锅炉安全监测系统在MPS—HP—II型中速磨煤机中的应用

李景恒++张建++郭思远

摘 要：随着燃煤发电厂的飞速发展，运行对自动化控制要求越来越高。如何在保证高度自动化的同时，确保锅炉燃烧运行安全一直是电厂高度关注的问题。本文阐述了对MPS-HP-II型中速磨煤机的安全运行要求，应用于锅炉安全监测系统中。

关键词：MPS-HP-II型磨煤机；锅炉安全；逻辑；自动控制

中图分类号：TK233 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）18-0154-02

锅炉炉膛安全监控系统，能在锅炉正常工作和启停等各种运行方式下，连续密切监视燃烧系统的大量参数与状态，根据以往的运行经验和计算结果编程后对正在运行的系统进行监视，不断进行逻辑判断和运算，必要时发出动作指令，通过种种连锁装置，使燃烧设备中的有关部件严格按照既定的合理程序完成必要的操作或处理未遂事故，以保证锅炉燃烧系统的安全。

炉膛安全监控系统一般分为两个部分，即燃烧器控制和燃料安全控制。燃烧器控制系统的主要功能是对锅炉燃烧系统设备进行监视和顺序控制，保证点火装置和制粉系统的安全启动、停止、运行。燃料安全系统的功能是在锅炉点火前和停炉后对炉膛进行吹扫、防止可燃物在炉膛积存，在监测到危及设备、人身安全的工况时，启动MFT，迅速切断燃料，紧急停炉。MPS-HP-II型中速磨煤机属于锅炉制粉系统，属于燃烧器前制粉、输送燃料的设备。磨煤机系统前为给煤机系统，系统后经管道直接连接锅炉燃烧器，属于电厂中重要性仅次于主机的主要辅机。中速磨煤机配套系统包括液压站、润滑站、主电动机、密封风机几个部分。

国电电力大连开发区2X350MW超临界燃煤机组项目是我厂于2010年1月签订的中速磨煤机项目。本项目采用的煤质为20%铁法烟煤与80%平庄褐煤的混合煤作为设计煤种；100%平庄褐煤作为校核煤种。由于褐煤具有热值低、挥发份高，水分大等特点，需采用我厂的新型MPS-HP-II型磨煤机进行研磨制粉，方能保证锅炉的燃煤量，达到锅炉的额定负荷。

我厂MPS-HP-II型磨煤机是2000年从德国巴高克公司引进的全新中速磨煤机技术，采用液压加载，具有能耗低、煤粉出力高、煤种适应能力强、维护方便、检修周期长等优点。由于加载方式与以往设备不同，所以锅炉安全监控系统需要从新设定。磨煤机的制粉过程在运行人员操作过程中分为磨煤机的启动、磨煤机停止、磨煤机快速停机、磨煤机停机后自清理等部分。磨煤机的启动在锅炉安全监控系统中需要满足各个配套设备的要求才能对磨煤机主电机进行操作，实现磨煤机的启动过程。

MPS-HP-II型磨煤机在就地设置了就地控制柜来控制为磨煤机工作提供压力的液压站和为磨煤机减速机润滑的润滑站，当磨煤机就地控制柜开关转换到远方位置时，液压站与润滑站均由运行人员于中控室操作。磨煤机就地控制柜控制的所有电机、加热器都具有故障报警信号且所有报警信号均被送入中控室。大连开发区项目采用的点火装置为等离子，即通过等离子拉弧的方式将磨煤机吹入锅炉的煤粉点燃，因为磨煤机第一次启动时需要保证进入锅炉的煤粉能够充分燃烧，不能堆积在锅炉内发生爆燃，所以将等离子拉弧装置火焰检测装置加入了磨煤机启动条件中。大连开发区项目采用褐煤作为燃料，褐煤的挥发自然温度为70摄氏度，所以在磨煤机运行之前要保证磨煤机煤粉出粉管道的温度不能高于70摄氏度，以防止煤粉还未进入锅炉燃烧，就已经在磨煤机内自燃。磨煤机在运行过程中，由于碾磨转动部件在磨煤机本体内与煤粉直接接触，所以需要启用密封风机来对碾磨转动部件的轴承进行密封，以防止煤粉进入轴承，对设备产生损坏。密封风机取自一次风机的冷风管路，将一次冷风压力提高10KPa，所以磨煤机内部的密封风机压力一定高于一次风压力，保证转动部件及下架体的密封。磨煤机配套的润滑站对磨煤机的正常运行起着至关重要的作用，润滑站保证润滑油能带走减速机内的热量，所以减速机入口处润滑油的压力需要得到保证，保证润滑站喷入减速机的润滑油能够在整个减速机内齿轮上建立起足够厚的油膜。液压站则是磨煤机磨制煤粉的动力来源，液压站油压力的大小直接由程控室的运行人员根据煤量的变化来控制。

