引言

鍋爐火檢監(jiān)測系統(tǒng)是鍋爐極為重要的控制設備,是鍋爐爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)最重要的一次設備,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2x660Mw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UPS和保安AC220V電源,各經一個電源模塊轉換為DC24V,后經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。

圖2鍋爐火檢監(jiān)測系統(tǒng)優(yōu)化前電源回路實物圖

根據此理念,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過獨立帶過流保護2A空開,此種設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,經內部切換后輸出一路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UPS和保安,兩路電源送至火檢電源柜,經兩個容量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置獨立容量2A的空開,防止因單個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切換的電源模塊,兩路電源輸入經電源模塊切換后輸出DC24V至相應的火檢層空開。

鍋爐火檢監(jiān)測系統(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致鍋爐滅火、汽輪機跳閘的隱患。

2應用情況及經濟社會效益

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計缺陷造成設備誤跳閘、機組甩負荷和全爐膛火焰喪失觸發(fā)MFT保護,鍋爐滅火,機組跳閘等風險。根據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)化同類型設備具有借鑒和推廣意義,避免了設備可靠性差導致機組非停,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AC220V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DC24V持續(xù)輸出無間斷,保證了火焰監(jiān)測器正常運行,DCS接收開關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外單位的比較

該技術改造提升了機組運行的穩(wěn)定性,與國內外其他單位比較,均處于領先水平。此成果對火電廠鍋爐火檢監(jiān)測系統(tǒng)電源可靠性優(yōu)化具有指導意義,并具備可操作性,應用前景廣闊。

4結語

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。