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0、引  言
    隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電站機(jī)組的容量在不斷增加，所要求的自動化水平也越來越高，所以爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)( FSSS)的重要性也就越來越突出。正因如此，通過長期的應(yīng)用實(shí)踐以及相應(yīng)的設(shè)計、制造、安裝和使用等方面的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的建立與完善，人們對FSSS的作用和地位已經(jīng)形成了共識。
    目前，國內(nèi)電站鍋爐的燃燒器大多采用四角切向布置，其燃料也以煙煤、貧煤或無煙煤為主，磨煤機(jī)大多采用中速磨或鋼球磨，每臺磨煤機(jī)對應(yīng)于鍋爐的一層燃燒器，其燃料的投入與切除均以層為單位，因此，相應(yīng)的FSSS系統(tǒng)邏輯也均以層為單位進(jìn)行設(shè)計。然而，哈鍋生產(chǎn)的300 MW褐煤鍋爐卻與以往同級別的四角燃煤鍋爐有所不同，由于該爐燃用的煤種為褐煤，為適應(yīng)此煤種而選用了高速風(fēng)扇式磨煤機(jī)，因此，整個制粉系統(tǒng)及鍋爐燃燒系統(tǒng)也較以往的四角燃煤鍋爐有很大的變化，燃燒器由四角改為六角布置，與之相應(yīng)的，每臺磨煤機(jī)對應(yīng)于鍋爐的一角燃燒器，則其FSSS系統(tǒng)邏輯也應(yīng)由以層為單位改為以角為單位進(jìn)行設(shè)計，其運(yùn)行方式也與以往的四角燃煤鍋爐有很大的不同，軟件設(shè)計是FSSS系統(tǒng)的核心，為此，有必要進(jìn)行說明，富通新能源生產(chǎn)銷售生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃燒顆粒機(jī)、木屑顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料。
1、工程簡介
本文以雙遼電廠1#機(jī)組為例，該鍋爐型號為HG - 1021/18.2 - HM5，容量為300 MW，屬亞臨界參數(shù)，自然循環(huán)中間再熱汽包鍋爐，呈Ⅱ型布置，全鋼構(gòu)架，室內(nèi)緊身封閉，回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器，采用平衡通風(fēng)方式，主燃料為褐煤，點(diǎn)火、暖爐輔助燃料為渣油。
    鍋爐采用固定式直流燃燒器，六角布置，切圓燃燒方式，每角燃燒器布置三層一次風(fēng)噴口、二層點(diǎn)火及暖爐油噴口，以及相關(guān)的若干輔助風(fēng)噴口。在點(diǎn)火暖爐油噴口內(nèi)及與一次風(fēng)相應(yīng)的輔助風(fēng)噴口內(nèi)還分別設(shè)置了用于檢測油或煤火焰的火焰檢測器探頭。鍋爐啟動采用三級點(diǎn)火方式，所有油槍均采用蒸汽霧化，全爐12支油槍的總出力按30% MCR考慮。
    鍋爐制粉系統(tǒng)采用負(fù)壓直吹式熱煙和熱風(fēng)干燥系統(tǒng)，配有6臺風(fēng)扇磨煤機(jī)及6臺給煤機(jī)。其中，磨煤機(jī)布置在Om標(biāo)高，每臺磨煤機(jī)對應(yīng)鍋爐的一角燃燒器。在燃用設(shè)計煤種時投運(yùn)5臺磨煤機(jī)，即可保證鍋爐的最大連續(xù)負(fù)荷，余下的1臺磨煤機(jī)備用。
2、褐煤鍋爐與常規(guī)四角鍋爐在FSSS方面的區(qū)別
  為了方便說明，以下將高速風(fēng)扇磨六角噴燃褐煤鍋爐簡稱為六角爐，而將中速磨四角燃煤鍋爐簡稱為四角爐。
    首先從煤種入手進(jìn)行分析，以雙遼電廠1#爐為例，選用的為霍林河褐煤，屬于高揮發(fā)份煤種，其工業(yè)分析數(shù)據(jù)為：揮發(fā)份48.39%，水份28.65%、灰份27.49%、固定碳51.65%，因此，選用風(fēng)扇磨是最為合適的。
