CN111774381A - 一种燃煤电站炉膛压力开关量取样管自动吹扫装置及其控制方法 - Google Patents
一种燃煤电站炉膛压力开关量取样管自动吹扫装置及其控制方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种燃煤电站炉膛压力开关量取样管自动吹扫装置及其控制方法，包括热工分散控制系统（DCS）、六套压力开关量吹扫取样管路和一根压缩空气管路；六套压力开关量吹扫取样管路分成三套压力高保护开关取样管路和三套压力低保护开关取样管路；每套压力开关量吹扫取样管路均包括一根取样管、四个电磁阀、一个炉膛压力开关、一个三通接头和一根吹扫管路；六套压力开关量吹扫取样管路中的所有电磁阀以及炉膛压力开关均与热工分散控制系统通信连接；热工分散控制系统控制六套压力开关量吹扫取样管路进行吹扫工作，其中三套压力高保护开关取样管路在同一时间只能吹扫一路，三套压力低保护开关取样管路在同一时间只能吹扫一路。
Description
技术领域
本发明涉及燃煤发电机组热工自动控制技术领域，具体地讲，涉及一种燃煤电站炉膛压力开关量取样管自动吹扫装置及其控制方法。
背景技术
在燃煤发电机组中，炉膛压力是锅炉主保护中的一个极其重要参数。国家能源局印发的《防止电力生产事故的二十五项重点要求》明确要求“炉膛压力等参与灭火保护的热工测点应单独设置并冗余配置，必须保证炉膛压力信号取样管相互独立，系统工作可靠，宜防止炉膛压力取样管堵塞”。炉膛压力保护应采用过程压力直接驱动的压力开关，应有三个独立取样的“压力高”开关和三个独立取样的“压力低”开关，压力保护动作信号直接“三取二”逻辑动作。由于炉膛内煤粉燃烧后产生大量粉尘，容易造成六个炉膛压力开关取样管积灰甚至堵塞。当炉膛压力开关取样管道堵塞时，运行人员在操作画面并不能监测得到，只能引起炉膛压力高、压力低保护拒动，严重时产生炉膛内爆或者炉墙外爆等重大设备损坏或人身伤亡事故。所以研制合理实用的炉膛压力开关量取样管自动吹扫装置及其控制方法具有重大意义。
实际发电生产中，绝大部分电厂都未配置完备的防止炉膛压力开关取样管堵塞措施，仅仅在机组大修、小修停运期间，拆卸压力开关后检修人员进行手动压力开关量吹扫取样管路。近些年国内只有少数几位学者研究了炉膛压力取样管防堵塞装置。例如公开号为CN208091784U的专利：一种锅炉炉膛负压取样管吹扫装置，该装置包括取样吹扫管、取样装置、流量控制器和空气压力调节装置，空气压力调节装置用于调节空气压力，并将压力改变的空气经流量控制器流入取样吹扫管内。又如公开号为CN208715966U的专利：一种可减缓炉膛负压取样罐堵塞的振打装置，该装置包括电机、偏心轮、传动杆、振打锤和固定支架，传动杆在弹簧拉力下向下运动，振打锤敲打炉膛负压取样罐。再如公开号为CN110340079A的专利申请：一种炉膛负压取样管路清堵装置，该装置包括取样管、线圈、清堵组件以及防脱落架，在取样管内部设置清堵组件。
以上专利均是采用振打锤、磁铁磁性吸引推动物理摩擦或者空气流量控制器调节吹扫等进行大幅度的改造，投资成本高，工作环境要求比较苛刻，并且防堵动作过程中不能让机组运行人员监测到防堵装置实时工况，未能及时提示运行人员加强炉膛压力参数的监控。更大的缺陷是没有很好结合锅炉炉膛压力主保护控制逻辑进行有效地防堵操作，存在保护误动或拒动风险。
