火电厂油燃烧器气动执行器的集中控制改造

许俊永

(华电国际莱城发电厂，山东 莱芜 271103)

火电厂油燃烧器气动执行器的集中控制改造

许俊永

(华电国际莱城发电厂，山东 莱芜 271103)

投入油燃烧器是火电机组紧急情况下助燃的必要手段，但由于某火电厂油燃烧器原布置方式存在系统问题和安全隐患，影响其正常运行和维护，通过对油燃烧器气动执行器设备由分散控制改造为集中控制，产生了较大的安全效益，为同类型设备改造提供参考思路。

油燃烧器；油枪；点火枪；气动执行器；集中控制

0 概述

某发电厂锅炉为上海锅炉厂生产的1 025 t/h控制循环汽包锅炉，在炉墙四角布置24只全摆动、直流式煤粉燃烧器，切向燃烧，在炉膛中心形成2个假想切圆，1号、3号角直径为700 mm， 2号、4号角直径为500 mm，逆时针转向。锅炉采用均等配风，每个角6只一次风口，布置3套油燃烧器，分别布置在同台磨所属的2只一次风口中间，自下而上命名为A层、B层、C层。油燃烧器的主要功能是在特殊工况下，辅助微油点火系统完成机组点火启动。

1 油燃烧器系统介绍

1.1 油燃烧器设备构成

单角的油燃烧器设备由油枪、点火枪、油枪进油阀和油枪蒸汽吹扫阀及4个与之配套的气动设备组成。油枪、点火枪安装在锅炉本体上。油枪的作用是将燃油送入炉膛；点火枪的作用是带动安装在点火枪上的点火杆，点燃送入炉膛的燃油。油枪进油阀和油枪蒸汽吹扫阀布置在锅炉平台上。油枪进油阀的作用是打开燃油管路阀门，使燃油进入炉膛；油枪蒸汽吹扫阀的作用是退出油枪前对燃油进油阀后管路残存的燃油进行吹扫，防止燃油积存。每个气动设备本体上都安装有1个电磁阀和2个行程开关。图1为油枪电磁阀设备及接线盒。

1.2 油燃烧器程控步骤

在条件具备的情况下，单角的油燃烧器可以单独操作，一般投入时使用程序控制操作，其投入程序控制顺序是：发启动油枪指令，进油枪；油枪进到位后进点火枪；点火枪进到位后开燃油进油阀并且点火枪打火；点火15 s后点火枪退出；燃油火检检测到有火，则投入程序完成，否则发油枪点火故障信号。退出程序控制的顺序是：发停油枪指令；关闭燃油进油阀；进点火枪打火并打开燃油吹扫阀；点火15 s后点火枪退出；吹扫120 s后，关闭燃油蒸汽吹扫阀并退出油枪，退出程序完成。

图1 油枪电磁阀及接线盒

2 原布置方式存在的问题

2.1 系统维护存在安全隐患

处理油枪和点火枪电磁阀缺陷属于高处作业。由于脚手架不易搭建，紧急处理缺陷时，存在脚手架搭设不合格现象，易导致高处坠落。从图1中可以看到，油枪和点火枪上方有煤粉管弯头，某电厂曾出现过2次煤粉弯头偶发爆开事故，对弯头附近油燃烧器设备检修人员构成物体打击隐患。油燃烧器设备管道林立，炉墙和煤粉管道温度都相对较高，工作人员接近这些设备时易产生应激反应，不利于脚手架上工作人员的人身安全。

2.2 设备控制系统存在隐患

油枪和点火枪的电磁阀控制电压为AC 220 V，虽然油枪设备电磁阀为防爆电磁阀，但不能完全避免燃油软管漏油进入电磁阀，存在引燃燃油的火灾隐患。原油枪和点火枪设备都存在中间接线盒，由于中间接线盒密封老化严重，蛇皮线管破损，雨水容易渗入中间接线盒内，引起电源接地跳闸，严重时会引起BMS(Battery Management System，电池管理系统)电源柜失电；同时，中间接线盒中不但有AC 220 V电磁阀接线，也有DC 24 V的反馈行程开关接线，如果AC 220 V和DC 24 V线路进水短接，存在DCS系统卡件烧毁的危险，进而都可能导致机组跳闸。

2.3 现场使用环境会影响设备可靠性

电磁阀安装在油燃烧器本体上，漏灰和雨水渗入容易导致电磁阀排气孔堵塞，造成设备无法操作。压缩空气中携带的油、水及杂质进入电磁阀，也会导致阀芯卡涩。以上2个问题严重影响电磁阀寿命，而更换电磁阀增加了检修人员的工作量。此外，由于电磁阀更换工作需要搭设脚手架，增加了故障处理的时间，延误了油枪的正常投用，也增加了检修人员在高处作业的风险。

