CN104141965A - 一种脱硫机组锅炉烟道防内爆优化控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种脱硫机组锅炉烟道防内爆优化控制系统及方法，包括保护回路部分和调节回路部分；保护回路部分包括：在每台引风机的入口门处分别设置压力开关，引风机的入口门处的压力信号依次经过压力开关、输入卡件接入用于判断所述压力信号是否满足低压力跳闸条件的逻辑判断模块一，逻辑判断模块一的输出端连接引风机保护模块，引风机保护模块控制引风机跳闸；本发明有益效果：本发明通过保护回路实现引风机入口处压力过低时，及时控制引风机跳闸，而不依懒于运行人员的调整，避免压力过低对引风机以及整个烟道系统造成损害。

Description

一种脱硫机组锅炉烟道防内爆优化控制系统及方法

技术领域

本发明涉及烟道防内爆领域，尤其涉及一种脱硫机组锅炉烟道防内爆优化控制系统及方法。

背景技术

根据国家减排的要求，对国内前些年投运的一些机组脱硫系统逐步拆除了旁路挡板，相应的脱硫系统的保护连锁逻辑也进行了适当修改并投入运行。脱硫旁路挡板的拆除不仅是一个设备的变化，实际带来的是脱硫系统烟气通流部分变成了锅炉烟道的延伸，脱硫系统设备的故障异常会给锅炉安全带来新的问题，主要体现在引风机前/后烟道的防爆安全。

脱硫旁路挡板拆除后，锅炉烟道、引风机、增压风机、吸收塔、GGH和烟囱组成了一个串联系统，是个相互影响的整体，特别是对安全性来讲。为了保证安全性，除了进行必要的设备改造外，特别需要改变的是控制保护策略。同时，随着火电机组减排工作的深入，在锅炉烟道中有增加了SCR脱硝系统，改造或增加了除尘设备(电袋或布袋)，这些设备对引风机前的烟道安全均构成了一定的威胁。

对于锅炉炉膛以及烟道部分的防爆保护，根据要求，需要设置相关的保护及控制连锁。在《TRD蒸汽锅炉规范(411、412、413)》中把烟气通道堵塞等同于引风机失去，需要引起锅炉保护动作。引风机和增压风机组和的系统中，引风机压头约4KPa，增压风机压头约2KPa，脱硫旁路挡板拆除后，当脱硫增压风机异常或故障时，基本上采取跳闸机组的方式，给机组的安全经济运行带来许多麻烦；各厂逐步采取了引风机增压风机合一的改造模式，同时SCR也需要考虑，这样引风机的压头提高到约8KPa，而引风机入口烟道结构设计并未有足够的加强。没有改造引风机前，烟道设计压力符合《GB50660-2011大中型火力发电厂设计规范》及《DL/T435-2004电站煤粉锅炉炉膛防爆规程》要求不低于±8.7kPa，为了保证锅炉的安全，必须有增加适当的控制和保护系统。

原增压风机入口烟道压力限制±1.0kPa，有安全防爆门，脱硫系统压差约1.0kPa～2.0kPa；改为引增合一风机后，此处运行压力约1.0kPa～2.0kPa，一旦烟道超压安全防爆门打开或脱硫系统问题造成此处失压，就会将这些压头转到引风机入口(引风机出口压力变为大气压力)，可能使引风机入口压力过低；SCR催化剂层的压差约0.8kPa～1.0kPa，虽然压差过高会有报警，无论任何原因导致的催化剂层阻力快速加大或瞬间堵塞会使引风机入口烟道承受引风机的全压力，运行人员来不及调整，极易致使引风机入口烟道受到破坏。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题，提出了一种脱硫机组锅炉烟道防内爆优化控制系统及方法，该系统及方法通过增加引风机联锁保护及引风机调节闭锁等方式，能有效防止发生由于烟气系统异常或引风机指令增长过大/过快造成的压力过低工况，防止锅炉烟道内爆的发生，提高引风自动控制系统的工作可靠性和机组的安全性。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种脱硫机组锅炉烟道防内爆优化控制系统，包括保护回路部分和调节回路部分；

所述保护回路部分包括：在每台引风机的入口门处分别设置压力开关，所述引风机的入口门处的压力信号依次经过压力开关、压力变送器、模拟量输入卡件接入用于判断所述压力信号是否满足低压跳闸条件的逻辑判断模块一，所述逻辑判断模块一的输出端连接引风机保护模块，引风机保护模块控制引风机跳闸；

所述调节回路部分包括：每台引风机入口门处的压力信号分别经压力变送器、模拟量输入卡件接入用于判断所述压力信号是否满足低压力闭锁增条件的逻辑判断模块二，所述逻辑判断模块二的输出端连接引风机调节模块，引风机调节模块控制引风机调节门的开度；

