66万千瓦燃煤锅炉的磨煤机和生物质燃烧机控制装置

    石油危险机震动了全世界的工业，并且其规模仍在不断扩大。燃煤发电厂正在逐步代替燃油发电厂。各个大型的燃煤电厂每小时要消耗好几百吨煤。因此，怎样使燃煤系统的操作自动化，用最少的操作人员获得整

套机组的安全和可靠是值得研究的。本文介绍由IHI（石川岛播磨重工业股份公司）开发的磨煤机和生物质燃烧机自动控制系统的概况。该

系统应用于澳大利亚新北威尔士州(NouthWales Avst,-alia)酌10套66万千瓦燃煤锅炉设备中。该系统的功能——称作FSISS(Fuel Supply Ignon Supervisory System)（燃料供给和点火监督系统）——通过按动电厂控制盘上的按钮使磨煤机和生物质燃烧机实现正常的启停，并且也能在紧急情况下自动地安全地关停。首次投产的两台机组，伊尔林( Eraring)1号和2号；就证明该系统运行令人满意。

    绪  言

    近年来，火力发电锅炉的燃料，从以重油、原油、液化天然气等和煤的混烧向以燃煤为主过渡。最近已设计专门燃煤的锅炉。

    由于燃煤的成本低和来源稳定等因素，今后增加专门燃煤锅炉的可行性将被重视。作为火电行业之一的该公司，将能提供多年积累燃煤经验和具有积极性的研究开发和多方面的技术。

    该公司在1976年7月和1978年11月二次通过澳大利亚洲电力公司向伊尔林( Frarug)发电站推销了各两台66万千瓦IHI-FW形自然循环燃煤锅炉，合计四台订货。

    首先介绍磨煤机和生物质燃烧机控制系统，锅炉和磨煤机、生物质燃烧机的主要规格说明如下；

    锅炉形式：  IHI-FW辐射再热式自然循环锅炉（室内形）(SR型)

    蒸发量：  2124吨／时（最大连续负荷）

    蒸汽压力×温度l

    主蒸汽168.8公斤／厘米2（16.6兆巴）×540。C再热蒸汽41.6公斤力／厘米z(4.1兆巴)×540。C

    通风方式：锅炉    平衡通风

    磨煤机冷一次风加压方式

    燃烧方式：专烧煤，前后墙燃烧方式

    燃烧装置：磨煤机形式IHI-FW球磨机D-10D型．

    磨煤机台数。七台

    磨煤机容量：56.7吨／时（最大）

1-煤粉生物质燃烧机；2一点火器：3-前墙生物质燃烧机（从炉内看）；4-前墙生物质燃烧机（正面看）；5-轻油（点火器）；6-磨煤机

煤粉生物质燃烧机只数：4生物质燃烧机/1磨煤机

    制粉系统的保安及与锅炉设备本体的协调均由中央操作室按设计好的程序启、停指令运行。

    1．控制装置

    我们认为控制装置（硬件）须根据用户的要求提出如下的主要说明。

    形式。贝蕾(BAILEY)公司制造762程序控制系统．控制单元：用半导体元件构成与、非、或功能块，把这些不同的功能块导线连接组合成分散型控制单元。

    盘的组成：

    公共控制盘：610(宽)×610(深)×2134

    （高）毫米×2（块）

    磨煤机，生物质燃烧机控制盘610(宽)×610

    （深）×2134(高)毫米×28块

    （七套磨煤机装置）。分别包括在内．

    电源盘610(宽)×610(深)×2134(高)毫米×2（块）

    电源  LAMBDA公司制造LAMRDA系列。

    火焰检测器贝蕾B和W公司制造的火焰检测器UF型。

    2．中央操作室

    图3表示中央操作落磨煤机系统有关的-

控制台。控制台由如下部分组成：

1-控制挡板；2-隔断挡板；3-煤或煤粉：4--次风机；5-密封风风机；6-煤仓；7-煤出口；8-

燃料管；9-给煤机；10-生物质燃烧机；11-切断挡板；12-球磨机：13-密封风：  14-次空气切断挡板

15--次风控制挡板：16-热风侧控制挡板：17-冷风侧控制挡板18-密封凤：19-煤仓；20-给煤调

    节门；21-辅助空气控制挡板；22-给煤器；23-辅助空气切断挡板；24-去其他磨煤机系统图3磨煤机系统操作盘

    操作台面上除了间隔布置安装着一次风挡板控制选择器、给煤机速度选择器、磨煤机料位选择器、磨煤机出口温度开关以及辅助风控制挡板选择器等等外，还分别有由逻辑内合成的各个状态指示信号和各只报警指示等等。