3 油燃烧器气动执行器集中控制改造方案

3.1 改造思路

油燃烧器气动执行器设备改造的基本思路是，在单角布置一个集中的电磁阀控制柜，管路由控制柜敷设至气动执行器设备气缸，以控制油枪和点火枪气缸动作，避免电磁阀设备受到周围环境的影响；统一净化仪用空气，提高设备可靠性；将控制柜安装在锅炉平台，以方便检修维护，缩短检修维护时间，避免高处作业风险。

因为油燃烧器设备作为异常工况下助燃的应急手段，对于设备程控动作时间要求比较高。改造方案的不确定因素是气动设备电磁阀管路长度增加后，对设备动作时间的影响。

3.2 改造方案的可行性

在设备改造前，首先挑选了距离安装控制柜位置较远的油枪和点火枪设备进行试验。在集中控制柜预备安装位置，放置油枪和点火枪设备的电磁阀，引进压缩空气和油角控制柜电磁阀控制线；从DCS上远程操作设备，对比DCS上指令与相应反馈到达时间，与原设备动作时间基本一致，确定改造方案可行。

建议在进行类似的气动执行器改造时，尤其对于参与程控动作、联锁保护的气动设备，都要进行以上的确认工作，以避免给系统整体运行带来不利影响。

4 油燃烧器气动执行器集中控制改造实施

4.1 改造前各类配件准备

准备保温伴热型控制柜(可自行设计，联系加工)，内部安装过滤减压阀、除水除油器，端子排、走线槽及相应的电磁阀设备、快插接头、不锈钢管(外部供气及至设备)、设备接头、金属软管(考虑机组检修中拆装方便)、球阀(隔离气源)。

4.2 隔离电源气源

集中改造项目进行前，首先要停掉油燃烧器设备控制系统BMS柜内所有电源。为保证全过程安全，将各就地油角控制柜内电源进线拆除并用绝缘胶布包好，防止误送电导致工作人员触电。再分别隔离油枪、点火枪各角气源门。最后进行压缩空气隔离工作，以避免长期停气影响其他气动设备工作。

4.3 改造的具体步骤

(1) 新集中控制柜安装，安装位置以使各角设备气源管路最短为原则，选择B层布置。图2为集中控制改造的电磁阀柜。

(2) 拆除原油枪、点火枪气源管路，拆除安装在就地设备上的电磁阀、设备中间接线盒至电磁阀的接线；拆除BMS油角控制柜内至油枪、点火枪电磁阀的接线，剪去线头并包好，有条件时最好将原控制电缆抽出。

(3) 敷设各角压缩空气母管至各集中控制柜的气源管路，敷设集中控制柜至各角油枪、点火枪附近的管路，使其距离设备大约1—1.5 m，小于软管长度。管路就地端密封，防止异物进入。

(4) 敷设BMS油角控制柜至各角集中控制柜的电磁阀电缆，接线以BMS油角控制柜电磁阀为准，注意防止设备进、退控制接反。完成BMS柜和集中控制柜两端的接线后，进行查线确认。

(5) 安装设备气缸软管接头，连接金属软管，软管另一头密封，防止进入异物。

(6) 隔离各角仪用空气母管，开口增加隔离门，并焊接连接至各集中控制柜的气源管路，另一端与集中空气柜接头紧固，确保送气无泄漏。逐渐增加过滤减压阀压力，确认总气源至集中控制柜内电磁阀前管路无泄漏，即可进入调试阶段。

图2 集中控制改造的电磁阀柜

5 改造后的调试

改造后，系统调试应在保证DCS设备、油燃烧器设备、人员安全的情况下分步进行。

5.1 电信号核对调试

5.1.1 就地调试

停止各角气源，BMS电源柜送电，恢复要调试的单个就地BMS控制柜接线，如A层1号角，分别用短接线短接油枪进退端子和点火枪进退端子；测量集中控制柜中，各对应接线的电磁阀电压是否正常，线号是否正确，柜内对应电磁阀是否有动作声音。

5.1.2 远方调试

各角电信号就地调试完毕后，从DCS上分别发出单角的油枪进退信号和点火枪进退信号，测量集中控制柜中各对应电磁阀电压是否正常，柜内对应电磁阀是否有动作声音，确认与就地测试的结果一致。

5.2 气源控制回路调试

5.2.1 就地调试

确认电磁阀控制回路正常后，恢复各角正常供气，通过操作电磁阀上的手动切换钮，使电磁阀出气。就地分别确认至各单角设备的4根气源管出气压力是否正常，对集中控制柜至各角气源管路进行检漏，并在就地4根气源管上分别做好油枪进、油枪退、点火枪进、点火枪退标记。