综上所述，锅炉安全监控系统对磨煤机启动条件约束如下：

（1）且磨煤机在远方控制方式；（2）且磨煤机无保护动作信号；（3）且磨煤机无回路断线/自动装置故障信号；（4）且本台磨点火能量满足，即：A磨：四个等离子均已启弧成功；B磨：或四个等离子均已启弧成功；或A层制粉系统在运行中；C磨：或四个等离子均已启弧成功，或B层制粉系统在运行中；D磨：锅炉在运行中，并且负荷大于40%；E磨：锅炉在运行中，并且负荷大于60%；（5）且磨煤机出口风粉混合物温度大于60℃且小于70℃；（6）且磨煤機电机线圈温度小于120℃；（7）且磨煤机电机前后轴承温度小于80℃；（8）且任一台一次风机运行并且本台磨一次风压力正常；（9）且无MFT；（10）且磨煤机3个磨辊均提升到位；（11）且磨煤机润滑油站运行正常，即：A.#1润滑油泵运行或#2润滑油泵运行；B.润滑油温度大于25度；C.无磨齿轮箱进油压力<0.08MPa报警信号；D.磨煤机润滑油压力正常；（12）且磨煤机液压加载运行正常，即：A.#1液压油泵运行或#2液压油泵运行；B.液压加载油箱油温度大于25度；（13）且磨煤机四个燃烧器煤粉快关阀均开到位；（14）且磨煤机密封风与一次风差压合适；（15）且磨煤机无跳闸条件；（16）且磨煤机入口风量合适；（17）且磨煤机消防蒸汽门关到位。

以上条件必须同时都能满足，则磨煤机主电动机电机能够由运行人员点击启动，磨煤机主电机运行后，才能继续进行磨制煤粉的工作。

磨煤机的停机过程也需要考虑温度及压力的问题中速磨煤机在首次启动时由于锅炉炉膛温度较低，需要保证进入锅炉内的煤粉必须完全燃烧，如果未燃烧的煤粉堆积在锅炉内过多，当锅炉温度高到一定程度时，会产生爆燃。对设备造成危害更可能造成人员的伤亡。如要保证煤粉燃烧充分，最简单可行的方法为提高磨煤机入口一次风温度，可本项目的煤质为褐煤，具有挥发份高的特点，所以不能一味的提高磨煤机煤粉出口温度，需要在控制煤粉自燃值得基础上尽可能提高一次风风温。另一个会对磨煤机造成致命损坏的是润滑站的运行状态，磨煤机润滑站起到对减速机降温、保护的作用，磨煤机在磨制煤粉的时候，磨盘、磨辊自重及煤粉、加载压力全都作用在减速机上，加上一次风入口的一次热风温度较高，对减速机齿轮的降温显得尤为重要，润滑站需要保证将润滑油全面的喷洒到减速机的齿轮上建立油膜并带走产生的热量。润滑站油冷却器与冷却水相连接，将磨煤机减速机产生的热量转换出去。本项目中为了保证磨煤机的运行稳定和磨煤机的长期运行，润滑站采用了双润滑泵的形式，一运一备，将润滑站故障导致磨煤机停机的几率降至最低。最后是密封风与一次风差的保证，密封风差压过低会导致关键轴承进入煤粉，发生磨辊抱死等致命故障，导致磨煤机无法继续运行。

综上所述，在锅炉安全监测系统中，磨煤机的停运指令如果接受到一下任一信号，就会发生快速停机。

（1）或MFT；（2）或RB；（3）或在等离子模式下，四个等离子中有任两个故障断弧；（4）或磨煤机及给煤机运行120秒后，本层四个火焰监视器中任意两个燃烧角无火焰；（5）或磨煤机及给煤机运行，且入口一次风量低，延时3S；（6）或磨煤机密封风与一次风差压低；（7）或磨煤机出口风粉混合物温度大于75℃；（8）或磨煤机运行时，四个煤粉快关阀任意两个关到位；（9）或磨煤机磨辊下降到位（三取二）且给煤机停运，延时30S；（10）或磨煤机推力轴承油槽油温大于80℃；（11）或磨煤机电机线圈三相绕组中，任一相绕组温度大于140℃；（12）或磨煤机电机前后轴承中，任一轴承温度大于90℃；（13）或磨煤机液压站油箱油位低二值，延时10S；（14）或磨煤机运行且两台润滑油泵全停，延时3秒；（15）或磨煤机运行且润滑油压力低二值，延时3秒。

以上条件任一条出现，则磨煤机发生快速停机指令，以保护磨煤机的安全运行，待查明故障原因后才能继续运行中速磨煤机。

经过与设计院及运行人员的共同协商，中速MPS-HP-II型中速磨煤机在电厂锅炉安全监测系统中成功应用，经168小时试运，磨煤机应用完全符合现场运行要求，没有出现运行故障，为大连开发区电厂168小时试运及今后的商业运行起到了积极的作用，也将此系统中磨煤机的应用作为今后现场磨煤机调试的依据。endprint