小油枪逻辑优化可行性分析

周 健

（四川广安发电有限责任公司维修部，四川广安638000）

0 引言

早期火电机组建成初期，普遍采用大油枪点火，MFT、三次点火失败、延时点火、丢失炉膛火焰等逻辑只与大油枪状态有关。随着节能降耗和环保要求的日益提高，多数电厂都推行技改项目增设小油枪，但若其逻辑不进行相应优化，会频繁发生MFT。比如四川广安电厂某机组增加小油枪后未进行逻辑优化，点火初期必须投入大油枪，在磨煤机未成功运行之前，一旦停掉大油枪，即使有多个小油枪投入，也会发生MFT，给机组带来更大的燃油损失，完全不能达到节油的效果。因此，如何进行小油枪逻辑的优化是一个值得论证的问题，在火力发电厂中，通常需要热工、锅炉、运行三个专业共同论证。

1 情况简介

四川广安电厂三期于2006年投产发电，设计为2×600 MW亚临界机组，三大件主要由东汽设计和生产。锅炉采用对冲燃烧方式，设置6台中速直吹式磨煤机，每台磨煤机5个出料阀。前墙有C、D、E三层燃烧器，后墙有A、B、F三层燃烧器。每层燃烧器都相应设置5根大油枪。为降低机组启动用油，2009年将前后墙各一层大油枪取消，用小油枪代替。大油枪流量约2～3 t/h，小油枪流量约0.5～0.8 t/h。小油枪改造后，未立即对逻辑进行优化，导致点火初期频繁发生MFT，以致长期在机组启动点火初期，需要强制大油枪在服务状态信号，增加人工工作成本，亦对机组安全运行带来潜在隐患。因此，小油枪逻辑优化工作迫在眉睫。

2 原MFT逻辑存在的问题

2.1 MFT释义

MFT，即炉膛主燃料跳闸，它的作用是连续监视预先确定的各种安全运行条件是否满足，一旦出现可能危及锅炉安全运行的工况，就快速切断进入炉膛的燃料（主要涉及煤粉和燃油），避免炉膛爆燃损坏炉内管道甚至锅炉本体等事故发生。对于需要修改的小油枪逻辑，主要涉及延时点火、三次点火失败、全炉膛失火、全炉膛燃料丢失等保护。

2.2 存在的主要问题

在上述保护中，原逻辑未考虑小油枪因素，因此会发生以下保护误动或拒动的情形：

（1）机组先大油枪点火，后期投入小油枪。当小油枪燃烧很好，为节省燃油退出大油枪时，会发生MFT。

（2）有时机组热态启动，为节油不投入大油枪，只投小油枪点火，此时会发生延时点火失败，导致MFT动作。

（3）机组启动时，当仅投入一支大油枪，其余均是小油枪时，若大油枪火检丢失，则会MFT。

3 小油枪逻辑优化策略

经过长期摸索、充分论证，四川广安发电有限公司生产部组织锅炉、热工、电气等相关专业人员进行讨论后，决定对以下逻辑进行优化：

3.1 点火模式的选择和切换

（1）冷态模式：机组启动期间定义为冷态模式。点火前，运行人员人为选择冷态模式。

（2）助燃模式：负荷大于120 MW自动切换至助燃模式，也可人为选择为助燃模式。

备注：冷态点火模式只用于机组启动初期，此时考虑小油枪因素。在机组带负荷正常运行后，即助燃模式下，基本不考虑小油枪影响。

3.2 延时点火

冷态模式下：吹扫成功10 min内，任一大油枪或小油枪油阀开到位，则不触发延时MFT。

备注：延时点火，是指在机组吹扫完成复位MFT后，为防止机组长时间不点火，之前吹扫的燃料再次堆积在炉膛内部引起爆燃而设置的保护。此处增加了小油枪油阀开到位，即认为只要有任一小油枪投入就算机组已点火，防止机组只用小油枪点火启机时发生MFT。

3.3 三次点火失败

与小油枪无关，在无大油枪成功投入的前提下，连续三次投入大油枪失败则发MFT，小油枪无论点火失败多少次，均不发MFT。

备注：主要考虑两个因素：（1）小油枪流量很小，即使多几次点不燃，也只有少量燃油进入炉膛，不会引起炉膛爆燃；（2）小油枪点火性能不如大油枪，尤其在机组冷态启动初期炉膛温度不高时，小油枪会大概率发生点火不成功现象。

3.4 全炉膛失火

（1）冷态模式下，同层小油枪4个同时运行过或对应磨煤机运行过或任一大油枪点燃或任一层有三个以上煤火检，则炉膛点火能量满足；此后，无大油枪且两层小油枪同层火检少于两个且煤火检丢失，则触发MFT。

注意：冷态模式下，如果未满足任一同层小油枪4个同时运行过或相应磨煤机运行过的条件，大油枪投入后，待其退出，会触发火检丢失MFT。因此，在大油枪退出之前，一定要确认任一层小油枪曾经投运过4只，且目前不少于2只。

备注：设计该逻辑的前提是，根据流量测算，认为4根小油枪等同于1根大油枪。

（2）助燃模式下，若无任一大油枪火焰，无任一层煤有火（5取3），则触发MFT。

3.5 全炉膛丢失燃料

“‘全部油角阀关闭’或‘燃油快关阀关闭’”且“‘大油枪投入过’或‘冷态模式下，任一小油枪油角阀开过’”且磨煤机全停，上述条件满足后，在助燃模式下触发丢失燃料MFT；在冷态点火模式下，“同层小油枪4个同时运行过或相应磨煤机运行过”，此后若“两层小油枪同层火检均少于2个”，则触发丢失燃料MFT。

3.6 小油枪相应磨煤机逻辑更改

（1）启动允许条件：新增冷态模式下，对应层小油枪有效投入3个及以上条件。

（2）增加小油枪对应层磨煤机系统出料阀保护：冷态模式下，相应磨煤机系统，对应小油枪火检熄灭，则联关对应磨煤机出料阀。

备注：考虑冷态模式时，炉膛温度低，单根小油枪熄火后，亦会影响对应出料阀送出燃料的燃烧，出于安全考虑，设置此保护。

4 逻辑静态检查及动态验证

因该逻辑修改涉及机组重大保护，稍有不慎，发生组态错误，则会导致机组跳闸，引起非停，给电厂带来严重的影响和后果，所以对该逻辑必须进行逻辑静态检查及动态验证。

4.1 静态检查

通过热工专业人员编制静态检查方案，由维修部专工、生计部专工审批，最后由总工程师批准后方可进行。其内容主要包括：检查逻辑组态是否与论证方案相一致、逻辑点名及链接是否正确，然后通过强制信号的方式，核实逻辑动作是否正确。

4.2 动态验证

将该动态验证工作汇报生计部后，在机组启动初期，由运行人员真实地投退大、小油枪，对逻辑动作过程进行验证。

5 实施后效果

该小油枪逻辑优化工作率先在广安电厂三期#62机组进行。实施后，解决了DCS逻辑不满足新增小油枪设备的问题，机组启动能够充分利用小油枪节能优势，同时又增加了机组安全性。原先机组启动用油在30 t以上，优化后启动用油小于12 t，每次节约至少18 t，考虑四川区域水电多，火电机组启动频繁，单台机组一年至少启停5次，则每年单台机组因小油枪逻辑优化可节约启动用油90 t，约80万元，效果显著。

6 结语

四川广安电厂三期机组小油枪逻辑优化工作，历经论证、组态、试验等阶段，经实践检验，其节油效果显著，同时机组安全性能大幅提升，因此值得在本厂其他机组推广，也值得其他电厂借鉴。