CFB锅炉热工保护系统可靠性分析与优化.pdf

第38卷第11期
华电技术
2016年11月
Huadian Technologv
Nov.2016
CFB锅炉热工保系统可靠性分析与优化
韩新建',韩新春
(1.神华集团循环流化床技术研发中心,西安710065;2.陕西德源府谷能源有限公司,陕西榆林719407)
摘要:CFB锅妒由于其独有的特点与煤粉锅炉在燃烧方式上有不质的区别。结合CFB锅炉的特点,分析和总结了提
高CFB锅炉热工保护可靠性的惜施,并对相关的热工保护逻辑进行了优化,有效提高了CFB锅炉热工保护的准确性和
可笔性。
关键词:CFB锅炉;热工保护;可靠性;优化
中图分类号:TM621.2
文献标志码:B
文章编号:1674-1951(2016)11-0015-03
动条件具备时,CFB锅炉在床温满足规定要求条件
0引言
下可再次启动,启动时必须保证床料的正常流化
CFB锅炉具有燃烧效率高、燃料适应性广等优
3)CFB锅炉正常运行时必须保证炉内床料和
,与煤粉炉相比,其热工保护和控制系统有所返料器内返料的正常流化,防止因流化不好而结焦
不同。近年来,随着CFB机组的大量投运,特别是保护系统设置最小流化风量保护。
超临界CFB机组的成功投运,由于设计、建设工期
4)床温是表征CFB锅炉运行状況的重要参
短等原因,锅炉保护系统存在诸多问题,热工保护需数,床温高于设定值吋会造成锅炉结焦,为防止锅炉
进行优化改进。因此,研究和优化CFB锅炉热工保结焦,设置了床温高保护。CFB锅炉中有大量高温
护逻辑,提高保护系统的可靠性,对CFB机组的安物料在炉膛和返料器内循环燃烧,床温测量元件易
全稳定运行有重要的意义
受高温床料的冲刷而磨损。除选用可靠性高的防磨
本文结合CFB锅炉特点及控制要求,重点从保元件并设置多个测点外,还需增加各床温测点信号
护信号处理、保护信号判据条件处理、逻辑优化等方品质判断逻缉,逻辑中要剔除坏的温度点,避免对床
面进行分析总结。
温计算产生影响。
1CFB锅炉热工保护特点分析
2热工保护信号处理原则
随着CFB机组容量和运行参数的不断提高,对
为提高保护系统的可靠性,必须对进入保护系
热工保护的安全性和可靠性要求越来越高。CFB锅统的信号进行区分和处理-]。
炉热工保护项目的设定首先应符合锅炉厂家设计规
(1)进人热工保护和联锁的信号应该严格确定
定,在此基础上结合机组投运后的实际运行情况对保来源,正确区分“设备停运”和“设备跳闻”信号
护控制系统进行优化。CFB锅炉热工保护特点如下。
(2)对设备的“保护”和“联锁”指令信号进行
(1)CFB锅炉与煤粉炉的差别在于燃烧方式不区別别:保护指令采用长信号,联锁指令采川脉沖
同,燃烧时大量的循环物料在炉膛内循环流动,当信号
CPB锅炉主燃料跳刊(MFT)动作时,即使切断所有
3)严格区分设备枚障报警和保护信号。送风
然料供应,循环流化床内可能还存有大量未燃尽的机、引风机、一次风机等辋机的滤网差压高信号只用
燃料和高温循环灰,炉内存在大量的蓄热。CFB锅作报警,不参与保护。
炉除了设计有MFT,油燃料跳闻(OFT)保护外,还设
4)高压电动机电机线圈温度信号不作设备跳
置有锅炉跳闸(BT)逻
闸条件,只作为超温报警和设备的启动允许条件
2)CFB锅炉可压火再次启动。CFB锅炉运行
5)用于重要联锁保护的、通过通信网络传送
正常时,汽轮机或发电机由于故障停止运行,CFB锅的开关量信号,需要通过增加延时或増加硬接线的
炉可转入压火状态。当故障在规定时间内恢复日启方式确保信号的可靠,减少或消除瞬时干扰造成的
保护误动作。对重要的网络通信信号设置品质判断
