【正文】 國臣 SGS爐膛安全給粉系統(tǒng)煤粉爐解決方案 據(jù)統(tǒng)計自 1980 年以來，至少有 30 臺鍋爐發(fā)生爐膛放炮事故，以致水冷壁焊縫開裂，剛性梁彎曲變形，頂棚被掀起，煙道膨脹節(jié)開裂等設(shè)備損傷屢屢發(fā)生。 究其原因： ① 設(shè)計上缺乏可靠的滅火保護(hù)和可靠的聯(lián)鎖、報警、跳閘裝置； ② 爐膛剛性梁抗爆能力低； ③ 運行人員處理燃燒不穩(wěn)或熄火時方法不對，錯誤采用 “爆燃法 ”搶救，導(dǎo)致滅火放炮； ④ 燃料質(zhì)量下降、負(fù)荷調(diào)節(jié)失當(dāng)、給粉裝置及控制機(jī)構(gòu)突然失靈等。 防止鍋爐滅火放炮被列入 1992 年能源部頒《二十項反 措》之五， 20xx 年國家電力公司又頒發(fā)了《二十五項反措》第六章，包括爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)（ FSSS）在內(nèi)的滅火保護(hù)裝置在許多電廠推廣使用。 如今， FSSS 已經(jīng)成為火電廠的標(biāo)準(zhǔn)配置系統(tǒng)，在爐膛安全保護(hù)上起了關(guān)鍵的作用。 部頒二十項重點反措之五，稱為防止鍋爐滅火放炮事故。《二十五項反措》第六章的提法是防止鍋爐爐膛爆炸事故，因為爐膛發(fā)生爆炸而致爐膛損壞不僅發(fā)生在運行中滅火時，檢修動火點燃聚集的可燃物及點火時吹掃不夠同樣會發(fā)生爆炸而導(dǎo)致爐膛損壞。 從引起鍋爐爐膛爆炸的機(jī)理分析，當(dāng)只有以下 3 個條件同時存 在時才有可能發(fā)生爆炸。 1)鍋爐爐膛內(nèi)有一定濃度的燃料和空氣積存。 2)積存的燃料和混合物具有爆炸性。 3)具有足夠的點火能源。 常見爐膛中造成爆炸條件的情況是： ① 運行中滅火，進(jìn)入爐膛的燃料沒有切，經(jīng)過一段時間聚集的可燃物達(dá)至爆炸濃度并點燃； ② 一個或幾個燃燒器火焰熄滅，而其余燃燒器仍正常燃燒。從未點燃的燃燒器進(jìn)入燃料造成可燃物聚集； ③ 燃料漏入停用中的爐膛造成可燃物聚集； ④ 燃料或空氣瞬時中斷又恢復(fù)，造成可燃物聚集。 可燃物聚集后引燃造成的爐膛壓力升高 超過爐膛承壓設(shè)計強(qiáng)度，以致發(fā)生損壞，稱為爐膛放炮或爐膛爆炸。不發(fā)生損壞的俗稱 “反正 ”或 “打槍 ”。 部頒二十項重點反措引入以下反事故措施： ① 一旦全爐滅火，應(yīng)立即切斷進(jìn)入鍋爐的全部燃料，包括給煤、給粉和點火用油、氣等。即所謂主燃料切斷（ MFT）； ② 鍋爐點火前必須通風(fēng)，排除爐膛、煙風(fēng)道及其他通道中的可燃物聚集。通風(fēng)時必須將煙風(fēng)擋板及調(diào)風(fēng)器打開到一定的位置，風(fēng)量應(yīng)大于滿負(fù)荷風(fēng)量的 25％，時間不少于 5min，以保證換氣量大于全部容積的 5 倍（德國 TRD 規(guī)定是 3 倍）； ③ 點火時要維持吹掃風(fēng)量；一個燃 燒器投運 10s 內(nèi)（不包括投煤及煤粉達(dá)到燃燒器所需的延滯時間）點不著，就應(yīng)切斷該燃燒器的燃燒。 《二十五項反措》防止鍋爐爐膛爆炸事故的主要措施如下： 1)為防止鍋爐滅火及燃燒惡化，應(yīng)加強(qiáng)煤質(zhì)管理和燃燒調(diào)整，穩(wěn)定燃燒，尤其是在低負(fù)荷運行時更為重要。 2)為防止燃料進(jìn)入停用的爐膛，應(yīng)加強(qiáng)鍋爐點火及停爐運行操作的監(jiān)督。 3)保持鍋爐制粉系統(tǒng)、煙風(fēng)系統(tǒng)正常運行是保證鍋爐燃燒穩(wěn)定的重要因素。 4)鍋爐一旦滅火，應(yīng)立即切斷全部燃料；嚴(yán)禁投油穩(wěn)燃或采用爆燃法恢復(fù)燃燒。 5)鍋爐每次點火前，必須按規(guī) 定進(jìn)行通風(fēng)吹掃。 6)鍋爐爐膛結(jié)渣除影響鍋爐受熱面安全運行及經(jīng)濟(jì)性外，往往由于鍋爐在掉渣的動態(tài)過程中，引起爐膛負(fù)壓波動或滅火檢測誤判等因素而導(dǎo)致滅火保護(hù)動作，造成鍋爐滅火。