造成锅炉灭火，机组停运，且660 MW机组的突然停运对电网影响很大。为此，对该逻辑进行修改：一次风总风压力低延时30 s切A、F磨煤机，同时投对应的油燃烧器；延时60 s，切C、D磨煤机，投对应的油燃烧器；延时90 s，切B、E磨煤机，投对应的油燃烧器。目的是将切粉的步骤分开，使对应油燃烧器有充分时间投入，有助于稳燃。即切C、D磨煤机时，A、F磨煤机对应油燃烧器投入，切B、E磨煤机时，另4台磨煤机对应油燃烧器投入，不容易造成炉膛灭火，为机组再次带负荷争得了时间。
4.4“4个煤燃烧器选择方式”的优化
根据机组运行工况或设备情况，每台磨煤机可选择6个燃烧器运行，也可选择4个燃烧器运行。在磨煤机启动之前，与准备投入的煤燃烧器对应的油燃烧器必须投入且火检正常，否则将跳磨。原设计中，对4个燃烧器的运行工况，只有A、F、B、E燃烧器一种方式，这4个燃烧器任一出现故障，该磨煤机即不能运行。因此，对4个燃烧器运行模式进行修改：A、F、B、E为一种模式，A、F、C、D为一种模式，C、D、B、E为一种模式，3种模式任意选择，增加了磨煤机运行的灵活性。
4.5“成组BSO关”逻辑的修改
原设计中，锅炉负荷＜50%时，为了保证炉膛内的燃烧平衡，运行磨煤机的6个燃烧器任意一个失去火检和对应的油火检，则该燃烧器BSO和与其同组的BSO同时关掉，退出运行，势必造成负荷波动，甚至磨煤机跳闸，影响机组稳定。在机组运行过程中，发现当锅炉负荷＞40%后，单个燃烧器的投入对炉膛燃烧平衡不再影响，将逻辑改为：锅炉负荷＞40%，一个燃烧器的油、煤火检同时丢失，只跳该燃烧器BSO，同组另一BSO不关；锅炉负荷＜40%，上述情况发生，同组2个BSO同时关掉，退出运行。
4.6“温度测量信号平滑滤波作用”的添加
为保护磨煤机本体设备，当磨煤机本体或马达轴承温度高于一定值时，跳磨。受现场条件影响，测温元件时有断线故障发生，或受干扰出现锯齿状波动，引起磨煤机误跳，影响机组的正常运行。基于此因，对跳磨测温元件在CRT上逐个增加断线保护和2 s平滑滤波作用。当测温元件断线时，温度锁定在该温度限值的-10%，在画面上既可监视其断线，又不致引起磨煤机误跳；对元件受干扰出现的波动，因增加了平滑滤波作用，能够将干扰部分有效滤除，显示实际温度，亦解决了信号干扰引起误跳的问题。
4.7“BSO、PSO关闭不允许启动磨煤机”逻辑的修改
原设计中，磨煤机启动之前，该磨煤机对应的PSO、BSO必须打开，才允许启动磨煤机；挡板关，不允许启动磨煤机。在磨煤机实际运行中，为使煤粉燃烧更充分，有时需要对煤粉进行细化，这要求在PSO、BSO关的情况下，磨煤机运转，使煤粉在磨煤机内多磨一段时间，充分细化，且外方提供的磨煤机技术指标有该项功能。对此，将“PSO、BSO关不允许启动磨煤机”逻辑去除。
4.8“低负荷时油火检的支持”逻辑的修改
原设计中，当锅炉负荷低于40%，或该磨煤机负荷低于40%，对应的该组油燃烧器必须投入且火检正常，如有一个油燃烧器退出或火检不正常，延时5 min后跳磨。因锅炉现场环境恶劣，油燃烧器、火检探头极易出现故障，低负荷时火检稳定性较差，如有一个火检丢失，运行人员发现不及时，将引起磨煤机跳闸，造成机组不必要的负荷波动，影响机组稳定运行。为此，将逻辑修改为：当锅炉负荷＜40%，或该磨煤机负荷＜40%，对应的该组油燃烧器中任意2个油燃烧器退出或火检丢失，延时5 min后跳磨；当锅炉负荷、磨煤机负荷＞40%时，磨煤机不再受油燃烧器的影响。这样，在不影响助燃的前题下，有效减少了磨煤机跳闸机率，且不影响锅炉正常燃烧，保证了机组稳定运行。
5结论
通过对以上磨煤机跳闸逻辑的完善，极大地增强了磨煤机运行的稳定性和可靠性，保证了机组安全稳定运行，同时减轻了运行人员和维护人员的负担，进而也提高了电厂的经济效益。
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