引言

鍋爐火檢監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是鍋爐極為重要的控制設(shè)備,是鍋爐爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)最重要的一次設(shè)備,火檢監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性對(duì)保證鍋爐安全穩(wěn)定運(yùn)行具有十分重要的意義,擔(dān)負(fù)著把鍋爐燃燒情況以開關(guān)量和模擬量形式反饋給DCS,參與鍋爐滅火保護(hù)邏輯判斷的職責(zé)。某電廠兩臺(tái)2x660Mw機(jī)組火檢監(jiān)測(cè)系統(tǒng)電源柜兩路電源分別取自鍋爐#2熱工控制電源柜內(nèi)UPS和保安AC220V電源,各經(jīng)一個(gè)電源模塊轉(zhuǎn)換為DC24V,后經(jīng)一個(gè)整流二極管輸出至A、B、C、D、E、F層火焰監(jiān)測(cè)探頭。此電源回路設(shè)計(jì)存在因兩路電源模塊故障或二極管故障造成所有火檢監(jiān)測(cè)探頭失電(全爐膛火焰喪失保護(hù)動(dòng)作）引起鍋爐滅火、汽輪機(jī)跳閘的隱患。

1鍋爐火檢監(jiān)測(cè)系統(tǒng)電源可靠性優(yōu)化

1.1鍋爐火檢監(jiān)測(cè)系統(tǒng)電源可靠性優(yōu)化前

鍋爐火檢監(jiān)測(cè)系統(tǒng)優(yōu)化前電源回路如圖1、圖2所示,該設(shè)計(jì)存在因兩路電源模塊故障或二極管故障造成所有火焰監(jiān)測(cè)探頭失電(全爐膛火焰喪失保護(hù)動(dòng)作）引起鍋爐滅火、汽輪機(jī)跳閘的隱患。

1.2鍋爐火檢監(jiān)測(cè)系統(tǒng)電源可靠性優(yōu)化后

針對(duì)火檢監(jiān)測(cè)系統(tǒng)電源回路存在的隱患,決定采用全新的電源可靠性理念進(jìn)行改造:電源分散布局,提高獨(dú)立電源模塊可靠性。

圖2鍋爐火檢監(jiān)測(cè)系統(tǒng)優(yōu)化前電源回路實(shí)物圖

根據(jù)此理念,對(duì)火檢監(jiān)測(cè)系統(tǒng)電源回路進(jìn)行以下創(chuàng)新優(yōu)化:(1）電源分散布局。6臺(tái)磨煤機(jī)對(duì)應(yīng)的每層火焰監(jiān)測(cè)探頭電源分別采用6套交直流雙電源模塊,每套交直流雙電源模塊輸入兩路電源分別經(jīng)過獨(dú)立帶過流保護(hù)2A空開,此種設(shè)計(jì)既保證了一套電源模塊故障只會(huì)造成1臺(tái)磨煤機(jī)火檢信號(hào)喪失,不會(huì)影響其他5臺(tái)磨煤機(jī)運(yùn)行,也保證了單個(gè)電源模塊故障時(shí)不會(huì)造成總電源故障。(2）提高獨(dú)立電源模塊可靠性。通過對(duì)市場(chǎng)現(xiàn)有交直流雙電源切換裝置的調(diào)研,決定采用可靠性更高的交直流雙電源模塊裝置(珠海中瑞ZR-24V-20A-D型）,該切換裝置可輸入兩路AC220V電源,經(jīng)內(nèi)部切換后輸出一路DC24V,切換裝置采用全數(shù)字化控制,抗干擾,切換時(shí)間<50mS,可靠性高,具有過、欠壓保護(hù)功能,高速靜態(tài)無觸點(diǎn)切換開關(guān)及快速掉電檢測(cè)能快速、安全、有效地實(shí)現(xiàn)雙電源的切換。試驗(yàn)及實(shí)踐證明,此電源回路優(yōu)化極大地滿足了現(xiàn)場(chǎng)使用要求,保證了機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