因此，有必要设计一种更加优化的炉膛压力开关量取样管自动吹扫装置，并设计其控制方法。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理的更加优化的炉膛压力开关量取样管自动吹扫装置，并设计其控制方法。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种燃煤电站炉膛压力开关量取样管自动吹扫装置，包括热工分散控制系统(DCS)，其特征在于：还包括六套压力开关量吹扫取样管路和一根压缩空气管路；所述六套压力开关量吹扫取样管路分成三套压力高保护开关取样管路和三套压力低保护开关取样管路；每套压力开关量吹扫取样管路均包括一根取样管、四个电磁阀、一个炉膛压力开关、一个三通接头和一根吹扫管路；所述取样管的一端插装在炉膛上，取样管的另一端连接三通接头中的一号接口；三通接头中的二号接口通过管路与炉膛压力开关连接，并将四个电磁阀中的两个电磁阀安装在该管路上，并且该管路上安装的两个电磁阀为带电关的隔断电磁阀；三通接头中的三号接口连接吹扫管路的一端，吹扫管路的另一端连接压缩空气管路，并将四个电磁阀中的其他两个电磁阀安装在吹扫管路上，并且吹扫管路上安装的两个电磁阀为带电开的吹扫电磁阀；六套压力开关量吹扫取样管路中的所有电磁阀以及炉膛压力开关均与热工分散控制系统通信连接；热工分散控制系统控制六套压力开关量吹扫取样管路进行吹扫工作，其中三套压力高保护开关取样管路在同一时间只能吹扫一路，三套压力低保护开关取样管路在同一时间只能吹扫一路。
六套压力开关量吹扫取样管路中的所有电磁阀以及炉膛压力开关均进入DCS自动程序控制，不用退出炉膛压力主保护即可安全有效地进行取样管路的防堵赛周期性全自动吹扫，为锅炉炉膛压力主保护的正确动作提供保证，确保机组安全稳定运行。
优选的，所述压缩空气管路上安装有空气过滤器，自动吹扫时使用的厂用压缩空气经过空气过滤器预处理，可以有效过滤压缩空气中的杂质和水分，防止取样管吹扫后积水或有粉尘杂质。
优选的，六套压力开关量吹扫取样管路中的六个取样管以三个为一组插装在炉膛的左右两侧，每一组中的三个取样管自上而下依次布置，取样管以与水平面呈35°夹角向上倾斜的姿态插装在炉膛上，可以有效减少取样管内炉膛粉尘的进入与堆积，降低管路堵塞几率。
本发明还提供一种燃煤电站炉膛压力开关量取样管自动吹扫装置的控制方法，设定：六套压力开关量吹扫取样管路依次编号为第一套压力开关量吹扫取样管路、第二套压力开关量吹扫取样管路、第三套压力开关量吹扫取样管路、第四套压力开关量吹扫取样管路、第五套压力开关量吹扫取样管路和第六套压力开关量吹扫取样管路，其中第一套压力开关量吹扫取样管路、第二套压力开关量吹扫取样管路和第三套压力开关量吹扫取样管路为压力高保护开关取样管路，第四套压力开关量吹扫取样管路、第五套压力开关量吹扫取样管路和第六套压力开关量吹扫取样管路为压力低保护开关取样管路；压力开关量吹扫取样管路不进行吹扫时的工作状态为：两个隔断电磁阀处于打开状态，两个吹扫电磁阀处于关闭状态。
控制方法步骤为：
第一步：初始化：每一套压力开关量吹扫取样管路中的隔断电磁阀和吹扫电磁阀均接入热工分散控制系统进行定时自动吹扫程序控制；
第二步：六套压力开关量吹扫取样管路依次工作：首先第一套压力开关量吹扫取样管路开始工作，第一套压力开关量吹扫取样管路中的隔断电磁阀和吹扫电磁阀受热工分散控制系统中的自动吹扫程序控制，先同时关闭两个隔断电磁阀达T11秒，然后才能同时打开两个吹扫电磁阀达T12秒，吹扫完毕后先同时关闭两个吹扫电磁阀达T13秒，然后同时打开两个隔断电磁阀达T14秒，接着触发第二套压力开关量吹扫取样管路开始工作；
其中，
参数T11为第一套压力开关量吹扫取样管路中所采用的隔断电磁阀关闭行程时间范围中的大值再加1-4秒，确保两个隔断电磁阀均能关闭到位；
参数T12为第一套压力开关量吹扫取样管路的吹扫时间；
参数T13为第一套压力开关量吹扫取样管路中所采用的吹扫电磁阀关闭行程时间范围中的大值再加1-4秒，确保两个吹扫电磁阀均能关闭到位；
参数T14为第一套压力开关量吹扫取样管路中所采用的隔断电磁阀打开行程时间范围中的大值再加1-4秒，确保两个隔断电磁阀均能打开到位；
