鍋爐安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在MPS—HP—II型中速磨煤機(jī)中的應(yīng)用

李景恒++張建++郭思遠(yuǎn)

摘 要：隨著燃煤發(fā)電廠的飛速發(fā)展，運(yùn)行對(duì)自動(dòng)化控制要求越來(lái)越高。如何在保證高度自動(dòng)化的同時(shí)，確保鍋爐燃燒運(yùn)行安全一直是電廠高度關(guān)注的問(wèn)題。本文闡述了對(duì)MPS-HP-II型中速磨煤機(jī)的安全運(yùn)行要求，應(yīng)用于鍋爐安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中。

關(guān)鍵詞：MPS-HP-II型磨煤機(jī)；鍋爐安全；邏輯；自動(dòng)控制

中圖分類(lèi)號(hào)：TK233 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）18-0154-02

鍋爐爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)，能在鍋爐正常工作和啟停等各種運(yùn)行方式下，連續(xù)密切監(jiān)視燃燒系統(tǒng)的大量參數(shù)與狀態(tài)，根據(jù)以往的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和計(jì)算結(jié)果編程后對(duì)正在運(yùn)行的系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視，不斷進(jìn)行邏輯判斷和運(yùn)算，必要時(shí)發(fā)出動(dòng)作指令，通過(guò)種種連鎖裝置，使燃燒設(shè)備中的有關(guān)部件嚴(yán)格按照既定的合理程序完成必要的操作或處理未遂事故，以保證鍋爐燃燒系統(tǒng)的安全。

爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)一般分為兩個(gè)部分，即燃燒器控制和燃料安全控制。燃燒器控制系統(tǒng)的主要功能是對(duì)鍋爐燃燒系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視和順序控制，保證點(diǎn)火裝置和制粉系統(tǒng)的安全啟動(dòng)、停止、運(yùn)行。燃料安全系統(tǒng)的功能是在鍋爐點(diǎn)火前和停爐后對(duì)爐膛進(jìn)行吹掃、防止可燃物在爐膛積存，在監(jiān)測(cè)到危及設(shè)備、人身安全的工況時(shí)，啟動(dòng)MFT，迅速切斷燃料，緊急停爐。MPS-HP-II型中速磨煤機(jī)屬于鍋爐制粉系統(tǒng)，屬于燃燒器前制粉、輸送燃料的設(shè)備。磨煤機(jī)系統(tǒng)前為給煤機(jī)系統(tǒng)，系統(tǒng)后經(jīng)管道直接連接鍋爐燃燒器，屬于電廠中重要性僅次于主機(jī)的主要輔機(jī)。中速磨煤機(jī)配套系統(tǒng)包括液壓站、潤(rùn)滑站、主電動(dòng)機(jī)、密封風(fēng)機(jī)幾個(gè)部分。

國(guó)電電力大連開(kāi)發(fā)區(qū)2X350MW超臨界燃煤機(jī)組項(xiàng)目是我廠于2010年1月簽訂的中速磨煤機(jī)項(xiàng)目。本項(xiàng)目采用的煤質(zhì)為20%鐵法煙煤與80%平莊褐煤的混合煤作為設(shè)計(jì)煤種；100%平莊褐煤作為校核煤種。由于褐煤具有熱值低、揮發(fā)份高，水分大等特點(diǎn)，需采用我廠的新型MPS-HP-II型磨煤機(jī)進(jìn)行研磨制粉，方能保證鍋爐的燃煤量，達(dá)到鍋爐的額定負(fù)荷。

