660MW超超临界锅炉冷一次风代替火检风机的可行性分析

王帆

摘要：新疆某发电厂2*660MW火电机组于2019年投入运行，该厂火检系统由南京创能电力科技开发有限公司供货，采用ABB公司的UvisorSF810双放大器智能火检，油、煤共用一个智能单元，每个燃烧器配置一支，每个放大器有独立参数，每个放大器分别输出火焰强度的模拟量信号和有火/无火信号，共同输出一路故障信号。现场火检冷却风系统需要给48支油火焰检测器和48支煤火焰检测器提供火检冷却风，由于火检风机选型问题，经常发生火检风机入口滤网堵塞，火检冷却风母管压力下降，不能满足火检冷却、吹扫所需冷却风。为此，该厂准备对火检冷却风系统进行改造。正常运行中，改由冷一次风替代火检风机，原火检风机只在机组启动初期以及系统出现异常情况时运行，正常情况下火检风机停运作为备用。针对一次风系统构成、特点，对新系统进行了分析。

关键词：660MW;火检风机;冷一次风

前言

火焰检测设备是火力发电厂锅炉炉膛安全监控系统（FSSS）中的关键设备，它的作用贯穿于从锅炉启动至满负荷运行的全过程，用于判定全炉膛内或单元燃烧器火焰的建立与熄灭或有火与无火，当发生全炉膛灭火或单元燃烧器熄火时，火焰检测设备触点准确动作发出报警，依靠FSSS系统联锁功能，停止相应给粉机、磨煤机、燃油总阀或一次风机等的运行，防止炉膛内积聚燃料，异常情况被点燃引起锅炉爆炸恶性事故的发生。因此设备性能即设备运行的可靠性与检测的准确性直接关系到机组的运行安全与稳定性，FDS-600型火焰检测器适用于各种方式分类的锅炉，包括按燃料类型分为燃油、燃煤、燃气锅炉，按机组容量分类的各种大中小型锅炉按炉型分类的四角切圆燃烧、对冲燃烧、循环流化床等各种锅炉。

Walsn火焰检测系是一种间接辐射型可见光式火焰检测设备，它利用燃烧器初始燃烧区域内可见光的亮度和燃料燃烧辐射率的动态变化、火焰包络形状的改变引起的脉动频率来判断火焰的“有”或“无”，是一种双信号处理的火焰检测设备。Walsn火焰检测系统由火焰探头、导管组件、接线箱、信号放大柜及冷却风系统组成。其中火焰探头采用集成对数放大方式对各个燃烧器单独进行监视，通过放大柜对火焰信号进行处理判断，一旦检测到某个燃烧器火焰熄灭，则向DCS发出干节点灭火信号。为使火焰检测器检测到的火焰信号稳定可靠，Walsn火焰检测系统为火焰检测器配备了光纤导管组件。Walsn放大柜配置专用电源，为WalsnFDS-600火焰检测单元提供可靠动力。Walsn火焰检测系统为火检探头配备接线箱，方便线缆的连接，也可以将探头信号直接连接到放大柜中。冷却风系统为火焰检测器提供清洁吹扫风，保证火焰检测器镜头的清洁和冷却。冷却风系统包括两台进口风机（一主一备）、风机控制柜及其风管、风压开关等。火检冷却风系统是保证火焰检测探头长期安全工作的重要设备，由相互之间互为备用的两台火检风机、压力表、压力开关、风道转换挡板、冷却风机控制柜及DCS控制系统等组成，两台冷却风机共一个控制柜，控制柜根据冷却风系统的运行工况自动控制两台风机运行。但因机组正常运行中，经常存在因火检冷却风压力不足造成的火检探头、光纤等部件因超温运行发生损坏，给检修人员增加繁重的工作量，同时威胁到机组的安全稳定运行。

一、火检冷却风系统的组成及改造的必要性

该厂火检冷却风自投运以来，由于风机、滤网选型等原因，一直存在火检风压低、风量小的问题，给机组的安全、经济运行存在隐患。为了保证机组的安全、经济运行，值班员经过分析，提出对火检冷却风系统改一次冷却风提供风源，改造后原两台火检冷却风机仅作为备用，正常情况下由冷一次风提供风源，因冷一次风风压一般最低保持在7.5Kpa以上，火检

冷却风系统压力在6-8Kpa即可，完全可以满足运行条件;同时设置連锁保护，当一次风压低时（一次风机跳闸时）连锁启动一台火检风机保证火检系统的安运行。改进完成后原火检冷却风机可退出运行作为备用，可有效降低厂用电率，提高机组经济性。

二、改造方案：

1、在火检冷却风机出口母管以及冷一次风至火检冷却风母管处分别增加逆止门，防止两个系统串风。同时在冷一次风至火检冷却风母管逆止门后再加装一个手动，确保两个系统在必要时有效隔绝。

2、改变现有火检冷却风运行方式，停两台火检冷却风机，正常火检冷却风由锅炉冷一次风提供，冷一次风风源通过两路风管接出，汇流后引入火检冷却风系统，两路风源分别取自锅A、B侧冷一次风管。该设置方式可避免因一路管道出现问题造成火检冷却风中断。增加火检冷却风机试转定期工作，确保火检冷却风机随时可用。

3、保护设置

该厂原火检冷却风系统压力低一值小于6.5Kpa报警，低二值小于6Kpa连锁启动备用火检冷却风机，低三值小于3.23Kpa（三取二）延时1800s作用于FSSS系统机组跳闸。

改造完成后，正常运行工况火检冷却风由冷一次风提供，将原有火检冷却风机连锁全部取消。保护逻辑变更为：当压力低一值小于6KPA连锁启动A火检冷却风机，低二值小于5KPA连锁启动B火检冷却风机，低三值小于3.23KPA（三取二）延时1800s作用于FSSS系机组跳闸，当火检冷却风压力低连锁启动火检冷却风机后立即联系检修检查压力低原因，并进行处理，处理正常后，由运行人员手动停止火检冷却风机运行。

三、效果评估

1、正常运行，火检冷却风全部为一次风提供，提高了冷却风系统稳定性;

2、降低能耗以及设备故障率，节约了火检风机维护费用;

3、两台火检冷却风机全部作为备用，只进行定期试转，节约厂用电;

4、一次风压力相对较高，风量充足，可增加冷却效果，降低火检探头的故障率。

参考文献：

[1]该厂2*660MW运行规程锅炉部分

[2]锅炉设备运行技术问答/《锅炉设备运行技术问答》编委会编著。-2版。-北京：中国电力出版社2016年7月

[3]范从振锅炉原理[M]北京：中国电力出版社2005