第三步：第二套压力开关量吹扫取样管路中的隔断电磁阀和吹扫电磁阀受热工分散控制系统中的自动吹扫程序控制，先同时关闭两个隔断电磁阀达T21秒，然后才能同时打开两个吹扫电磁阀达T22秒，吹扫完毕后先同时关闭两个吹扫电磁阀达T23秒，然后同时打开两个隔断电磁阀达T24秒，接着触发第三套压力开关量吹扫取样管路开始工作；
其中，
参数T21为第二套压力开关量吹扫取样管路中所采用的隔断电磁阀关闭行程时间范围中的大值再加1-4秒，确保两个隔断电磁阀均能关闭到位；
参数T22为第二套压力开关量吹扫取样管路的吹扫时间；
参数T23为第二套压力开关量吹扫取样管路中所采用的吹扫电磁阀关闭行程时间范围中的大值再加1-4秒，确保两个吹扫电磁阀均能关闭到位；
参数T24为第二套压力开关量吹扫取样管路中所采用的隔断电磁阀打开行程时间范围中的大值再加1-4秒，确保两个隔断电磁阀均能打开到位；
第四步：第三套压力开关量吹扫取样管路中的隔断电磁阀和吹扫电磁阀受热工分散控制系统中的自动吹扫程序控制，先同时关闭两个隔断电磁阀达T31秒，然后才能同时打开两个吹扫电磁阀达T32秒，吹扫完毕后先同时关闭两个吹扫电磁阀达T33秒，然后同时打开两个隔断电磁阀达T34秒，并复位结束本周期内的压力高保护开关取样管路的自动吹扫；
其中，
参数T31为第三套压力开关量吹扫取样管路中所采用的隔断电磁阀关闭行程时间范围中的大值再加1-4秒，确保两个隔断电磁阀均能关闭到位；
参数T32为第三套压力开关量吹扫取样管路的吹扫时间；
参数T33为第三套压力开关量吹扫取样管路中所采用的吹扫电磁阀关闭行程时间范围中的大值再加1-4秒，确保两个吹扫电磁阀均能关闭到位；
参数T34为第三套压力开关量吹扫取样管路中所采用的隔断电磁阀打开行程时间范围中的大值再加1-4秒，确保两个隔断电磁阀均能打开到位；
第五步：第四套压力开关量吹扫取样管路中的隔断电磁阀和吹扫电磁阀受热工分散控制系统中的自动吹扫程序控制，先同时关闭两个隔断电磁阀达T41秒，然后才能同时打开两个吹扫电磁阀达T42秒，吹扫完毕后先同时关闭两个吹扫电磁阀达T43秒，然后同时打开两个隔断电磁阀达T44秒；
其中，
参数T41为第四套压力开关量吹扫取样管路中所采用的隔断电磁阀关闭行程时间范围中的大值再加1-4秒，确保两个隔断电磁阀均能关闭到位；
参数T42为第四套压力开关量吹扫取样管路的吹扫时间；
参数T43为第四套压力开关量吹扫取样管路中所采用的吹扫电磁阀关闭行程时间范围中的大值再加1-4秒，确保两个吹扫电磁阀均能关闭到位；
参数T44为第四套压力开关量吹扫取样管路中所采用的隔断电磁阀打开行程时间范围中的大值再加1-4秒，确保两个隔断电磁阀均能打开到位；
第六步：第五套压力开关量吹扫取样管路中的隔断电磁阀和吹扫电磁阀受热工分散控制系统中的自动吹扫程序控制，先同时关闭两个隔断电磁阀达T51秒，然后才能同时打开两个吹扫电磁阀达T52秒，吹扫完毕后先同时关闭两个吹扫电磁阀达T53秒，然后同时打开两个隔断电磁阀达T54秒；
其中，
参数T51为第五套压力开关量吹扫取样管路中所采用的隔断电磁阀关闭行程时间范围中的大值再加1-4秒，确保两个隔断电磁阀均能关闭到位；
参数T52为第五套压力开关量吹扫取样管路的吹扫时间；
参数T53为第五套压力开关量吹扫取样管路中所采用的吹扫电磁阀关闭行程时间范围中的大值再加1-4秒，确保两个吹扫电磁阀均能关闭到位；
参数T54为第五套压力开关量吹扫取样管路中所采用的隔断电磁阀打开行程时间范围中的大值再加1-4秒，确保两个隔断电磁阀均能打开到位；
第七步：第六套压力开关量吹扫取样管路中的隔断电磁阀和吹扫电磁阀受热工分散控制系统中的自动吹扫程序控制，先同时关闭两个隔断电磁阀达T61秒，然后才能同时打开两个吹扫电磁阀达T62秒，吹扫完毕后先同时关闭两个吹扫电磁阀达T63秒，然后同时打开两个隔断电磁阀达T64秒，并复位结束本周期内的压力低保护开关取样管路的自动吹扫；
其中，