我廠MPS-HP-II型磨煤機(jī)是2000年從德國(guó)巴高克公司引進(jìn)的全新中速磨煤機(jī)技術(shù)，采用液壓加載，具有能耗低、煤粉出力高、煤種適應(yīng)能力強(qiáng)、維護(hù)方便、檢修周期長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。由于加載方式與以往設(shè)備不同，所以鍋爐安全監(jiān)控系統(tǒng)需要從新設(shè)定。磨煤機(jī)的制粉過(guò)程在運(yùn)行人員操作過(guò)程中分為磨煤機(jī)的啟動(dòng)、磨煤機(jī)停止、磨煤機(jī)快速停機(jī)、磨煤機(jī)停機(jī)后自清理等部分。磨煤機(jī)的啟動(dòng)在鍋爐安全監(jiān)控系統(tǒng)中需要滿足各個(gè)配套設(shè)備的要求才能對(duì)磨煤機(jī)主電機(jī)進(jìn)行操作，實(shí)現(xiàn)磨煤機(jī)的啟動(dòng)過(guò)程。

MPS-HP-II型磨煤機(jī)在就地設(shè)置了就地控制柜來(lái)控制為磨煤機(jī)工作提供壓力的液壓站和為磨煤機(jī)減速機(jī)潤(rùn)滑的潤(rùn)滑站，當(dāng)磨煤機(jī)就地控制柜開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換到遠(yuǎn)方位置時(shí)，液壓站與潤(rùn)滑站均由運(yùn)行人員于中控室操作。磨煤機(jī)就地控制柜控制的所有電機(jī)、加熱器都具有故障報(bào)警信號(hào)且所有報(bào)警信號(hào)均被送入中控室。大連開(kāi)發(fā)區(qū)項(xiàng)目采用的點(diǎn)火裝置為等離子，即通過(guò)等離子拉弧的方式將磨煤機(jī)吹入鍋爐的煤粉點(diǎn)燃，因?yàn)槟ッ簷C(jī)第一次啟動(dòng)時(shí)需要保證進(jìn)入鍋爐的煤粉能夠充分燃燒，不能堆積在鍋爐內(nèi)發(fā)生爆燃，所以將等離子拉弧裝置火焰檢測(cè)裝置加入了磨煤機(jī)啟動(dòng)條件中。大連開(kāi)發(fā)區(qū)項(xiàng)目采用褐煤作為燃料，褐煤的揮發(fā)自然溫度為70攝氏度，所以在磨煤機(jī)運(yùn)行之前要保證磨煤機(jī)煤粉出粉管道的溫度不能高于70攝氏度，以防止煤粉還未進(jìn)入鍋爐燃燒，就已經(jīng)在磨煤機(jī)內(nèi)自燃。磨煤機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中，由于碾磨轉(zhuǎn)動(dòng)部件在磨煤機(jī)本體內(nèi)與煤粉直接接觸，所以需要啟用密封風(fēng)機(jī)來(lái)對(duì)碾磨轉(zhuǎn)動(dòng)部件的軸承進(jìn)行密封，以防止煤粉進(jìn)入軸承，對(duì)設(shè)備產(chǎn)生損壞。密封風(fēng)機(jī)取自一次風(fēng)機(jī)的冷風(fēng)管路，將一次冷風(fēng)壓力提高10KPa，所以磨煤機(jī)內(nèi)部的密封風(fēng)機(jī)壓力一定高于一次風(fēng)壓力，保證轉(zhuǎn)動(dòng)部件及下架體的密封。磨煤機(jī)配套的潤(rùn)滑站對(duì)磨煤機(jī)的正常運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用，潤(rùn)滑站保證潤(rùn)滑油能帶走減速機(jī)內(nèi)的熱量，所以減速機(jī)入口處潤(rùn)滑油的壓力需要得到保證，保證潤(rùn)滑站噴入減速機(jī)的潤(rùn)滑油能夠在整個(gè)減速機(jī)內(nèi)齒輪上建立起足夠厚的油膜。液壓站則是磨煤機(jī)磨制煤粉的動(dòng)力來(lái)源，液壓站油壓力的大小直接由程控室的運(yùn)行人員根據(jù)煤量的變化來(lái)控制。

綜上所述，鍋爐安全監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)磨煤機(jī)啟動(dòng)條件約束如下：