每台引风机出口门处的压力信号分别经过模拟量输入卡件接入用于判断所述压力信号是否满足高压力闭锁增条件的逻辑判断模块三，所述逻辑判断模块三的输出端连接引风机调节模块，引风机调节模块控制引风机调节门的开度。

所述保护回路部分在每台引风机的入口门处分别设置3个压力开关，所述压力开关分别通过输入卡件接入三取二逻辑判断模块后连接引风机保护模块。

所述低压跳闸条件为：3个压力开关的压力信号至少有2个低于引风机安全运行阈值时，三取二逻辑判断模块向引风机保护模块输出低压跳闸信号，引风机保护模块控制引风机跳闸。

当引风机入口门处的压力信号满足大于引风机安全运行阈值且低于引风机正常运行压力最小值时，逻辑判断模块二向引风机调节模块输入低压力闭锁增信号，风机调节模块控制引风机调节门开度闭锁增，同时发出低压力报警信号。

当引风机入口门处的压力信号高于引风机正常运行压力最大值时，逻辑判断模块三向引风机调节模块输入高压力闭锁增信号，风机调节模块控制引风机调节门开度闭锁增，同时发出高压力报警信号。

一种脱硫机组锅炉烟道防内爆优化控制系统的方法，包括：

引风机入口处压力低于引风机安全运行阈值时，逻辑判断模块一向引风机保护模块输入压力值低于安全运行阈值信号，引风机保护模块控制引风机跳闸；

引风机入口处压力大于引风机安全运行阈值且低于引风机正常运行压力最小值时，逻辑判断模块二向引风机调节模块输入低压力闭锁增信号，引风机调节模块控制引风机调节门开度闭锁增，同时发出低压力报警信号；

引风机出口处压力高于引风机正常运行压力最大值时，逻辑判断模块三向引风机调节模块输入高压力闭锁增信号，引风机调节模块控制引风机调节门开度闭锁增，同时发出高压力报警信号。

本发明的有益效果是：

本发明通过增加烟道防内爆保护回路实现当引风机入口处压力过低时，通过引风机联锁系统及时自动控制引风机跳闸，而不依懒于运行人员的判断调整，避免压力过低对引风机以及整个锅炉烟道系统及设备造成损害，进而避免由于烟道系统的破坏可能导致的对现场人员的伤害。满足设计规程和防爆规程的要求，既保护了设备不受损害，又保证了人员不受伤害。

本发明增加烟道防内爆调节回路对引风机调节实行增/减闭锁等控制方式，能有效防止发生引风机指令增长过大/过快造成的锅炉烟道内压力过低工况(无论是在自动调节方式还是在人工操作方式)，有效防止锅炉烟道内爆的发生，提高引风自动控制系统的工作可靠性和机组的安全性。

附图说明

图1为锅炉烟气系统基本流程示意图；

图2为本发明脱硫机组锅炉烟道防内爆保护回路示意图；

图3为本发明脱硫机组锅炉烟道防内爆调节回路示意图。

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明：

图1所示为锅炉烟气系统基本流程示意图，锅炉本体的出口分成两路，每一路依次连接脱硝装置、空气预热器、除尘器、引风机入口门、引风机调节门、引风机和引风机出口门；两路引风机出口门的输出端共同接入增压风机，增压风机依次连接烟气换热器和烟筒。

其中，a1和a2两点分别为A、B两引风机的入口压力测试点，b点为A、B两引风机的出口压力测试点。

本发明脱硫机组锅炉烟道防内爆优化控制系统，包括保护回路部分和调节回路部分；

保护回路部分如图2所示，保护回路部分在每台引风机的入口门处分别设置3个压力开关，所述压力开关分别通过输入卡件接入三取二逻辑判断模块后连接引风机保护模块，3个压力开关的压力信号至少有2个低于引风机安全运行阈值时，三取二逻辑判断模块向引风机保护模块输出低压跳闸信号，引风机保护模块控制引风机跳闸。

调节回路部分如图3所示，每台引风机入口门处的压力信号分别经模拟量信号输入卡件接入用于判断所述压力信号是否满足低压力闭锁增条件的逻辑判断模块二，逻辑判断模块二的输出端连接至引风机调节模块，引风机调节模块控制引风机调节门的开度。

每台引风机出口门处的压力信号分别经过模拟量信号输入卡件接入用于判断所述压力信号是否满足高压力闭锁增条件的逻辑判断模块三，逻辑判断模块三的输出端连接至引风机调节模块，引风机调节模块控制引风机调节门的开度。

当引风机入口门处的压力信号满足大于引风机安全运行阈值且低于引风机正常运行压力最小值时，逻辑判断模块二向引风机调节模块输入压力低闭锁增逻辑信号，引风机调节模块控制闭锁引风机调节门开度指令增加，同时发出引风机入口压力低报警信号。

