炉膛安全监控系统复习.ppt
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1、 炉膛安全监控系统复习课炉膛安全监控系统复习课第一章第一章 概论概论n n锅炉机组的热工保护n nFSSS、BMS、FCB、RB、MFT的英文全文及中文翻译n n独立FSSS的逻辑控制系统的实现方式:继电器式、逻辑组件式、微计算机式、可编程控制器(PLC)式n n炉膛安全监控系统是指对炉膛安全监控系统是指对炉膛安全监控系统是指对炉膛安全监控系统是指对锅炉燃烧器锅炉燃烧器锅炉燃烧器锅炉燃烧器进行进行进行进行自动投切自动投切自动投切自动投切控控控控制,以满足制,以满足制,以满足制,以满足机组启停及增减负荷机组启停及增减负荷机组启停及增减负荷机组启停及增减负荷的要求;对锅炉的的要求;对锅炉的的要求;
2、对锅炉的的要求;对锅炉的运运运运行状态行状态行状态行状态进行监视,并确保锅炉安全的一个进行监视,并确保锅炉安全的一个进行监视,并确保锅炉安全的一个进行监视,并确保锅炉安全的一个控制保护系控制保护系控制保护系控制保护系统统统统。在有些资料中,也把该系统称为。在有些资料中,也把该系统称为。在有些资料中,也把该系统称为。在有些资料中,也把该系统称为燃烧器管理系统燃烧器管理系统燃烧器管理系统燃烧器管理系统BMSBMS,在不作严格区分的场合,可以将这两个系统,在不作严格区分的场合,可以将这两个系统,在不作严格区分的场合,可以将这两个系统,在不作严格区分的场合,可以将这两个系统等同。从等同。从等同。从等同
3、。从FSSSFSSS的定义可以看出,该系统主要包括两的定义可以看出,该系统主要包括两的定义可以看出,该系统主要包括两的定义可以看出,该系统主要包括两部分内容:部分内容:部分内容:部分内容:燃烧器控制系统燃烧器控制系统BCSBCS,完成锅炉燃烧器的,完成锅炉燃烧器的,完成锅炉燃烧器的,完成锅炉燃烧器的自动投切控制;自动投切控制;自动投切控制;自动投切控制;锅炉安全保护系统锅炉安全保护系统FSSFSS,在锅炉正常,在锅炉正常,在锅炉正常,在锅炉正常工作和启停等各种运行工况下,持续监视燃烧系统及工作和启停等各种运行工况下,持续监视燃烧系统及工作和启停等各种运行工况下,持续监视燃烧系统及工作和启停等各
4、种运行工况下,持续监视燃烧系统及机组的大量参数和状态,进行逻辑判断和运算,必要机组的大量参数和状态,进行逻辑判断和运算,必要机组的大量参数和状态,进行逻辑判断和运算,必要机组的大量参数和状态,进行逻辑判断和运算,必要时发出动作指令,通过各种顺序控制和联锁装置,使时发出动作指令,通过各种顺序控制和联锁装置,使时发出动作指令,通过各种顺序控制和联锁装置,使时发出动作指令,通过各种顺序控制和联锁装置,使燃烧系统中的有关设备严格按照一定的逻辑顺序进行燃烧系统中的有关设备严格按照一定的逻辑顺序进行燃烧系统中的有关设备严格按照一定的逻辑顺序进行燃烧系统中的有关设备严格按照一定的逻辑顺序进行操作,以保证锅炉
5、燃烧系统的安全。操作,以保证锅炉燃烧系统的安全。操作,以保证锅炉燃烧系统的安全。操作,以保证锅炉燃烧系统的安全。FSSS基本功能 n n(1)(1)炉膛吹扫炉膛吹扫炉膛吹扫炉膛吹扫 n n(2)(2)燃油投入许可及控制燃油投入许可及控制燃油投入许可及控制燃油投入许可及控制n n(3)(3)煤粉投入许可及控制煤粉投入许可及控制煤粉投入许可及控制煤粉投入许可及控制n n(4)(4)持续运行监视持续运行监视持续运行监视持续运行监视n n(5)(5)特殊工况监控特殊工况监控特殊工况监控特殊工况监控n n(6)(6)紧急跳闸紧急跳闸紧急跳闸紧急跳闸n n(7)(7)跳闸后炉膛吹扫跳闸后炉膛吹扫跳闸后炉膛