（1）且磨煤機(jī)在遠(yuǎn)方控制方式；（2）且磨煤機(jī)無(wú)保護(hù)動(dòng)作信號(hào)；（3）且磨煤機(jī)無(wú)回路斷線/自動(dòng)裝置故障信號(hào)；（4）且本臺(tái)磨點(diǎn)火能量滿足，即：A磨：四個(gè)等離子均已啟弧成功；B磨：或四個(gè)等離子均已啟弧成功；或A層制粉系統(tǒng)在運(yùn)行中；C磨：或四個(gè)等離子均已啟弧成功，或B層制粉系統(tǒng)在運(yùn)行中；D磨：鍋爐在運(yùn)行中，并且負(fù)荷大于40%；E磨：鍋爐在運(yùn)行中，并且負(fù)荷大于60%；（5）且磨煤機(jī)出口風(fēng)粉混合物溫度大于60℃且小于70℃；（6）且磨煤機(jī)電機(jī)線圈溫度小于120℃；（7）且磨煤機(jī)電機(jī)前后軸承溫度小于80℃；（8）且任一臺(tái)一次風(fēng)機(jī)運(yùn)行并且本臺(tái)磨一次風(fēng)壓力正常；（9）且無(wú)MFT；（10）且磨煤機(jī)3個(gè)磨輥均提升到位；（11）且磨煤機(jī)潤(rùn)滑油站運(yùn)行正常，即：A.#1潤(rùn)滑油泵運(yùn)行或#2潤(rùn)滑油泵運(yùn)行；B.潤(rùn)滑油溫度大于25度；C.無(wú)磨齒輪箱進(jìn)油壓力<0.08MPa報(bào)警信號(hào)；D.磨煤機(jī)潤(rùn)滑油壓力正常；（12）且磨煤機(jī)液壓加載運(yùn)行正常，即：A.#1液壓油泵運(yùn)行或#2液壓油泵運(yùn)行；B.液壓加載油箱油溫度大于25度；（13）且磨煤機(jī)四個(gè)燃燒器煤粉快關(guān)閥均開(kāi)到位；（14）且磨煤機(jī)密封風(fēng)與一次風(fēng)差壓合適；（15）且磨煤機(jī)無(wú)跳閘條件；（16）且磨煤機(jī)入口風(fēng)量合適；（17）且磨煤機(jī)消防蒸汽門(mén)關(guān)到位。

以上條件必須同時(shí)都能滿足，則磨煤機(jī)主電動(dòng)機(jī)電機(jī)能夠由運(yùn)行人員點(diǎn)擊啟動(dòng)，磨煤機(jī)主電機(jī)運(yùn)行后，才能繼續(xù)進(jìn)行磨制煤粉的工作。

磨煤機(jī)的停機(jī)過(guò)程也需要考慮溫度及壓力的問(wèn)題中速磨煤機(jī)在首次啟動(dòng)時(shí)由于鍋爐爐膛溫度較低，需要保證進(jìn)入鍋爐內(nèi)的煤粉必須完全燃燒，如果未燃燒的煤粉堆積在鍋爐內(nèi)過(guò)多，當(dāng)鍋爐溫度高到一定程度時(shí)，會(huì)產(chǎn)生爆燃。對(duì)設(shè)備造成危害更可能造成人員的傷亡。如要保證煤粉燃燒充分，最簡(jiǎn)單可行的方法為提高磨煤機(jī)入口一次風(fēng)溫度，可本項(xiàng)目的煤質(zhì)為褐煤，具有揮發(fā)份高的特點(diǎn)，所以不能一味的提高磨煤機(jī)煤粉出口溫度，需要在控制煤粉自燃值得基礎(chǔ)上盡可能提高一次風(fēng)風(fēng)溫。另一個(gè)會(huì)對(duì)磨煤機(jī)造成致命損壞的是潤(rùn)滑站的運(yùn)行狀態(tài)，磨煤機(jī)潤(rùn)滑站起到對(duì)減速機(jī)降溫、保護(hù)的作用，磨煤機(jī)在磨制煤粉的時(shí)候，磨盤(pán)、磨輥?zhàn)灾丶懊悍?、加載壓力全都作用在減速機(jī)上，加上一次風(fēng)入口的一次熱風(fēng)溫度較高，對(duì)減速機(jī)齒輪的降溫顯得尤為重要，潤(rùn)滑站需要保證將潤(rùn)滑油全面的噴灑到減速機(jī)的齒輪上建立油膜并帶走產(chǎn)生的熱量。潤(rùn)滑站油冷卻器與冷卻水相連接，將磨煤機(jī)減速機(jī)產(chǎn)生的熱量轉(zhuǎn)換出去。本項(xiàng)目中為了保證磨煤機(jī)的運(yùn)行穩(wěn)定和磨煤機(jī)的長(zhǎng)期運(yùn)行，潤(rùn)滑站采用了雙潤(rùn)滑泵的形式，一運(yùn)一備，將潤(rùn)滑站故障導(dǎo)致磨煤機(jī)停機(jī)的幾率降至最低。最后是密封風(fēng)與一次風(fēng)差的保證，密封風(fēng)差壓過(guò)低會(huì)導(dǎo)致關(guān)鍵軸承進(jìn)入煤粉，發(fā)生磨輥抱死等致命故障，導(dǎo)致磨煤機(jī)無(wú)法繼續(xù)運(yùn)行。