5.2.2 远方调试

从DCS上远方操作油枪进退信号和点火枪进退信号，检查气源管路出气是否与指令一致。如果有错误，采用更换电磁阀线圈位置的方法更正。

5.3 系统设备单体试验

停止各角气源。根据电信号和气源控制回路测试结果，将标有油枪进、油枪退、点火枪进、点火枪退标记的气源管与气缸对应的金属软管正确连接。恢复各气源，从DCS上操作单角设备，检查设备动作是否正常；从DCS上检查设备位置反馈情况，并记录设备进退时间，如果与改造前动作时间差较大，应查明原因并处理。

5.4 系统程控动作试验

投入单角程控功能，检查各设备的整体动作情况，并与改造前的程序控制完成的时间进行比较，尤其要检查改造前后投入过程中的程序运行时间是否基本一致。

6 改造的注意事项

6.1 安全方面

(1) 特别注意工作前应彻底隔绝电源，并验明无电后再进行工作，防止人员触电。

(2) 由于改造本身属于高处作业，所以应特别注意防止人员坠落和拆除设备过程中的高空落物。

(3) 设备进行单体调试时，说明设备已具备装入炉膛的条件，因此必须完成相关机务专业的检修工作，且确认炉膛内部无人工作，以防止调试过程中发生积油进入炉膛燃烧和点火枪伤人危险。调试时，要有工作人员就地检查设备，确认附近无其他检修人员工作，同时保证调试期间的通信畅通。

6.2 技术方面

(1) 无论是进行总气源管路还是设备气源管路敷设时，都应该考虑锅炉及平台热膨胀情况，防止热膨胀造成管路变形。

(2) 为方便控制柜内电磁阀损坏时更换，建议控制柜内电磁阀接口的管路采用快插接头和软管。

(3) 电磁阀至气动设备的气缸管路使用略粗于原来管径的仪表管，以增加通气量。如：原来管径为Φ8，改造中可以用管径为Φ10的气源管，但管径不要过粗，避免造成不必要的浪费。

(4) 气源管路敷设建议采用不锈钢管氩弧焊焊接，尽量避免使用普通焊条焊接或使用中间对接头，且要防止管路堵塞或漏气。

7 结束语

油燃烧器设备气动执行器集中控制改造后，改善了热控设备运行环境，使工作人员彻底摆脱了高处作业和作业危险区的束缚，提高了油燃烧器设备的可靠性和检修效率，对油燃烧器设备可靠投入具有重要意义。

1 廖树荣，刘 海，宋 庆，等．W型火焰锅炉油枪炉内备用自动投运控制策略的应用[J]．热力发电，2013，42(4)：80-83.

2 徐文献．锅炉增设微油点火系统的控制逻辑设计与改进[J]．电力安全技术，2011，13(11)：43-46.

国网蒙东电力对设备线路开展“特巡体检”确保迎峰度夏电网安全

2017-07-03，从内蒙古自治区气象台获悉，内蒙古多地降水减少，有明显的高温天气过程，内蒙古东部多地出现37 ℃以上的高温天，局地最高气温可达40 ℃以上。为保障电网设备安全，国网内蒙古东部电力有限公司提前制定应急预案，组织“特巡小组”对电网线路和设备进行全面“体检”，积极开展事故预想和反事故演习，要求迎峰度夏期间24 h应急值班，确保迎峰度夏期间蒙东电网安全稳定运行。

国网蒙东电力对电网的运行情况进行实时滚动分析，特别是密切监视重点线路及重要线路的运行情况和负荷情况，及时根据运行情况科学、合理调整电网运行方式。同时，该公司组织所属各乡镇供电所对重要用户、重要设备、重点线路在常规巡视基础上安排特别巡视，重点对跨越铁路、高速、公路和连接医院、学校、政府等重要场所的线路进行“特巡”，保障迎峰度夏期间的电力可靠供应。

针对夏季用电高峰，国网蒙东电力进一步强化安全生产管理，该公司强调要结合蒙东地区特有的电网特点和气象变化特点，做好迎峰度夏工作，重点对所辖线路和设备进行特巡检查，围绕输配电线路组塔(杆)架线、输配电线路交叉跨越、防洪防汛、建设项目安全管理等内容开展专项隐患排查，并对排查出的隐患进行分类，针对用电高峰将对设备和线路造成的影响，该公司组织线路人员进行认真分析，提出综合治理方案，做到隐患及时处理、问题及早发现。

此外，该公司强化应急管理，制定事故处理应急预案，认真开展事故预想和反事故演习，严格执行应急值班制度，密切关注电网运行情况、作业现场安全情况、各类自然灾害和突发紧急事件，严格落实风险管控措施，积极应对夏季高温、雷电、洪涝等恶劣天气可能带来的电网故障。

(来源：国家电网公司网站 2017-07-04)

2017-02-21;

2017-04-05。

许俊永(1978—)，男，高级工程师，主要从事热控设备技术管理与检修工作，email：whoami5157@126.com。