    2)磨煤机系统监视仪器和显示部

    主要的监视仪器配有磨煤机料位，磨煤机出口温度、磨煤机负荷、给煤机速度、轴承密封风差压和磨煤机电动机电流表等等。

    再有，MFT(主燃料跳闸)时的第一故障指示灯（只显示第一故障原因的记忆电路系统）以便根据灯光了解故障所在。而且，

还有炉膛清扫有关条件的指示和清扫顺序进行的显示。

    3)瞎煤机辅机，空气调温装置操作和显示部指示燃烧用空气系统的模拟表盘上不仅有一只只便于掌握的生物质燃烧机空气调温装置指

示器，还分别配置了磨煤机辅机的操作按钮和指示部分。

    3．控制逻辑

    本控制逻辑系统包括炉膛清扫，MFT逻辑和制粉系统的（包括生物质燃烧机）程序控制逻辑。这些功能简称为FSISS（燃烧供给和点火监督系统）。有关这些功能将在下面概述。

    1) FSISS的功能

    (  1)炉膛清扫

    在锅炉起动时承担清扫炉膛逻辑，对于炉膛清扫必需的风机，挡板的操作和有关空

气流量的设定等等是否适当进行确认，在非常规的情况下，若锅炉MFT处于复归时许可启动清扫指令。

    还有，在炉膛清扫必需的送风机、引风机跳闸的情况下，利用自然通风造成的炉膛吹扫。该思想是根据美国的NFPA（国家防火协会）所推荐的标准。

    (2 )MFT

    MPT逻辑具有锅炉的最终性的保护功能。出现下列条件之一时，即遮断进入炉膛的燃料：

    1．一次风预热器（两台）全部停止。

    2．送风机（两台）全部停止。

    3.二次风预热器（两台）全部停止。．

    4．引风机（两台）全部停止。

    5．一次风机（两台）全部停止。

    6。炉膛压力高。

    7．炉膛压力低。

    8．空气流量低。

    9．汽包水位低。

    10．汽包水位高。

    11．汽轮机跳闸。

    12．第一套制粉系统启动失败。

    13．生物质燃烧机连续熄火。

    14.所有生物质燃烧机熄灭，全炉膛火焰消失弊。

    15．起动时点火滞后。

    16．除尘器入口气体温度高。

    17.运行跳闸。

    除了以上的MFT之外，还设置了点火轻油，以及主燃料煤粉的各有关燃料切断和监督逻辑。

    (3)磨煤机、生物质燃烧机程序控制

    瞎煤机和生物质燃烧机的控制，以一台窗煤机组成一制粉系统。根据来自中央控制室的按钮一次操作实现程序运行。启动、停止包括

必要的监视。并被设计成具有“自动防止故障”的功能。此外，磨煤机和生物质燃烧机采取相互协调运行，制粉系统和生物质燃烧机被视为一个

整体进行集中控制。

    (4)负荷减半(5096)

    输送磨煤机里的煤粉的一次风由两台一次风机提供。在其中一台跳闸的情况下，磨煤机台数快速作相应减少以保持必要的煤粉

流速。为确保制粉系统安全设计了负荷减半逻辑功能。

    (5)磨煤机隋性保护

    在停掉球磨机的时候，通常把磨煤机腔内的煤吹扫干净才停下来。可以缩短下一次锅炉启动时间。还有，不得已情况下留煤停

车的机会也是有的。

    为防止留煤停车中自燃，采用设置磨煤机隋性保护逻辑的办洼。这里，在磨煤机状态监视逻辑中，当逻辑判断需隋性保护时，中央控制室有指示灯亮，运行人员根据情况判断，操作相应开关向磨煤机内注入隋性气体。这就是防止冒烟、自燃于未然的系统。

    (6)磨煤机运动保护

    磨煤机的间歇运转保护与隋性气保护具+原文有误——译注．有相同的目的。设置这种逻辑，可使客煤机每隔一段时间就运转1～2转，使残留于腔内的煤块和煤粉产生的热不致自燃明火。

