關于燃氣熱水鍋爐爐膛自動滅火保護裝置的設計
網址：www.jkqzj.cn 更新時間：2017-01-11 15:05 瀏覽次數：：110次
對燃氣熱水鍋爐滅火保護來說，防止保護系統(tǒng)的拒動和誤動有著同等的重要性。完善的燃氣熱水鍋爐滅火保護系統(tǒng)是保證燃氣熱水鍋爐安全正常運行的關鍵。
本文所述的燃氣熱水鍋爐滅火爐膛自動保護裝置采用PLC系統(tǒng)，通過計算機進行操作和組態(tài)，使用專用組態(tài)軟件，現場火焰的狀態(tài)信號(熄火和火焰品質)通過火焰?zhèn)鞲衅饕阅M信號的形式傳入，模擬量信號、開關量信號接入PLC系統(tǒng)的AI/DI模塊，從DO模塊發(fā)出信號到燃氣熱水鍋爐DCS系統(tǒng)或直接到電氣MCC盤柜。對于大機組燃氣熱水鍋爐滅火爐膛自動保護裝置是燃氣熱水鍋爐FSSS保護的一部分，當滅火信號傳入引起燃氣熱水鍋爐MFT動作，發(fā)出信號到燃氣熱水鍋爐DCS系統(tǒng)或直接到電氣MCC盤柜，進行相應設備的保護;對于75噸以下的燃氣熱水鍋爐可不必接入FSSS系統(tǒng)，直接應用。
第一節(jié) 設備
1.1.主要由可編程控制器、工業(yè)控制計算機、火焰?zhèn)鞲衅鞯冉M成等構成，所選設備誤動作率、拒動率極低，保護投入率高。
該裝置采用德國西門子公司出品的S7-200系列可編程控制器(PLC)為中心控制部件，去掉了原來容易產生干擾的單片機部分，使主機不含任何自制的印刷電路板，排除了電路板上易損元件的不可靠隱患，這樣可以完全用PLC來處理現場送來的各種開關量及模擬量信號。裝置的顯示部分配有進口觸摸屏，它可以與PLC直接進行連接，使滅火保護裝置的各個參數得以顯示。
爐膛壓力開關共4臺，送風機﹑引風機各兩臺，分布在爐體左右，送風機出口各安裝3臺壓力開關，引風機入口各安裝3臺壓力開關，兩臺冷卻風機出口共裝一臺壓力開關，壓力開關共17臺，參與控制。
1.2.火檢傳感器
由火檢探頭通過光纖采集到光信號，再由光電傳感器轉換成電信號，送到火檢模塊處理單元。火焰檢測器是唯一判斷有無火的儀表，通過檢測燃氣熱水鍋爐內火焰的輻射、強度和閃爍頻率，綜合計算證實有火、無火或弱火。
1.3. 軟件
畫面全面采用漢化動態(tài)顯示，直觀易懂，在菜單欄內可容易的設置一些參數，極為簡單(如：滅火值、燃燒不穩(wěn)值、延遲時間、吹掃、點火時間等);裝置兼容性好，從軟件到硬件升級能力也很強，容易實現功能擴展。具有爐膛火焰監(jiān)視、燃燒不穩(wěn)報警、滅火保護邏輯、首次跳閘記憶、打印首次跳閘原因及事故發(fā)生時間、爐膛清掃計時、保護全程投入(同時設有保護投退開關)、節(jié)點故障巡檢、火焰探頭巡檢保護和自檢功能。
第二節(jié) 功能
2.1﹑控制簡圖
圖1-1
2.2﹑燃氣熱水鍋爐滅火保護裝置其主要邏輯包括：爐膛滅火、燃料中斷、爐膛壓力、送、引風中斷、自動/吹掃功能、風量小于30%及手動MFT等。計算機系統(tǒng)還能完成報警功能、事故記憶、打印等功能。
第三節(jié) 控制說明
3.1.現場采集的模擬信號接入PLC系統(tǒng)的AI模塊，包括:火檢信號16個，火檢探頭安裝在燃氣熱水鍋爐爐膛四角，每個角從下到上各四個;爐膛壓力傳感器共4臺，假設送風機﹑引風機各兩臺，分布在爐體左右，送風機出口各安裝1臺壓力傳感器，引風機入口各安裝1臺壓力傳感器，兩臺冷卻風機出口共裝1臺壓力傳感器，壓力傳感器共9臺，僅檢測，不參與控制。
送風機﹑引風機﹑冷卻風機﹑磨煤機﹑給粉機﹑排粉機運行/停止狀態(tài)，是干接點信號，由各自MCC柜輸出進PLC的DI模塊;由PLC的DO模塊輸出 的運行/停止指令信號是干接點信號，到送風機﹑引風機﹑冷卻風機﹑磨煤機﹑給粉機﹑排粉機各自MCC柜。
還可手動輸入MFT信號，和自動產生的效果一樣，以應付突發(fā)事件。
由燃燒程控系統(tǒng)來的油閥全關信號進PLC的DI模塊。
3.2.爐膛火焰邏輯：
采用“四選三”邏輯，每層有三個滅火，則該層滅火，四層同時滅火則為全爐膛滅火，且有給粉機運行證實，輸出MFT信號?；鹧嫘盘柌捎?-20mA模擬量輸入，低于7mA判斷為無火焰信號。在CRT畫面上用棒柱模擬顯示4-20mA火焰信號，即能判斷火焰的有無，又能反映火焰的強弱。
當火焰明顯變暗，此時操作人員可手動啟動燃燒程控系統(tǒng)，開啟油閥，進入油槍，進行助燃;當火焰明顯變亮，此時操作人員手動停止燃燒程控系統(tǒng)，關閉油閥，退出油槍，不再助燃;
當火焰熄滅，即火檢信號低于7mA ，此時PLC系統(tǒng)發(fā)出MFT信號，切斷燃料和燃燒風，進行爐膛吹掃;MFT信號要傳給汽機DCS控制系統(tǒng)，并由DCS關閉主汽門，進行減負荷.