6、吹扫跳闸后炉膛吹扫FSSS子系统划分及功能子系统划分及功能1、燃烧器控制系统(、燃烧器控制系统(BCS)【强调)【强调Control】n nA、连续监视运行n nB、控制燃烧相关设备n nC、提供信号给其它系统n nD、强调要点:燃烧器和提供信号2、燃料安全系统、燃料安全系统FSS【强调Safety与Safeguard的侧重点】n nA、MFT信号的产生n nB、MFT信号产生后的处理n nC、MFT的善后处理n nD、围绕“MFT”3、炉水循环泵控制(、炉水循环泵控制(BCP)n n吹扫吹扫点火点火主燃料主燃料运行监视运行监视切切除停炉除停炉吹扫吹扫n n炉膛安全监控系统的概念炉膛安全监控系
7、统的概念 n n为什么要投用为什么要投用FSSS FSSS 大容量锅炉需要控制的燃烧设备数量多、大容量锅炉需要控制的燃烧设备数量多、类型复杂;类型复杂;如:点火装置、油燃烧器、煤粉燃烧器、辅如:点火装置、油燃烧器、煤粉燃烧器、辅助风(二次风)挡板、燃料风(周界风)挡助风(二次风)挡板、燃料风(周界风)挡板等。板等。燃烧相关操作过程复杂;燃烧相关操作过程复杂;如:油枪的投用与退出、煤粉燃烧器的投入如:油枪的投用与退出、煤粉燃烧器的投入与停用等。与停用等。燃烧辅助系统繁琐复杂;燃烧辅助系统繁琐复杂;如:为炉膛火焰监视配置了复杂的火检系统如:为炉膛火焰监视配置了复杂的火检系统 n nFSSSFSSS
8、的组成:操作控制盘、现场设备、逻辑的组成:操作控制盘、现场设备、逻辑系统系统 n nFSSSFSSS系统的硬件设备系统的硬件设备控制台;控制台;逻辑控制逻辑控制系统;系统;驱动装置;驱动装置;检测敏感元件。检测敏感元件。n nFSSSFSSS的逻辑控制系统的实现方式的逻辑控制系统的实现方式 :继电器式、:继电器式、逻辑组件式、微计算机式、可编程控制器逻辑组件式、微计算机式、可编程控制器(PLCPLC)式)式 n nFSSSFSSS的现场设备:驱动装置、敏感元件的现场设备:驱动装置、敏感元件n n外爆和内爆的概念 n n外爆的原因分析(热力学分析)及外爆防止的原则性措施和操作要领 n n为简易说
9、明问题,假设外爆过程是一定容绝热过为简易说明问题,假设外爆过程是一定容绝热过为简易说明问题,假设外爆过程是一定容绝热过为简易说明问题,假设外爆过程是一定容绝热过程(即炉墙没有向外崩塌)程(即炉墙没有向外崩塌)程(即炉墙没有向外崩塌)程(即炉墙没有向外崩塌)n n分析:利用理想气体方程式分析:利用理想气体方程式分析:利用理想气体方程式分析:利用理想气体方程式n n原理:热量平衡原理:热量平衡原理:热量平衡原理:热量平衡n n由上式可知,影响爆燃后压力升高的主要因素由上式可知,影响爆燃后压力升高的主要因素总结:总结:进入炉膛的燃料越多,爆燃后危害越大采取措施:一旦炉膛灭火立即切断燃料进入炉膛启动前
10、炉膛温度较低,爆燃后产生的危害就大采取措施:启动前必须先使用空气吹扫炉膛 点火时燃油热值高,柴油热值 42705千焦/公斤 14571公斤标煤/公斤 n n产生外爆的条件分析 A、炉膛或烟道内有燃料和助燃空气积存B、寄存燃料与助燃介质的混合物具有爆炸性浓度合适C、足够的点火能源n n外爆防止的原则性措施1、点火能源的位置恰当,能量足够2、点火失败或炉膛熄火时及时切断燃料3、点火失败或炉膛熄火应立即吹扫4、只有部分燃料燃烧时,应做MFT处理n n内爆原因分析(热力学分析)和内爆的防止 切断主燃料后,切断主燃料后,MM变化,平衡被破坏(介质发生变化,变化,平衡被破坏(介质发生变化,高温烟气变成了预
11、热空气,介质温度亚急剧降低),高温烟气变成了预热空气,介质温度亚急剧降低),从而引起炉膛压力急剧下降从而引起炉膛压力急剧下降 假设送风机和引风机挡板开度不变,则送入空气量增假设送风机和引风机挡板开度不变,则送入空气量增加,抽出的烟气量减少,炉膛内介质质量增加,逐渐加,抽出的烟气量减少,炉膛内介质质量增加,逐渐达到新的平衡,因此内爆最可能发生在锅炉熄火初期。达到新的平衡,因此内爆最可能发生在锅炉熄火初期。防止的关键在于防止的关键在于MFTMFT后初期提高炉膛驻留介质的质量后初期提高炉膛驻留介质的质量n n不立即减燃料不立即减燃料减缓切断燃料的速度减缓切断燃料的速度n n增加送风量增加送风量切为手