    (7)煤粉生物质燃烧机助燃

    系统中设置额外点火助燃机能。一俟制粉系处于低负荷运行时，为保证煤粉喷嘴不脱火，此时能自动投入点火器，对煤粉喷嘴

点火助燃。

    (8)报警系统

    制粉系统的状态始终处于被监视之中，万一异常动作状态发生时，中央操作室警报盘发出警报，同时自动防止故障系统保护回

路动作。

    2)自动防止故障

    本系统与一部分日本国内自动防止故障系统在考虑方法上存在不同之处。这里是根据用户方面的基本考虑方法来进行设计的。

    (  1)逻辑电源丧失时的动作

    对于控制电源丧失，各种机器即向停止侧动作。居此FSISS电源装置跳闸情况下，其控制机能丧失的同时，磨煤机系统全部停

止（日本国内一般倾向于在控制电源丧失时维持失电时的状态）。

    (2)操作电源丧失时的动作

    与前述(1)项基本相同，各机器停止并向关闭侧动作，结果磨煤机系统全部向停止侧转移（日本国内倾向于维持现状）。

    (3)操作端动力丧失时的动作

    比如空气驱动的挡板等调节器，使用弹簧复位方式的开关以及单线圈电磁阀，运行时通以空气及线圈保持励磁，当气源丧失和

指令信号丧失时应该俘止或者向关闭侧动作，结果整个系统也向停止侧动作（日本国内倾向于维持现状）。

    (4)机器误动时的动作

    在一系列程序动作之中，动作异常或状态异常检出时也作同样处理。磨煤机系统向停止位转移以确保系统整体之安全。

    3)火焰监视

    火焰监视，不仅根据前述之火焰监测从锅炉启动至全负荷对单只生物质燃烧机实行单独监视之外，还加上生物质燃烧机相继熄火和全炉膛熄火等条件，去构成MFT指令。

    (  1)单只生物质燃烧机监视

    每只生物质燃烧机配置两只火焰检测器。一只用来监视点火生物质燃烧机火焰和主火焰（煤粉生物质燃烧机），另一只专用来作为主生物质燃烧机联锁。

    ①点火器火焰熄失

    点火器用的火焰器检出无火焰时，就判断为点火器熄灭。

    ②主生物质燃烧机火焰熄失

    点火生物质燃烧机和主生物质燃烧机合用的火焰检测器监视，两方面的火焰检测器都检测到无火焰时，就判断熄火。

    (2)炉膛火焰监视

    在前述(1)项中对单只生物质燃烧机实行监视，同时也监视炉膛整体在燃烧时生物质燃烧机突然熄灭的情况，也就是全火焰丧失。鉴于全火焰熄火之前，有一个逐只熄火的过程，因此，设置了一个生物质燃烧机相继熄火的指令。当出现生物质燃烧机在规定时间内熄火只数达到一定数量，而全炉膛熄火尚未出现，就以“相继一熄火讯号使MFT动作。

    4．磨煤机系统启动和停止

    磨煤机系统的启动相停止程序的概略动作见图4，该程序也可以从中央控制室进行单只按钮操作来实现。

    1)允许启动条件

    当磨煤机系统启动时，磨煤机系统内条件要完整地得到确认。条件满足情况下启动许可指示灯亮。许可条件的主要内容归纳有

上面几条：

    (1)锅炉工况允许燃料投入；

    (2)火焰检测器用冷却风和控制用空气正常，

    (3)点火用轻油系统正常；

    (4)-次风机运转并且一次通风系统的档板等的状态正常J

    (5)-次风开始流动，规定时间后磨煤机出口温度控制处自动位置。磨煤器出口温度规定值的变化依靠温度调节挡板来控制。

    (6)检测磨煤机料位，此料位信号（根据磨煤机内压和煤粉层内背压差检测出）250巴以上一经被确认，先行投入的那对生物质燃烧机的调风器开到规定开度，同时一次风挡板开到30%开度。

    (7)的动作使得负荷增加，该磨煤机的负荷一达到28%，另一对生物质燃烧机切

断挡板就打开，同时调风器开到规定开度。

    以上磨煤机启动动作结束，磨煤机出口温度达到60。C，磨煤机系统启动即完成。磨煤机负荷到了规定值以上的话点火器自动退出。

    3．磨煤机系统停止程序动作

    磨煤机停止程序的流程由图4表示，这些动作通过中央控制室一次按钮操作便按图示程序依次进行。

    (1)为便于进行磨煤机系统的停机操作，该系统的全体点火器（两对）投入点火。

    (2)确认点火器全部点着，磨煤机负荷置于3026, -次风控制挡板根据停机信号渐关闭。

    (3)测得磨煤机负荷33%以下时，温度调节挡板热侧关闭，冷侧打开。从这时开始，磨煤机内通过的一次风逐渐变为冷空气，磨煤机出口温度渐渐下降。

    (4)-旦确认磨煤机出口温度到了规定值以下就停给煤机。由于停止了耐磨煤机供煤，磨煤机内的煤位逐渐下降。

    (5)磨煤机料位到了200巴以下时，磨煤机停止计时器开始动作。通常有两种停机方式，留煤停车（磨煤机内保留煤的停止方式）的情况下2分钟之内停车。另外，不留煤停车（磨煤机内煤全部排干净的停车方式）的情况下27分钟后停磨煤机电动机。

    此外，在停磨煤机马达的同时关闭一次风挡板。留煤停车情况下，要避免喷入炉膛内的燃料急剧变化，应当慢慢地关闭。

    (6)一旦确认一次风挡板全关，一次风遮断阀就关闭，停止向磨煤机送风。

    (7)的动作完毕，经过一分钟就停止密封风，各生物质燃烧机的切断挡板也关闭。燃料管道进行清扫之后，点火器就熄火同时辅助风遮断挡板也关闭，磨煤机停止动作告终。

    以上是关于磨煤机停程序动作典型的概述，在这个过程中必要的监视逻辑介入，保持系统安全方面的设计自然是有的。这个方面的详细内容以后有机会再作充分介绍。结束语

    这次介绍了伊尔林( Eraring)发电站的磨煤机和生物质燃烧机控制系统。前面述及的两台机组已经开始运转，正在顺利地运行。这两

台机组通过试验运行，得到了软件、硬件两方面值得改进的几点经验。对这些问题采积极的态度一切问题是能够解决的。这些宝

贵的经验将在今后的产品土反映出来。以后在余下的开始依次投运的八台机组中，进一步改善的系统将更加可靠。同时，本公司的

有关磨煤机和生物质燃烧机控制系统技术方面潜力相当雄厚，在进一步提高产品可靠性方面将有所作为。

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