3.3.燃氣熱水鍋爐滅火保護邏輯：當MFT信號發(fā)出，切斷燃料即在MCC柜側順序停止排粉機、給粉機、磨煤機，停止燃燒程控系統(tǒng)，關閉油閥，退出油槍;同時停止振動爐排;切燃燒風的控制是當送風機出口壓力大于13.5kPa，延時5秒停送風機;當引風機入口壓力大于-0.05kPa，延時10秒停送風機。
3.4.爐膛壓力高、低越限邏輯：爐膛壓力反映爐火燃燒情況，用壓力開關檢測爐膛負壓信號。正負壓越限均采用 “三取二”原則，正、負壓越限時分別輸出MFT信號。
3.5.爐膛吹掃邏輯功能： 滅火停爐后要吹去爐膛和煙道內積塵(可燃物)，以防止再次點火時引起爆燃。當MFT動作停爐后，必須經過5分鐘的吹掃才使MFT復歸，允許點火。其邏輯條件為：必須同時滿足燃油、燃氣速斷閥關閉、所有排粉機停、任意一臺送引風機運行、風量小于30%、無手動MFT信號、爐內無火、汽包液位正常、所有油角閥全關。若在整個吹掃過程中出現任一條不滿足將會使吹掃中斷，待條件滿足后再重新吹掃，吹掃完畢后是MFT復歸。
3.6.手動MFT邏輯：同時按下盤面上兩個手動MFT按鈕時輸出MFT信號。此項功能用于當出現MFT動作條件后，將MFT手動切除(軟手操)，使MFT信號不輸出，以使操作人員在最短的時間內將燃氣熱水鍋爐恢復正常。若無此功能，受吹掃邏輯的限制，MFT很難復歸，致使點爐極為困難。
3.7.燃油速斷閥邏輯：速斷閥開的條件是必須同時滿足油壓高、油角閥關且沒有閥關的條件存在;閥關閉的條件是當出現MFT信號或任一臺送引風機跳閘 。
3.8.燃料中斷邏輯： 當同時滿足以下條件時，輸出MFT信號。 a.所有給粉機全停。 b.燃油、燃氣速斷閥關閉。 c.四個油角閥必須先開過再全關。燃料中斷邏輯還包括在煤、油混燒狀態(tài)下，當出現所有給粉機中斷時，若5秒內沒有MFT輸出信號，則輸出MFT信號，以防止在此狀態(tài)下出斷粉后發(fā)生爐膛滅火，滅火保護未動作，油速斷閥沒有關閉，造成燃氣熱水鍋爐爆燃事故的發(fā)生。
3.9.送引風中斷邏輯：送風機或引風機全停時，輸出MFT信號。
3.10.事故動作原因順序記錄功能和追憶功能：用于記憶最先引起MFT動作的邏輯條件。該裝置可記錄多次保護動作原因及動作參數曲線。這樣，很早時的動作記錄仍可保留在主機內。另外可將所有動作原因依動作先后順序排序，便于分析處理。并附有先進的32路模擬量曲線追憶功能32路高速模擬量記錄集插板，可以載入32路模擬量信號進行曲線記錄。采樣分析周期為100ms。及時將訊息送入工業(yè)控制計算機進行保存。
3.11.避免電氣儀表連鎖交叉引起混亂的措施說明：在燃氣熱水鍋爐燃燒控制的邏輯中當MFT輸出時，在連鎖引風機、送風機、排風機、磨風機、給粉機等相關電氣設備時，MFT只動作停排粉機，由排粉機通過電氣聯鎖停相關設備，這樣避免了引、送、排、磨、給粉機等電氣連鎖回路中既有電氣聯鎖又有熱工聯鎖造成的誤動及無法分析故障原因的現象。
3.12.跨越保護邏輯功能：本裝置具有跨越保護邏輯功能，開關量保護、火焰保護分投功能等。
3.13.冷卻風機連鎖啟動的邏輯：當冷卻風機出口壓力低于200mmH20時，連鎖啟動另一臺風機;當一臺冷卻風機出現故障不能連續(xù)運行時，或非正常停止時，連鎖啟動另一臺風機。
3.14.報警顯示：系統(tǒng)設置主燃料跳閘和油燃料跳閘的首出原因顯示。下表中所列為擬送入光字牌報警和在計算機屏幕顯示報警的信號，也作為事件順序記錄的信號。
本裝置功能分配十分合理，即使工控機死機，仍能保證現場正常工作，不出事故。所涉及的大部分內容經過實踐應用，誤動作率、拒動率極低，保護投入率高，能達到中華人民共和國電力行業(yè)標準 DL435—91《火電廠煤粉燃氣熱水鍋爐燃燒室防爆規(guī)程》。
該燃氣熱水鍋爐安全保護裝置的設備在投入運行后，火焰顯示靈敏、準確;報警、保護功能完善;靈活的PLC編程軟件和畫面組態(tài)軟件，使熱控工程師能以最快的速度掌握其設計方法，并根據燃氣熱水鍋爐實際運行情況進行修正。
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