    在四角鍋爐直吹式制粉系統(tǒng)中，由一次風(fēng)送粉，中速磨出口壓頭的建立是靠一次風(fēng)機(jī)來完成的，1臺磨煤機(jī)的4個出口管道分別對應(yīng)于同一層燃燒器的4個煤粉噴口，切投每臺磨機(jī)時，不存在火焰中心偏斜問題。而在六角褐煤鍋爐制粉系統(tǒng)中，沒有配置專門的一次風(fēng)機(jī)，風(fēng)扇磨壓頭的建立是靠磨自身的沖擊板高速旋轉(zhuǎn)來產(chǎn)生的，其壓頭較低，為此，必須盡量減少其出口輸粉管道的沿程阻力，而最直接、最有效的一個辦法就是縮短風(fēng)扇磨出口至燃燒器的煤粉管道長度。為此采用1臺磨煤機(jī)對應(yīng)鍋爐1個角的煤粉燃燒器，并且磨煤機(jī)就布置在燃燒器的下方，這與中速磨制粉系統(tǒng)那種環(huán)繞鍋爐布置煤粉管道的方案相比，其管路的長度大大縮短。但隨之而來的問題是，由于一臺磨煤機(jī)對應(yīng)的是鍋爐一個角的煤粉燃燒器，切投每臺煤機(jī)時，存在著爐膛內(nèi)火焰不對稱的問題，因此就應(yīng)有一個不同于以往的邏輯保護(hù)程序，而這也正是六角爐FSSS與四角爐FSSS區(qū)別之所在。與四角爐層邏輯控制相對應(yīng)的，六角爐為角邏輯控制，其爐膛火焰監(jiān)視信號的判斷，火焰中心的控制均具有其獨(dú)特性，進(jìn)而其角滅火邏輯、全爐膛滅火邏輯及減負(fù)荷工況也具有新的內(nèi)涵。
3、褐煤鍋爐FSSS的幾個突出特點(diǎn)
3.1角邏輯的確定
    為了適應(yīng)六角褐煤鍋爐制粉系統(tǒng)的特點(diǎn)，需建立角邏輯的概念，而角邏輯的內(nèi)容則完全是根據(jù)理論推理得出的。由于該鍋爐任意一角中的3層煤粉管道的長度、所至標(biāo)高各不相同，因此其管道阻力也各有差異，其中，最上層的管道阻力最大，最下層的管道阻力最小。為平衡這3根煤粉管道之間的阻力，保證通往各層一次風(fēng)噴口煤粉量的均勻一致，在每根煤粉管道的入口處都裝有舌型擋板，適當(dāng)調(diào)整各擋板的開度，即可保證各煤粉噴口粉量的均勻分配。在外界著火能量相等的情況下，這3個煤粉噴口的著火、熄火過程應(yīng)該是基本相同的。
    根據(jù)上述道理，得出如下角邏輯：
    若該角給煤機(jī)已有運(yùn)行證實(shí)，且該角的2支或2支以上煤粉噴口的相應(yīng)火焰檢測器指示有火，則該角煤燃燒器有火。
    同樣的，若該角的2支或2支以上煤粉噴口的相應(yīng)火焰檢測器指示無火，則該角煤燃燒器無火。
3.2全爐膛滅火邏輯
    有了上述角邏輯的概念，我們就很容易得出下述全爐膛滅火的邏輯：
    一旦鍋爐已投入運(yùn)行，在油系統(tǒng)未投入運(yùn)行的情況下，若各角的煤火焰檢測器均指示2/3或2/3以上無火，則發(fā)出全爐膛滅火信號。
3.3鍋爐偏燒工況
    上面已經(jīng)闡述過．六角爐區(qū)別于四角爐的重要特征就是其磨煤機(jī)切投均以角為單位進(jìn)行，這就存在著火焰中心偏斜的問題。在油燃燒器停運(yùn)的工況下，若此時投運(yùn)的磨煤機(jī)位號及數(shù)量不合適，將導(dǎo)致火焰中心嚴(yán)重偏斜，并且爐內(nèi)的燃燒能量將不能滿足煤粉燃燒器的最低著火能量需求，此時的燃燒工況非常不穩(wěn)定，熄火的可能性很大，應(yīng)按停爐處理——即主燃料跳閘( MFT)。
3.4減負(fù)荷工況
    在鍋爐負(fù)荷大于60%MCR且投入運(yùn)行的磨煤機(jī)數(shù)量大于半數(shù)以上的情況下，若機(jī)組的部分主要輔機(jī)發(fā)生故障，則鍋爐需要進(jìn)入減負(fù)荷工況（簡稱RB）。當(dāng)RB信號發(fā)出后，無論當(dāng)時運(yùn)行的磨煤機(jī)臺數(shù)是多少，均應(yīng)在一定的時間間隔內(nèi)按順序停磨，最終將運(yùn)行的磨煤機(jī)數(shù)量降至半數(shù)，且其排列方式應(yīng)保證鍋爐對稱的燃燒形式，以使?fàn)t膛中的熱量盡可能地均勻分布。
3.5磨煤機(jī)點(diǎn)火許可
    對于四角鍋爐，在向任一煤粉燃燒器送粉前，該燃燒器必須具備足以點(diǎn)燃煤粉的點(diǎn)火支持能量，并應(yīng)維持一段時間，直到鍋爐己帶到足夠的負(fù)荷而不再需要相應(yīng)的點(diǎn)火能量支持為止。而對于六角鍋爐，每臺磨煤機(jī)投運(yùn)前不但要滿足這種著火能量的要求，而且還要滿足火焰對稱性的要求，原因如上所述，否則，將禁止該磨煤機(jī)投入運(yùn)行。
4、結(jié)束語
    以前生產(chǎn)過的200 MW六角褐煤鍋爐，沒有配套相應(yīng)的FSSS系統(tǒng)，國內(nèi)也少有經(jīng)驗(yàn)可供借鑒，引進(jìn)機(jī)組中類似的僅在元寶山電廠有一臺70年代引進(jìn)的300 MW塔式鍋爐，而且其控制要求也己不能滿足當(dāng)前的需要。因此，對于首套300MW六角褐煤鍋爐的FSSS系統(tǒng)的軟件設(shè)計，就顯得格外重要，這對以后相關(guān)工程也有著很好的借鑒意義。經(jīng)過一段時間的調(diào)試和運(yùn)行，證明這種設(shè)計簡捷合理，運(yùn)行可靠，是可以接受的。