綜上所述，在鍋爐安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，磨煤機(jī)的停運(yùn)指令如果接受到一下任一信號(hào)，就會(huì)發(fā)生快速停機(jī)。

（1）或MFT；（2）或RB；（3）或在等離子模式下，四個(gè)等離子中有任兩個(gè)故障斷??；（4）或磨煤機(jī)及給煤機(jī)運(yùn)行120秒后，本層四個(gè)火焰監(jiān)視器中任意兩個(gè)燃燒角無(wú)火焰；（5）或磨煤機(jī)及給煤機(jī)運(yùn)行，且入口一次風(fēng)量低，延時(shí)3S；（6）或磨煤機(jī)密封風(fēng)與一次風(fēng)差壓低；（7）或磨煤機(jī)出口風(fēng)粉混合物溫度大于75℃；（8）或磨煤機(jī)運(yùn)行時(shí)，四個(gè)煤粉快關(guān)閥任意兩個(gè)關(guān)到位；（9）或磨煤機(jī)磨輥下降到位（三取二）且給煤機(jī)停運(yùn)，延時(shí)30S；（10）或磨煤機(jī)推力軸承油槽油溫大于80℃；（11）或磨煤機(jī)電機(jī)線圈三相繞組中，任一相繞組溫度大于140℃；（12）或磨煤機(jī)電機(jī)前后軸承中，任一軸承溫度大于90℃；（13）或磨煤機(jī)液壓站油箱油位低二值，延時(shí)10S；（14）或磨煤機(jī)運(yùn)行且兩臺(tái)潤(rùn)滑油泵全停，延時(shí)3秒；（15）或磨煤機(jī)運(yùn)行且潤(rùn)滑油壓力低二值，延時(shí)3秒。

以上條件任一條出現(xiàn)，則磨煤機(jī)發(fā)生快速停機(jī)指令，以保護(hù)磨煤機(jī)的安全運(yùn)行，待查明故障原因后才能繼續(xù)運(yùn)行中速磨煤機(jī)。

經(jīng)過(guò)與設(shè)計(jì)院及運(yùn)行人員的共同協(xié)商，中速M(fèi)PS-HP-II型中速磨煤機(jī)在電廠鍋爐安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中成功應(yīng)用，經(jīng)168小時(shí)試運(yùn)，磨煤機(jī)應(yīng)用完全符合現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行要求，沒(méi)有出現(xiàn)運(yùn)行故障，為大連開(kāi)發(fā)區(qū)電廠168小時(shí)試運(yùn)及今后的商業(yè)運(yùn)行起到了積極的作用，也將此系統(tǒng)中磨煤機(jī)的應(yīng)用作為今后現(xiàn)場(chǎng)磨煤機(jī)調(diào)試的依據(jù)。endprint