小油槍程控系統(tǒng)在張家口發(fā)電廠1 號機(jī)組的應(yīng)用
作者:張宇鵬時間:2015-12-16 13:48:05 來源:www.vortexsignal.com 閱讀次數(shù):1040次 ]
簡要介紹張家口發(fā)電廠1 號機(jī)組應(yīng)用小油槍系統(tǒng)的工作原理,程序控制邏輯和節(jié)能效果,給出小油槍程控系統(tǒng)現(xiàn)場注意事項。
【關(guān)鍵詞】
小油槍程序控制;節(jié)能
隨著電力體制的改革以及環(huán)境保護(hù)的更高要求,機(jī)組運(yùn)行必須有很高的可靠性, 經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性。鍋爐燃燒器的好壞,直接影響機(jī)組的安全性、經(jīng)濟(jì)性、高效性和環(huán)保性要求。為適應(yīng)今后發(fā)電市場需要,降低發(fā)電經(jīng)濟(jì)成本和環(huán)保成本,發(fā)電企業(yè)對鍋爐燃燒器提出了更高的要求。通過改造,一定程度上解決鍋爐燃燒器使用效率低,壽命短的問題,使鍋爐燃燒器能夠適應(yīng)各種負(fù)荷下的燃燒需求。提高鍋爐的低負(fù)荷穩(wěn)燒能力,降低大渣含碳量,降低NOX 的排放量,有利于提高燃燒效率, 降低發(fā)電煤耗,提高機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性,有利于環(huán)境保護(hù)。
張家口發(fā)電廠1 號機(jī)組原點火系統(tǒng)采用大油槍點火控制系統(tǒng),即機(jī)組全爐共布置8 只油槍,總出力相當(dāng)于40%B-MCR 負(fù)荷輸入熱量,油槍采用簡單機(jī)械霧化方式,單只油槍出力上下兩層分別為1500kg/ h,油槍停運(yùn)時須后退400mm,點火采用二級點火方式,即高能點火器點燃輕油油槍,再點燃煤粉噴嘴。
鍋爐燃燒器采用一二次風(fēng)間隔布置, 共有六層煤粉燃燒器,從下到上分別是1、2、3、4、5、6 層,大油槍有兩層,分別設(shè)在1 層燃燒器和4 層燃燒器的下部,獨(dú)立布置,大油槍的燃油火焰與燃燒器噴出的攜帶煤粉的一次風(fēng)風(fēng)粉混合物距離大,它們很難直接接觸。在起爐點火時,大油槍往往要長時間投入,耗油量巨大,才能達(dá)到點火的效果。
鍋爐在低于40% 額定負(fù)荷時,投大油槍助燃,油槍單只出力太大,油煤混燒時間長,耗油量大。
2010 年張家口發(fā)電廠1 號機(jī)組對鍋爐點火系統(tǒng)進(jìn)行了改造,引入了少油點火穩(wěn)燃的理念,增加了小油槍程控系統(tǒng)。
1 小油槍點火原理
氣化小油槍點火穩(wěn)燃裝置主要由油閥、點火槍、高能點火器、儲油罐、火檢、控制柜及現(xiàn)場總線等組成,并接入發(fā)電機(jī)組的燃油系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng),配合改進(jìn)的主燃燒器使用。
系統(tǒng)通過現(xiàn)場總線接入DCS 系統(tǒng)。系統(tǒng)運(yùn)行方式可以采用遠(yuǎn)方程序控制和就地操作。輔助系統(tǒng)由燃燒器壁溫監(jiān)測、圖像火焰監(jiān)測等系統(tǒng)構(gòu)成。
氣化小油槍燃燒器的工作原理是: 先利用壓縮空氣的高速射流將燃料油直接擊碎,霧化成超細(xì)油滴進(jìn)行燃燒,同時用燃燒產(chǎn)生的熱量對燃料進(jìn)行初期加熱, 擴(kuò)容,后期加熱,在極短的時間內(nèi)完成油滴的蒸發(fā)氣化,使油槍在正常燃燒過程中直接燃燒氣體燃料,從而大大提高燃燒效率及火焰溫度。氣化燃燒后的火焰(剛性極強(qiáng)、其傳播速度極快超過聲速、火焰呈完全透明狀,根部為藍(lán)色,中間及尾部為透明白色),火焰中心溫度高達(dá)1500 ~ 2000℃,可作為高溫火核在煤粉燃燒器內(nèi)進(jìn)行直接點燃煤粉燃燒,從而實現(xiàn)電站鍋爐啟動、停止以及低負(fù)荷穩(wěn)燃。壓縮空氣主要用于點火時實現(xiàn)燃油霧化、正常燃燒時加速燃油氣化及補(bǔ)充前期燃燒需要的氧量;高壓風(fēng)主要用于補(bǔ)充后期加速燃燒所需的氧量。