12、动,挡板位置不变切为手动,挡板位置不变n n降低引风量降低引风量先关小先关小25%25%,一段时间后恢复,一段时间后恢复n n炉膛安全监控系统的主要功能:炉膛安全监控系统的主要功能:炉膛安全监控系统的主要功能:炉膛安全监控系统的主要功能:n n炉膛安全监控系统的主要功能:在锅炉正常运行和启炉膛安全监控系统的主要功能:在锅炉正常运行和启停等各种运行方式下,连续地密切监视燃烧系统的大停等各种运行方式下,连续地密切监视燃烧系统的大量参数与状态,不断地进行逻辑判断和运算,必要时量参数与状态,不断地进行逻辑判断和运算,必要时发出运作指令,通过各种联锁装置使燃烧设备中的有发出运作指令,通过各种联锁装置使燃
13、烧设备中的有关部件(如磨煤机组、点火器组、燃烧器组等)严格关部件(如磨煤机组、点火器组、燃烧器组等)严格按照既定的合理程序完成必要的操作,或对异常工况按照既定的合理程序完成必要的操作,或对异常工况和未遂性事故做出快速反应和处理。防止炉膛的任何和未遂性事故做出快速反应和处理。防止炉膛的任何部位积聚燃料与空气的混合物,防止锅炉发生爆燃而部位积聚燃料与空气的混合物,防止锅炉发生爆燃而损坏设备,以保证操作人员和锅炉燃烧系统的安全。损坏设备,以保证操作人员和锅炉燃烧系统的安全。FSSS组成组成 n n目前,炉膛安全监控系统通常由四个部分组成:控制台、逻辑控制系统、执行机构和检测元件。第二章第二章n n一
14、般机组风烟系统组成一般机组风烟系统组成 n n一、二、三次风的作用:一、二、三次风的作用:(1)(1)一次风是用来输一次风是用来输送加热煤粉,送加热煤粉,使煤粉通过一次风管送入炉膛,使煤粉通过一次风管送入炉膛,同时以满足挥发分的着火燃烧。同时以满足挥发分的着火燃烧。(2)(2)二次风一二次风一般是高温风,配合一次风搅拌混合煤粉,般是高温风,配合一次风搅拌混合煤粉,提提供煤粉燃烧所需要的空气量。供煤粉燃烧所需要的空气量。(3)(3)三次风一三次风一般是由制粉系统的乏气从单独布置的喷口送般是由制粉系统的乏气从单独布置的喷口送入炉膛,以利用未分离掉的少量煤粉燃烧产入炉膛,以利用未分离掉的少量煤粉燃烧
15、产生热量。生热量。风烟系统风烟系统风烟系统风烟系统喷燃烧器的布置喷燃烧器的布置n n喷燃器的分类n n四角切园燃烧的锅炉喷燃器的典型布置n n风门挡板的控制n n一般情况下,二次风的总流量是由燃烧调节系统根据总燃料量来进行调节的。而FSSS根据燃烧器投入或切除状况,自动开启或关闭各风门挡板,并可根据燃料量设定比例控制、差压控制,以获得锅炉最佳的燃烧工况。n n二次风挡板(辅助风挡板)是由炉膛一风箱的差压进行控制的,差压的设定值随锅炉负荷(即主蒸汽流量)大小而改变。n n炉膛清扫时,二次风挡板开启,其开度按炉膛一风箱差压进行控制,燃料风挡板关闭。n nMFT紧急停炉时,所有风门挡板均开启。锅炉辅
16、机大联锁锅炉辅机大联锁两台预热器全停,停止两台吸风机;两台吸风机全停,停止两台送风机;两台送风机全停,停止两台一次风机;两台一次风机全停,停止三台磨煤机。燃油系统燃油系统:n n其作用主要包括:其作用主要包括:其作用主要包括:其作用主要包括:n n(1 1 1 1)点火和燃烧;)点火和燃烧;)点火和燃烧;)点火和燃烧;n n(2 2 2 2)升压或低负荷时使燃烧稳定;)升压或低负荷时使燃烧稳定;)升压或低负荷时使燃烧稳定;)升压或低负荷时使燃烧稳定;n n(3 3 3 3)机组故障而发生快速减负荷()机组故障而发生快速减负荷()机组故障而发生快速减负荷()机组故障而发生快速减负荷(Run Ba
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