因此，除應(yīng)加強(qiáng)燃燒調(diào)整和防止結(jié)渣外，還應(yīng)保持吹灰器正常運行尤為重要。 7)加強(qiáng)鍋爐滅火保護(hù)裝置的維護(hù)與管理。 這些措施解決了常見爐膛中造成爆炸條件中的三個： ① 運行中滅火，進(jìn)入爐膛的燃料沒有切，經(jīng)過一段時間聚集的可燃物達(dá)至爆炸濃度并點燃； ② 一個或幾個燃燒器火焰熄滅，而其余燃燒器仍正常燃燒。從未點燃的燃燒器進(jìn)入燃料造成可燃物聚集； ③ 燃料漏入停用中的爐膛造成可燃物聚集； 但是，造成爆炸條件的 ④ 燃料或空氣瞬時中斷又恢復(fù)，造成可燃物聚集和反事故措施 ①一旦全爐滅火，應(yīng)立即切斷進(jìn)入鍋爐的全部燃料，包括給煤、給粉和點火用油、氣等。即所謂主燃料切斷（ MFT）逐漸成為現(xiàn)在電廠運行中的一個矛盾。 不少電廠通過 FSSS 給粉機(jī)全停邏輯延時來處理這個矛盾，這必然帶來爐膛在燃料中斷時的爐膛熄火，再恢復(fù)時爆燃法點爐。 但是，燃料中斷的次數(shù)（如電網(wǎng)晃電時一般為兩次）決定了爐膛給粉量的多少，也決定了爆燃的次數(shù)和強(qiáng)度。當(dāng)中斷次 數(shù)超過一次，而每次給粉量不足爆燃濃度，必然造成爆燃的強(qiáng)度增加，引起爆爐。所以，延時，帶來 FSSS 安全級別降低使用，存在爆爐隱患；不延時，因為給粉跳閘引起停爐，給生產(chǎn)帶來巨大經(jīng)濟(jì)損失。 這種新的矛盾主要是因為電廠給粉變頻調(diào)速系統(tǒng)的缺陷引起的。 電廠給粉變頻調(diào)速系統(tǒng)的缺陷 目前，多數(shù)電廠的給粉系統(tǒng)使用的變頻調(diào)速系統(tǒng)，通過 DCS 或操作臺輸出 4～ 20mA 信號控制變頻器的轉(zhuǎn)速來實現(xiàn)給粉調(diào)節(jié)。變頻器的起、停、故障和 1C/2C 電源等信號再返送給FSSS， FSSS 通過這些信號來判斷給粉全停邏輯，并引發(fā) MFT 動作。 給粉調(diào)速系統(tǒng)的配電柜，多采用 1C/2C 分別供電、 3C 備自投切換方式，當(dāng)有 MFT 動作時，采用大聯(lián)鎖切除給粉變頻 1C/2C 電源，停止供粉。這種給粉調(diào)速系統(tǒng)最大的問題就是抗晃電能力差。 1）控制電路抗晃電能力差。這種給粉變頻調(diào)速系統(tǒng)的成套比較陳舊，特別是靠操作臺來控制調(diào)速的系統(tǒng)，控制電路都是設(shè)計安裝在變頻器柜內(nèi)，當(dāng)廠用電晃電時，控制電路失電，無法達(dá)到調(diào)速控制目的。有些 DCS 的信號輸入需要電壓－電流信號轉(zhuǎn)換，這種轉(zhuǎn)換模塊也成套在變頻柜內(nèi)，當(dāng)電網(wǎng)晃電時，這些信號也一樣無法送達(dá) DCS。 2）變 頻器本身抗晃電能力差。當(dāng)廠用電瞬間跌落或備自投切換時，變頻器會欠壓保護(hù)，當(dāng)電壓恢復(fù)時，變頻重啟動。這是變頻器設(shè)計原理決定的，所有廠家的變頻器都存在這種問題。 3） 1C/2C 接觸器抗晃電能力差，有很多電廠存在晃電時接觸器先跳閘的問題，但這是表面問題，即使接觸器不跳閘，變頻器也會因為瞬間失電跳閘，給粉系統(tǒng)一樣無法正常工作。 主要應(yīng)對措施 從根源上杜絕和制止晃電基本上是無法實現(xiàn)的，解決這一問題目前主要的應(yīng)對措施有： 1. FSSS 的給粉機(jī)全停邏輯延時（ 2～ 5S），給粉機(jī)變頻器設(shè)置快速重啟動， 等待電網(wǎng)恢復(fù)后給粉機(jī)變頻器重啟動，這既違反了電廠管理規(guī)程，又不能從根本上消除爐膛在晃電時的安全隱患。延時短，不可避免停爐；延時長，有更嚴(yán)重的事故隱患，延時簽字人員還要為事故埋單。這種因為延時引起的爆爐事故也在很多電廠發(fā)生過。 2. 更換給粉機(jī)變頻器。如 ABpowerflex70s 系列最大失電工作時間可以做 140ms 但也躲不過備自投切換的 。另外原給粉變頻調(diào)速系統(tǒng)的控制電路在晃電時仍無法正常工作。 3. 交流在線 UPS。電廠的其他自動控制系統(tǒng)無一例外的配有 2