引言

鍋爐火檢監(jiān)測系統(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)測系統(tǒng)的準確性和穩(wěn)定性對保證鍋爐安全穩(wěn)定運行具有十分重要的意義,擔負著把鍋爐燃燒情況以開關(guān)量和模擬量形式反饋給DCs,參與鍋爐滅火保護邏輯判斷的職責。某電廠兩臺2×660Mw機組火檢監(jiān)測系統(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)一個電源模塊轉(zhuǎn)換為DC24V,后經(jīng)一個整流二極管輸出至A、B、C、D、E、F層火焰監(jiān)測探頭。此電源回路設(shè)計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)測探頭失電(全爐膛火焰喪失保護動作）引起鍋爐滅火、汽輪機跳閘的隱患。

1鍋爐火檢監(jiān)測系統(tǒng)電源可靠性優(yōu)化

1.1鍋爐火檢監(jiān)測系統(tǒng)電源可靠性優(yōu)化前

鍋爐火檢監(jiān)測系統(tǒng)優(yōu)化前電源回路如圖1、圖2所示,該設(shè)計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)測探頭失電(全爐膛火焰喪失保護動作）引起鍋爐滅火、汽輪機跳閘的隱患。

1.2鍋爐火檢監(jiān)測系統(tǒng)電源可靠性優(yōu)化后

針對火檢監(jiān)測系統(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行改造:電源分散布局,提高獨立電源模塊可靠性。

根據(jù)此理念,對火檢監(jiān)測系統(tǒng)電源回路進行以下創(chuàng)新優(yōu)化:(1）電源分散布局。6臺磨煤機對應(yīng)的每層火焰監(jiān)測探頭電源分別采用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)過獨立帶過流保護2A空開,此種設(shè)計既保證了一套電源模塊故障只會造成1臺磨煤機火檢信號喪失,不會影響其他5臺磨煤機運行,也保證了單個電源模塊故障時不會造成總電源故障。(2）提高獨立電源模塊可靠性。通過對市場現(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,切換時間<50ms,可靠性高,具有過、欠壓保護功能,高速靜態(tài)無觸點切換開關(guān)及快速掉電檢測能快速、安全、有效地實現(xiàn)雙電源的切換。試驗及實踐證明,此電源回路優(yōu)化極大地滿足了現(xiàn)場使用要求,保證了機組的安全穩(wěn)定運行。

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)兩個容量10A的空開后分別送至每套電源模塊的獨立空開。(2）每一燃燒層單獨設(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喪失,不會影響其他燃燒層。每套電源模塊輸入電源設(shè)置獨立容量2'的空開,防止因單個電源模塊故障造成總電源故障。(A）將電源模塊更換為雙輸入自動切換的電源模塊,兩路電源輸入經(jīng)電源模塊切換后輸出3D24C至相應(yīng)的火檢層空開。

鍋爐火檢監(jiān)測系統(tǒng)優(yōu)化后回路如圖A、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、汽輪機跳閘的隱患。

2應(yīng)用情況及經(jīng)濟社會效益

鍋爐火檢監(jiān)測系統(tǒng)電源回路優(yōu)化后,大大提高了機組的安全性能及重要輔機設(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)計缺陷造成設(shè)備誤跳閘、機組甩負荷和全爐膛火焰喪失觸發(fā)VFT保護,鍋爐滅火,機組跳閘等風險。根據(jù)機組實際運行情況來看,火檢監(jiān)測系統(tǒng)電源回路優(yōu)化后更加完善、可靠,對于優(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)致機組非停,為公司創(chuàng)造了收益約50萬元/次(含機組啟動費用約25萬元,電網(wǎng)電量考核費約25萬元）。

3鍋爐火檢監(jiān)測系統(tǒng)電源回路優(yōu)化后性能

3.1電源切換試驗

優(yōu)化后的電源回路每個電源模塊輸入兩路'D220C由UPs和保安電源供給,切換試驗將一路電源斷開后每個電源模塊3D24C持續(xù)輸出無間斷,保證了火焰監(jiān)測器正常運行,3Ds接收開關(guān)量和模擬量輸出無變化,確保當一路電源異常時機組火檢系統(tǒng)保護無誤動作。

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,防止事故擴大。

3.3總體性能指標與國內(nèi)外單位的比較

該技術(shù)改造提升了機組運行的穩(wěn)定性,與國內(nèi)外其他單位比較,均處于領(lǐng)先水平。此成果對火電廠鍋爐火檢監(jiān)測系統(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

實踐表明,機組啟動后火檢系統(tǒng)運行穩(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)故障造成機組非停的隱患。