2 小油槍程序控制簡介
2.1 小油槍程序控制原理
小油槍控制系統(tǒng)的基本原理是通過采集現(xiàn)場開關(guān)量信號和模擬量信號控制各路電(氣)動閥、電磁閥、點火器等按照工作流程要求實現(xiàn)點火操作。控制系統(tǒng)可以按設(shè)定好的運(yùn)行方式,自動安全地完成點火啟動操作,既可單獨(dú)進(jìn)行點火工作, 也可與鍋爐主控系統(tǒng)進(jìn)行通訊實現(xiàn)集中監(jiān)控。
2.2 小油槍程控系統(tǒng)組成
控制系統(tǒng)由DCS 控制系統(tǒng)、就地氣動執(zhí)行器、現(xiàn)場信號測量元件、高能點火器等幾部分組成:
DCS 控制系統(tǒng)是控制系統(tǒng)的核心,遠(yuǎn)程完成點火過程的程序控制。
就地氣動執(zhí)行器:電磁閥控制壓縮空氣的通斷,壓縮空氣驅(qū)動氣缸控制氣動球閥開關(guān)和點火器進(jìn)退,點火器用來點燃小油槍,氣動球閥用來控制油路、霧化空氣通斷。
現(xiàn)場信號測量元件實時監(jiān)測壓縮空氣及油系統(tǒng)壓力,提供系統(tǒng)可以依據(jù)的參數(shù),使少油點火系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)最佳的工作狀態(tài)。系統(tǒng)設(shè)計了燃燒器壁溫監(jiān)測、火檢裝置、工業(yè)攝像機(jī),儲油罐液位開關(guān),燃油壓力變送器等現(xiàn)場信號測量元件能夠?qū)崟r監(jiān)測系統(tǒng)工作情況,發(fā)生故障時,程序?qū)⒉扇”匾谋Wo(hù)動作并伴有聲光警報信號提示操作人員檢查設(shè)備以保證系統(tǒng)安全運(yùn)行。
控制系統(tǒng)設(shè)備點火控制裝置在爐膛四周布置,分為A、B、C、D 四個角,主要共包括8 個點火器,8 根高壓電纜及8 根點火槍構(gòu)成,4 個油閥,4 個吹掃閥, 1 個儲油罐;主控設(shè)備包括1 個就地控制柜、自動控制及火檢監(jiān)測柜,控制電纜等; 檢測設(shè)備包括4 個工業(yè)攝像機(jī),4 個K 系列熱電偶、補(bǔ)償電纜等;加裝暖風(fēng)器部分氣動插板門、電動調(diào)節(jié)門。
2.3 小油槍程控系統(tǒng)邏輯簡介
2.3.1 小油槍程控邏輯原則
小油槍程序控制系統(tǒng)采用遠(yuǎn)程程序控制和就地單獨(dú)控制的操作方式,控制系統(tǒng)為獨(dú)立控制方式,整個控制系統(tǒng)進(jìn)入發(fā)電廠DCS 系統(tǒng),在FSSS 管理之下。
小油槍程序控制系統(tǒng)油閥、點火槍納入FSSS 系統(tǒng),所有控制和保護(hù)始終按照“FSSS 保護(hù)優(yōu)先”的原則運(yùn)行。當(dāng)小油槍系統(tǒng)的每一設(shè)備故障或測點超標(biāo)時,程控退出,不對FSSS 系統(tǒng)產(chǎn)生影響。
氣化小油槍系統(tǒng)納入MFT 保護(hù)邏輯和OFT 保護(hù)邏輯中,即所有燃燒切斷均包括氣化小油槍系統(tǒng)。
2.3.2 小油槍程控邏輯內(nèi)容
新增小油搶系統(tǒng)進(jìn)入DCS 系統(tǒng)FSSS4 控制器。全部控制邏輯包括:小油槍層操作允許,
小油槍啟程控允許,小油槍運(yùn)行狀態(tài),小油槍連鎖跳閘,小油槍運(yùn)行模式切換,單角小油槍啟動程控,單角小油槍停止程控,單角小油槍油閥,單角小油槍點火器,單角小油槍氣閥,暖風(fēng)器入口插板門,總有法允許投切。
