火检冷却风机单列布局优化的研究

火检冷却风机单列布局优化的研究

石才由

石才由

（神华国华广投（柳州）发电有限公司广西鹿寨545600）

摘要：通过改进火检冷却风机系统，使锅炉火检冷却风机在保障安全可靠性的同时实现单列辅机配置，降低投资和维护费用，简化热控逻辑。

关键词：火检冷却风机；单列辅机

1概述

火焰检测系统是探测炉膛火焰燃烧情况的“眼睛”，它能及时直观地反映出炉膛燃烧情况的好坏，也是保障锅炉安全稳定运行的必须设备，火检的丧失会导致锅炉MFT保护动作。火检冷却风机为火焰检测器提供冷却气源，避免炉膛高温损坏火焰检测器，为保障火检设备不受高温损坏，锅炉MFT动作条件中一般会包含火检冷却风丧失。[1]

2系统简介

2.1锅炉设备

锅炉是哈尔滨锅炉厂有限责任公司自主开发设计、制造的具有自主知识产权的超临界350MW锅炉。锅炉炉型是HG-1150/25.4-YM1型，为一次中间再热、超临界压力变压运行直流锅炉，单炉膛、平衡通风、固态排渣、全钢架、全悬吊结构、π型布置，露天布置，采用不带再循环泵的大气扩容式启动系统。

本锅炉采用π型布置，单炉膛，尾部双烟道，全钢架，悬吊结构，燃烧器前后墙布置、对冲燃烧。炉膛断面尺寸为15.287m宽、13.217m深，水平烟道深度为4.747m，尾部前烟道深度为5.98m，尾部后烟道深度为6.90m，水冷壁下集箱标高为6.5m，顶棚管标高为61.0m。

水冷壁为全膜式焊接水冷壁，下部水冷壁及灰斗采用螺旋管屏，上部水冷壁为垂直管屏，螺旋管屏和垂直管屏的过渡点在标高41.005m处，转换比为1：3。从炉膛出口至锅炉尾部，烟气依次流经上炉膛的屏式过热器、折焰角上方的末级过热器、水平烟道中的高温再热器，然后至尾部烟道中烟气分两路：一路流经前部烟道中的立式和水平低温再热器，另一路流经后部烟道的低温过热器、省煤器、SCR装置，最后进入下方的1台四分仓回转式空气预热器。

锅炉的启动系统为不带再循环泵的大气扩容式启动系统，内置式启动分离器布置在锅炉的前部上方，其进口为水平烟道侧墙出口和水平烟道对流管束出口连接管，下部与贮水箱相连。当锅炉处于启动或低负荷运行时（30%BMCR以下），来自水冷壁的汽水混合物在启动分离器中分离，蒸汽从分离器顶部引出，进入顶棚包墙和过热器系统，分离下来的水经分离器进入贮水箱中。经贮水箱出口的溢流管路排入扩容器，经扩容后排到下面的疏水箱，经疏水泵回收。

锅炉布置有52只炉膛吹灰器，36只可伸缩式长行程吹灰器，2套空气预热器吹灰器，吹灰器由程序控制。在下炉膛设置了炉膛监视闭路电视系统的摄像头用于监视炉膛燃烧状况。

锅炉除渣采用风冷式钢带排渣机机械除渣装置，装于炉膛冷灰斗下部。

2.2火检系统

锅炉的火检系统采用Safe-fire公司的SA-3000型火焰检测器，火检冷却系统采用2台离心风机以换向挡板形成并列关系。火检冷却风母管压力正常时一般维持在7.0kPa左右，当母管压力下降至5.6kPa时触发冷却风压低连锁开关动作，备用火检冷却风机连锁启动。当母管压力下降至3.23kPa时触发冷却风/炉膛压力低开关动作，延时300s触发锅炉MFT动作。

2.3制粉系统

制粉系统采用中速磨煤机正压一次风直吹式制粉系统，每台锅炉配置5台北方重工集团有限公司的MP200型中速磨煤机，磨煤机出口混合风量76414m3/h，BMCR工况下4台磨煤机运行，1台备用。

2.4燃烧器

燃烧器布置方式采用前后墙布置，对冲燃烧方式。采用5台中速磨煤机，前墙布置2层煤粉燃烧器，后墙布置3层煤粉燃烧器，每层各有4只低NOx旋流燃烧器，共20只燃烧器。

3火检冷却系统的优化

3.1系统存在的问题

原火检系统为双列风机互为备用的运行方式，如图3.1.1所示，平时为一台运行一台备用，换向阀可有效减少母管风从备用风机侧的泄漏。双列风机的存在有4个缺点：（1）双列火检冷却风机配置的设备及系统复杂，投资成本高；（2）双列火检冷却风机配置的检修维护工作量较大，维护成本高；（3）双列火检冷却风机配置，两风机同时出问题时，容易联跳机组；（4）双列火检冷却风机配置，热工控制逻辑设置较复杂。

图3.1.1双列火检冷却风机布置图

3.2优化方案

改进的目的是简化火检冷却风机系统，简化热工控制逻辑，同时减少火检冷却风机的投资费用及维护费用，并保证火检冷却风气源，提高机组的可靠性。因此，考虑从原有的风源着手，设置备用风源。[2]

从冷一次风母管接出管道，配置相应的滤网、电动门和调节门，同时为原火检冷却风机出口加装逆止门，改进后的系统可减少一台火检冷却风机，即火检冷却风机单列布置，如图3.2.1所示。

图3.2.1改进后的火检冷却风机布置图

（下转第326页）

3.3改造的可行性分析

某电厂采用成都凯凯凯风机厂的GU23432-22型，功率高达2000kW，全压16.025kPa，额定风量361656m3/h，正常运行时，出口母管风压一般保持在8.0kPa以上。

4台磨煤机对一次风量的最大需求为：

76414m3/h×4=305656m3/h

密封风机需求的风量（BMCR）为29484m3/h，各燃烧器探头所需冷却风量为7.2m3/h，则一次风量的富裕量为：

361656-305656-29484-7.2×20=26372m3/h

可见冷一次风母管作为风源满足火检冷却风压力和流量需求。

4单列火检冷却风机的应用

4.1应用效果

火检冷却风机只在一次风机停运时使用，即机组启动和停运时。当一次风机启动并运行正常时，冷一次风出口母管压力>7kPa，可打开一次风机至火检冷却风母管电动门，通过调整调门，完成火检冷却风源的切换。火检冷却风源切换完成后，火检冷却风机停运并作为备用风机。

4.2控制逻辑变更

当火检冷却风机运行时，母管压力下降至3.23kPa优先触发一次风机风源投入，连锁打开电动闸板门和电动调门，当一次风机风源投入后仍无法将火检冷却风母管压力提高至3.23kPa以上时，延时300s锅炉才会触发MFT动作。

5结束语

火检冷却风系统优化改进后，2017年5月1号锅炉启动并将改造后的火检冷却风系统投入运行，可靠性高，运行效果好。并以此申请专利，专利号：ZL201620512983.1。

参考文献：

[1]李建.浅谈电厂锅炉火检冷却风机的应用[J].中国新技术新产品，2010，20：156-157.

[2]毛忠国，盖立嵩.火检冷却风机系统的改进[J].宁夏电力，2005，增：22-23，66.