收稿日期:2016-09-07;修回日期:2016-10-08
保护、报警。重妟的辅机増加避开分散系统、直接到
基金项目:国家重大研发计划(2016YFBO600200)
电气设备实现的停运按钮。对设备启停和重要开关
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华电技术
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量信号动作设置事件追忆功能。
证其可靠性。
(6)信号滤波处理。对模拟量信号如压力等参4.1.1提高单点热工信号可靠性的措施
数做保护时,需妟根据其特点和工程的实际情况进
热工测点信号易受测量元件变送器故障、接线
行惯性滤波处理,減少干扰信号对控制系统的影响,松动、信号断线、信号干扰等因素的影响。用作单点
提高信号的准确性。
调节或保护的信号可靠性较低,易造成保护系统误
7)对采用模拟量信号经与定值比较而输出作动。提高热工测点可靠性的措施包括:(1)选用可
为开关量信号的处理。对于重要的保护如锅炉靠性高的热工测量设备;(2)对于无法增加兀余测
MFT,分别采用独立的取样系统,至少要有3个不同点的,应对信号进行可靠性处理,如増加信号品质判
的信号,分别经过(有些信号需要进行温度等补偿断处理等,当信号品质判断为坏点时,自动退出该点
处理)偏差及品质判断进行三取二判断输出。当1保护并设报警,也可选用与该点信号相关联的信号
台或2台变送器出现故障时,保护逻辑自动切换为来作为容错逻辑;(3)对于有条件可增加测点的,改
取一或一取一,3台故障时MFT动作。例如烟气为三取二的逻辑。
含氧暈低低、给水流量低低等保护。
4.1.2提高热工保护信号可靠性的其他措施
8)对控制器处理络周期的规定应满足保护
对CFB锅炉主保护MFT,除软逻辑外,电器
系统要求。对于一些重要的保护,特别是对保护动柜内应冗余设置继电器动作信号至相应设备,保证
作的及时性要求高的保护,要考虑控制器处理网络动作回路的可靠性。
周期和保护系统动作时间的差异,保证控制器处理4.2CFB锅炉热工保护逻辑优化
网络周期远小于保护系统动作时间,以确保保护动4.2.1RB和MPT保护信号逻辑优化
作的及时性。
2台一次风机均停触发RB,MFT逻辑存在的问
3CFB锅炉热工保护项目
题:信号采用直接取自电气开关柜的常开单点停止信
号,可靠性差。每台一次风机停止常开接点信号取自
CFB钢炉保护包括炉膛安全保护系统(FSS)电气开关柜并进入FS,运行中存在MPT保护拒动
和锅炉辅机保护,FSS分为MFT,OPT及BT。CFB的风险,当一个开关量输入(D)通道故障或一台风机
锅炉MFT设计软逻辑和MFT继电器两路冗余,MFT检修时开关拉出,此时若另一台运行的风机发生跳
继电器设置成两路冗余回路,当MFT条件出现时,间,则2台一次风机均停运触发MFT,RB保护信号将
软逻辑会送出跳闸信号至相对应的设备,同时MFT无法成立。
硬继电器也会向这些重要设备送出两路冗余跳闸信
逻辑优化:用风机停止信号、风机运行信号逻辑
号。这种设计有效提高了MFT动作的可靠性。
取反、风机当前电流值小于104这3个信号三.取二
tSSS功能包括燃油系统泄漏试验、炉膛吹扫、后作为风机停止状态信号。将单点信号改成三取
MFT、OFT以及BT等子系统。当锅炉运行条件不满逻辑判断,提高了保护的可靠性,优化后的逻辑如图
足时BT动作,切除所有燃料和风机运行,降低锅炉1所示。
燃烧效率。锅炉辅机保护根据设备的特点和运行要4.2.2炉膛压力高高和炉膛压力低低保护优化
求具体设定
使用压力开关等开关量信号,其动作啊应速度<