單角小油槍程控投入的程序為: 主控發(fā)出程控投入指令,同時打開點火器、油閥、氣閥,
當(dāng)氣閥、油閥都已打開,并且火檢有火時,點火槍退出。小油槍程控投入結(jié)束。
單角小油槍程控退出的程序為:主控發(fā)出程控退出指令,同時關(guān)閉油閥、氣閥, 當(dāng)油閥、氣閥關(guān)反饋回報時,小油槍程控退出結(jié)束。
單角小油槍程控投入的允許條件是: 同時滿足:遠(yuǎn)方位,無MFT 條件,無OFT 條件,一臺一次風(fēng)機(jī)運(yùn)行,燃油壓力適當(dāng), 1 號總油閥允許,2 號總油閥允許。
單角小油槍系統(tǒng)跳閘的條件是:任意滿足:該角小油槍滅火,MFT,OFT,兩臺一次風(fēng)機(jī)全停,燃油壓力異常。
暖風(fēng)器入口插板門跳閘條件:1 號磨煤機(jī)跳閘。
儲油罐液位保護(hù)邏輯:液位高一值時,儲油罐進(jìn)油閥1 關(guān)閉;液位高二值時, 儲油罐進(jìn)油閥2 關(guān)閉。
2.3.3 小油槍程控系統(tǒng)輔助功能
為便于運(yùn)行人員實時監(jiān)測小油槍運(yùn)行狀況,系統(tǒng)提供了4 臺工業(yè)攝像機(jī),小油槍系統(tǒng)異常硬光字報警,燃燒器壁溫, 燃油壓力等。
4 臺工業(yè)攝像機(jī)分別布置于油層A、B、C、D 四個角,通過電視機(jī)向主控室提供實時清晰的爐膛小油槍火焰電視圖像。
小油槍系統(tǒng)硬光字報警在儲油罐液位高二值或系統(tǒng)油壓大于0.65MPa 時被觸發(fā)。既能報警角油閥關(guān)不嚴(yán),又能報警儲油罐進(jìn)油閥關(guān)不嚴(yán)。
2.4 小油槍程控系統(tǒng)現(xiàn)場簡介
小油槍系統(tǒng)布置于鍋爐三層,A 層燃燒器旁邊。共分為A、B、C、D 四個角。每個角配置兩根點火槍,兩個高能點火器,2 根高壓電纜,1 個油閥,1 個霧化閥, 一個火檢裝置。就地點火控制柜安裝在D 角,控制柜上配置有各就地控制按鈕和狀態(tài)指示燈。控制電纜由DCS 與就地控制連接,再由就地控制柜連接到各角設(shè)備上。DCS 通過接受就地設(shè)備的開關(guān)量信號判斷就地設(shè)備狀態(tài),發(fā)出程控指令控制小油槍系統(tǒng)的投退。
3 程控系統(tǒng)注意事項
小油槍程控系統(tǒng)的主要任務(wù)是點火和穩(wěn)燃,系統(tǒng)在大多數(shù)時間是處于備用狀態(tài),要做定期試驗,防止系統(tǒng)在惡劣的路側(cè)環(huán)境下程控回路和設(shè)備元件出現(xiàn)老化而失效。
由于系統(tǒng)采用汽化燃油點火,油槍的噴射口很細(xì),這就要求燃油質(zhì)量要好,沒有雜質(zhì),否則易造成油槍堵塞。
點火過程實際上是油槍與點火槍配合的過程,這就要求油槍和投入之后點火槍保持合適的距離,否則會造成“剛打火, 油不著”的現(xiàn)象。
小油槍程控系統(tǒng)就地執(zhí)行器采用啟動控制方式,由于執(zhí)行器出力較小,氣源管較細(xì),冬季低溫時氣源容易結(jié)冰,造成氣源管堵塞。這就對壓縮空氣的質(zhì)量提出較高要求。
張家口發(fā)電廠1 號機(jī)組鍋爐小油槍程控系統(tǒng)投運(yùn)以來,少油點火穩(wěn)燃充分在1 號機(jī)組中得以充分利用。原來機(jī)組啟動過程中,消耗燃油約20 噸左右,改造后每次鍋爐點火僅消耗燃油10 噸以內(nèi)。穩(wěn)燃耗油量也僅為過去40% 左右。可見,小油槍程控系統(tǒng)在鍋爐點火穩(wěn)燃上的應(yīng)用在機(jī)組節(jié)能、環(huán)保發(fā)面作用明顯。
【參考文獻(xiàn)】
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