当引风机出口门处的压力信号高于引风机正常运行压力最大值时，逻辑判断模块三向引风机调节模块输入压力高闭锁增逻辑信号，引风机调节模块控制闭锁引风机调节门开度指令增加，同时发出脱硫烟道压力高报警信号。

本发明中，引风机安全运行阈值优选为-5500Pa，引风机正常运行压力最小值优选为-4000Pa，引风机正常运行压力最大值优选为1000Pa。

下面以某300MW亚临界燃煤发电机组为例进行说明，

(1)烟道防内爆保护，引风机入口(a1点、a2点)各安装3个压力开关，并通过DI卡件，独立接入引风机(A和B)保护连锁系统；当此点压力低于-5500Pa时，压力开关接点动作，送出信号至逻辑保护回路；

(2)烟道防内爆调节，每台引风机控制回路各增加一闭锁增条件，引风机入口压力(a1点、a2点)各自的变送器送出模拟量压力信号至各引风机控制回路，当引风机入口压力(a1点或a2点)低于-4000Pa时，分别发出信号闭锁引风机(A或/和B)调节指令增加。

(3)脱硫烟道防爆调节，引风机控制回路增加一闭锁增条件，设置引风机出口压力变送器(3台)，变送器送出模拟量压力信号至各引风机控制回路，当引风机出口烟道阻塞(b点压力高于1000Pa时)，发出信号闭锁引风机(A和B)调节指令增加。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (6)

1.一种脱硫机组锅炉烟道防内爆优化控制系统，其特征是，包括保护回路部分和调节回路部分；

所述保护回路部分包括：在每台引风机的入口门处分别设置压力开关，所述引风机的入口门处的压力信号依次经过压力开关、压力变送器、模拟量输入卡件接入用于判断所述压力信号是否满足低压跳闸条件的逻辑判断模块一，所述逻辑判断模块一的输出端连接引风机保护模块，引风机保护模块控制引风机跳闸；

所述调节回路部分包括：每台引风机入口门处的压力信号分别经压力变送器、模拟量输入卡件接入用于判断所述压力信号是否满足低压力闭锁增条件的逻辑判断模块二，所述逻辑判断模块二的输出端连接引风机调节模块，引风机调节模块控制引风机调节门的开度；

每台引风机出口门处的压力信号分别经过模拟量输入卡件接入用于判断所述压力信号是否满足高压力闭锁增条件的逻辑判断模块三，所述逻辑判断模块三的输出端连接引风机调节模块，引风机调节模块控制引风机调节门的开度。

2.如权利要求1所述的一种脱硫机组锅炉烟道防内爆优化控制系统，其特征是，所述保护回路部分在每台引风机的入口门处分别设置3个压力开关，所述压力开关分别通过输入卡件接入三取二逻辑判断模块后连接引风机保护模块。

3.如权利要求1或2所述的一种脱硫机组锅炉烟道防内爆优化控制系统，其特征是，所述低压跳闸条件为：3个压力开关的压力信号至少有2个低于引风机安全运行阈值时，三取二逻辑判断模块向引风机保护模块输出低压跳闸信号，引风机保护模块控制引风机跳闸。

4.如权利要求1所述的一种脱硫机组锅炉烟道防内爆优化控制系统，其特征是，当引风机入口门处的压力信号满足大于引风机安全运行阈值且低于引风机正常运行压力最小值时，逻辑判断模块二向引风机调节模块输入低压力闭锁增信号，风机调节模块控制引风机调节门开度闭锁增，同时发出低压力报警信号。

5.如权利要求1所述的一种脱硫机组锅炉烟道防内爆优化控制系统，其特征是，当引风机入口门处的压力信号高于引风机正常运行压力最大值时，逻辑判断模块三向引风机调节模块输入高压力闭锁增信号，风机调节模块控制引风机调节门开度闭锁增，同时发出高压力报警信号。

6.一种如权利要求1所述的脱硫机组锅炉烟道防内爆优化控制系统的方法，其特征是，包括：

引风机入口处压力低于引风机安全运行阈值时，逻辑判断模块一向引风机保护模块输入压力值低于安全运行阈值信号，引风机保护模块控制引风机跳闸；

引风机入口处压力大于引风机安全运行阈值且低于引风机正常运行压力最小值时，逻辑判断模块二向引风机调节模块输入低压力闭锁增信号，引风机调节模块控制引风机调节门开度闭锁增，同时发出低压力报警信号；

引风机出口处压力高于引风机正常运行压力最大值时，逻辑判断模块三向引风机调节模块输入高压力闭锁增信号，引风机调节模块控制引风机调节门开度闭锁增，同时发出高压力报警信号。