摘要：本文对江苏大唐国际吕四港发电有限责任公司火焰检测装置存在的安全隐患进行认真分析，通过对火焰检测装置的配置及电源系统进行可靠性优化，消除存在的安全隐患，极大的提高火焰监视系统可靠性，降低由于火检系统故障对机组安全稳定运行造成的影响，对于业内使用同类型火检系统的升级改造提供良好的实践材料及改造案例。
关键词：火检；火检装置柜；独立改造；电源监视
1 前言
火焰检测装置是锅炉燃烧保护系统最重要的组成部分，大容量机组的锅炉均装设锅炉灭火保护装置，对于大型燃煤锅炉，炉膛燃烧火焰的稳定与否，是保证锅炉安全和经济运行的最重要条件，火检检测装置故障异常时，轻则导致磨煤机跳闸，机组RB动作，重则造成锅炉炉膛灭时，全火焰丧失MFT 保护不动作，危及锅炉设备的安全。所以，确保运行机组的火检稳定运行特别重要。
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图1-1 火检放大器柜布置图
江苏大唐国际吕四港发电有限责任公司4*660MW超超临界机组,锅炉为哈尔滨锅炉厂制造，引进日本三菱株式会社技术，超超临界直流锅炉，单炉膛，四墙切圆燃烧方式，共有三层油、六层煤。点火系统由AB、CD、EF三层轻油点火和A 层等离子煤点火系统组成。油点火系统点火器为推进式高能点火器，油枪为推进式机械雾化内回油式油喷嘴。火焰监测系统由美国福尼公司提供的PM-DR-6101E火焰检测器和IDDⅡ火检探头来实现。火焰检测系统共有36 只火焰检测器,分别对三层油、六层煤的火焰进行监视, 燃烧器管理系统设有煤、油层无火保护，全炉膛灭火保护。火检检测装置分为两组，一组为煤火检装置柜(1#柜)，内部装有煤火检双路电源及6台24组煤火检放大器卡件；另一组为油煤火检装置柜(2#柜)，内部装有油火检双路电源及3层12组油火检放大器卡件。如图1-1，具体配置情况见表1-1。
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表1-1 火检放大器柜配置
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图1-2 煤火检放大器柜配置图
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图1-3 油火检放大器柜配置图
所有煤火检卡件集中在一个放大器柜内，每两台磨使用一个放大器电源分配底板，六台磨煤机火检共用两路独立电源。电源分配见图1-2和图1-3。
煤火检柜内有R1R2R3三个卡架，每个卡架由两路电源供电，每个卡架的电源监视器常开节点（电源正常时闭合）串联后形成电源监视送到DCS；油火检柜内有R1R2两个卡架，每个卡架由两路电源供电，每个卡架的电源监视器常开节点（电源正常时闭合）串联后形成电源监视送到DCS。
2 原系统存在的隐患
在燃煤机组磨煤机保护逻辑中，火检丢失四取三跳磨煤机，由于上述火焰检测装置的设计，当火焰检测装置内一块火检放大器卡件底板损坏，将造成同时两台磨煤机跳闸，引起磨RB，对锅炉燃烧调节带来巨大扰动，此时运行人员调整不当将影响锅炉安全运行，严重情况下会引发机组MFT动作。
每个放大器卡架有独立二组电源（UPS和保安段非自动切换）为每个放大器供电。每组电源含4个分电源分别为+15VDC，-15VDC，+3.3VDC，+5VDC，如果4个分电源中有一个有故障，另外一组的分电源会自动切入。从而保证了火检放大器可靠运行。4个分电源中有一个有故障，虽然另外一组的分电源会自动切入，由于系统没有对分电源进行全部监视。因此，一路分电源故障无法在日常维护中发现，火检依然正常运行，直到两路电源全部故障，则会引起这个卡架8台放大器失电，导致放大器失电故障，所有8个火检输出无火信号，导致两台磨煤机跳闸。
3 提高火焰检测装置可靠性优化方案