優(yōu)化方案:(1）輸入兩路電源取自#2熱工控制電源柜內(nèi)UPS和保安,兩路電源送至火檢電源柜,經(jīng)兩個(gè)容量10A的空開后分別送至每套電源模塊的獨(dú)立空開。(2）每一燃燒層單獨(dú)設(shè)置一套電源模塊,一套電源模塊故障只造成單層火檢信號(hào)喪失,不會(huì)影響其他燃燒層。每套電源模塊輸入電源設(shè)置獨(dú)立容量2A的空開,防止因單個(gè)電源模塊故障造成總電源故障。(3）將電源模塊更換為雙輸入自動(dòng)切換的電源模塊,兩路電源輸入經(jīng)電源模塊切換后輸出DC24V至相應(yīng)的火檢層空開。

鍋爐火檢監(jiān)測(cè)系統(tǒng)優(yōu)化后回路如圖3、圖4所示。優(yōu)化后電源模塊故障隱患分散,避免了電源模塊故障導(dǎo)致鍋爐滅火、汽輪機(jī)跳閘的隱患。

2應(yīng)用情況及經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益

鍋爐火檢監(jiān)測(cè)系統(tǒng)電源回路優(yōu)化后,大大提高了機(jī)組的安全性能及重要輔機(jī)設(shè)備可靠性,避免了鍋爐火檢電源系統(tǒng)可靠性差及存在的先天設(shè)計(jì)缺陷造成設(shè)備誤跳閘、機(jī)組甩負(fù)荷和全爐膛火焰喪失觸發(fā)MFT保護(hù),鍋爐滅火,機(jī)組跳閘等風(fēng)險(xiǎn)。根據(jù)機(jī)組實(shí)際運(yùn)行情況來看,火檢監(jiān)測(cè)系統(tǒng)電源回路優(yōu)化后更加完善、可靠,對(duì)于優(yōu)化同類型設(shè)備具有借鑒和推廣意義,避免了設(shè)備可靠性差導(dǎo)致機(jī)組非停,為公司創(chuàng)造了收益約50萬元/次(含機(jī)組啟動(dòng)費(fèi)用約25萬元,電網(wǎng)電量考核費(fèi)約25萬元）。

3鍋爐火檢監(jiān)測(cè)系統(tǒng)電源回路優(yōu)化后性能

3.1電源切換試驗(yàn)

優(yōu)化后的電源回路每個(gè)電源模塊輸入兩路AC220V由UPS和保安電源供給,切換試驗(yàn)將一路電源斷開后每個(gè)電源模塊DC24V持續(xù)輸出無間斷,保證了火焰監(jiān)測(cè)器正常運(yùn)行,DCS接收開關(guān)量和模擬量輸出無變化,確保當(dāng)一路電源異常時(shí)機(jī)組火檢系統(tǒng)保護(hù)無誤動(dòng)作。

3.2電源模塊在線監(jiān)視

如圖5所示,電源模塊配備一塊液晶觸摸屏,可在線查看電源模塊內(nèi)部芯片運(yùn)行溫度、直流輸出電壓/電流,通過查看參數(shù)可提前判斷電源模塊是否存在異常,以提前采取措施,防止事故擴(kuò)大。

3.3總體性能指標(biāo)與國(guó)內(nèi)外單位的比較

該技術(shù)改造提升了機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性,與國(guó)內(nèi)外其他單位比較,均處于領(lǐng)先水平。此成果對(duì)火電廠鍋爐火檢監(jiān)測(cè)系統(tǒng)電源可靠性優(yōu)化具有指導(dǎo)意義,并具備可操作性,應(yīng)用前景廣闊。

4結(jié)語

實(shí)踐表明,機(jī)組啟動(dòng)后火檢系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定,各電源模塊參數(shù)正常。此次電源回路優(yōu)化,提高了火檢系統(tǒng)的穩(wěn)定性,避免了因火檢電源系統(tǒng)故障造成機(jī)組非停的隱患。