在原来油火焰检测装置柜(2#柜)中增加一套火检背板，将原来配置在煤火焰检测装置柜（1#柜）中的磨火检放大器卡件分开配置到1#柜和1#柜中。煤火焰检测装置柜内分别布置磨煤机1号角火检，2号角火检，3号角火检。油火焰检测装置柜内AB油火检煤，CD油火检，EF油火检不变，新加背板布置磨煤机4号角火检。
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图3-1 优化后布置图
4 具体优化措施
1、将油火焰检测装置柜内原来油火检放大器柜中增加一套火检背板及配套电源装置，将原来集中配置在煤火焰检测装置柜中的磨煤机火检放大器卡件分散配置到1#柜和2#柜中去；
2、将煤火焰检测装置柜内的三层背板卡件进行重新布置，三层火检放大器卡配置为六台磨煤机1号角火检（共六块卡件），六台磨煤机2号角火检（共六块卡件）和六台磨煤机3号角火检（共六块卡件）；
3、在油火焰检测装置柜内增加一套火检背板，用于布置六台磨煤机4号角火检（共六块卡件）。油火焰检测装置柜内其余两层火检背板用于布置AB油层、CD油层火检（共八块卡件）和EF油层火检（共四块卡件）；
4、在火检放大器柜电源监视系统中增加R3卡件电源，R3电源监视串联在R1，R2电源监视中。
5、通过火检放大器柜可靠性升级，，保证了锅炉FSSS系统稳定可靠运行。
具体布置如图3-1，配置见表3-1。
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表3-1 优化后配置
原有油煤火焰检测装置柜电源布置如附件1，只有R1，R2卡架电源分支，此次改造中增加R3卡件电源，R3电源监视串联在R1，R2电源监视中，修改后电源见图3-2。
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图3-2 优化后火检放大器柜电气图
油火检柜内原有R1R2两个卡架，每个卡架由两路电源供电，新增一个卡架后三个卡架的电源监视器常开节点（电源正常时闭合）通过串联方式形成电源监视送到DCS。
由于原有火焰检测装置中采用两台磨煤机火检使用一套电源卡架，当背板发生故障时，两台磨煤机将发生跳闸，对锅炉安全运行影响较大，调整不当极易造成机组非停。因此，在改造中通过在油火焰检测装置柜内增加一套放大器卡架，将六台磨煤机火检完全独立，任何一个卡架失电都只会使六台磨煤机的每一台磨煤机失去一个角的火检，不会引起磨煤机跳闸，通过可靠性优化，消除磨煤机火检系统设备过于集中的问题，有效防止因为火检系统原因导致的磨煤机RB，极大增加火焰监视系统可靠性，降低由于火检系统故障对机组安全稳定运行造成的影响。
5 结论
改造后每个放大器卡架有独立二组电源（UPS和保安段非自动切换）为每个放大器供电。每组电源含4个分电源分别为+15VDC，-15VDC，+3.3VDC，+5VDC，如果4个分电源中有一个有故障，另外一组的分电源会自动切入。从而保证了火检放大器可靠运行。极端情况下两路电源同时失去时仅会丢失磨煤机一个角的火焰监视，磨煤机跳闸现象基本杜绝，提高火检系统的可靠性同时减少了维护量，有效避免火检电源丢失造成机组全炉膛无火检引起的机组非停事故。其他电厂使用同类型火检系统放大器柜内配置，基本遵循将磨煤机火检进行集中布置，由于两台磨煤机火检系统公用电源，当电源系统发生故障，至少两台磨煤机火检检测收到影响，严重时威胁机组安全运行。此种优化改造方式对于业内类似Forney火检系统放大器柜可靠性升级改造十分通用，提供良好的实践材料及改造案例。
参考文献：
[1] RM-IDD 火检调试作业指导
[2] HT-2000 型手操器使用说明（与RM-IDD放大器配用）
[3] RM-IDD 火检放大器说明书
[4] RM-IDD 火检放大器电气图纸
论文作者:周亮亮
论文发表刊物:《电力设备》2019年第22期
论文发表时间:2020/4/13
标签：电源论文; 放大器论文; 煤火论文; 火焰论文; 装置论文; 柜内论文; 磨煤机论文; 《电力设备》2019年第22期论文;