参数T61为第六套压力开关量吹扫取样管路中所采用的隔断电磁阀关闭行程时间范围中的大值再加1-4秒，确保两个隔断电磁阀均能关闭到位；
参数T62为第六套压力开关量吹扫取样管路的吹扫时间；
参数T63为第六套压力开关量吹扫取样管路中所采用的吹扫电磁阀关闭行程时间范围中的大值再加1-4秒，确保两个吹扫电磁阀均能关闭到位；
参数T64为第六套压力开关量吹扫取样管路中所采用的隔断电磁阀打开行程时间范围中的大值再加1-4秒，确保两个隔断电磁阀均能打开到位；
第八步：三个压力高保护开关取样管路同一时间只能吹扫其中一路；三个压力低保护开关取样管路同一时间只能吹扫其中一路，但是压力高保护开关取样管路和压力低保护开关取样管路可以同时进行自动吹扫；
第九步：优化炉膛压力高和炉膛压力低保护逻辑，在取样管路进行吹扫时把本取样压力开关测点输出强制为状态“0”，防止由于隔离电磁阀关闭不严引起炉膛压力异常保护误动。
本发明在炉膛压力开关入口处设置两个带电关的隔断电磁阀，可以更可靠地避免自动吹扫时压缩空气进入炉膛压力开关造成测量元件的损坏。此外，带电关的动作原理可以保证控制电源故障丧失时隔断电磁阀处于打开状态，不影响炉膛压力的正常测量。
本发明在吹扫空气入口处设置两个带电开的吹扫电磁阀，可以更可靠地避免不在吹扫状态时压缩空气进入取样管路，确保炉膛压力开关取样的正确和精度。此外，带电开的动作原理可以保证控制电源故障丧失时吹扫电磁阀处于关闭状态，不影响炉膛压力的正常测量。
本发明在吹扫时必须先关闭隔断电磁阀，然后才能打开吹扫电磁阀，能有效防止压缩空气进入压力开关损坏测量元件；吹扫完毕后先同时关闭两个吹扫电磁阀，然后同时打开两个隔离电磁阀，接着触发下一个取样管路的吹扫，步序同上一管路吹扫。
本发明三套压力高保护开关取样管路(压力高保护回路)同一时间只能吹扫一路，三套压力低保护开关取样管路(压力低保护回路)同一时间只能吹扫一路，但是压力高保护回路和压力低保护回路可以同时进行自动吹扫。可以确保一路取样管吹扫时，另外两路取样管炉膛压力开关正常工作，炉膛压力高保护和炉膛压力低保护逻辑正常三取二工作。
本发明的核心思想是每一路压力开关取样管均设置两个带电关的隔断电磁阀、两个带电开的吹扫电磁阀；吹扫时必须先同时关闭两个隔断电磁阀，然后才能同时打开两个吹扫电磁阀进行压缩空气吹扫取样管路；吹扫完毕后，必须先同时关闭两个吹扫电磁阀，然后才能同时打开两个隔断电磁阀；三个压力高保护开关取样管路在同一时间只能吹扫其中一路，三个压力低保护开关取样管路在同一时间只能吹扫其中一路，但是压力高保护回路和压力低保护回路可以同时进行自动吹扫；吹扫时本取样管路压力开关输出强制为状态“0”；在DCS控制逻辑中进行按照一定时间间隔定期自动吹扫取样管路。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：(1)设置两套带电关隔断电磁阀和两套带电开吹扫电磁阀，可以更有效和可靠地避免压力开关元件被压缩空气损坏，确保炉膛压力开关取样精确；(2)三个压力高保护开关取样管路(压力高保护回路)同一时间只能吹扫一路，三个压力低保护开关取样管路(压力低保护回路)同一时间只能吹扫一路，确保了炉膛压力高低保护不会因为吹扫状态而退出，保证了机组主保护的全程投入；(3)优化炉膛压力高和炉膛压力低保护逻辑，取样管路吹扫时本路压力开关测点输出强制为状态“0”，可以避免保护误动；(4)炉膛压力开关在取样管堵塞时，该路炉膛压力开关测点会一直处于状态“0”，但是DCS系统和运行人员都不能监测到取样管堵塞，极易引起炉膛压力保护拒动，造成特别严重事故，本发明设置自动吹扫后，能够及时清除压力开关取样管内的粉尘杂质，确保炉膛压力开关测点准确率达100％，炉膛压力高和炉膛压力低保护能正确动作；(5)实现炉膛压力开关取样管“零”人工吹扫，避免压力开关元件、取样管、表管接头等因人工检修吹扫而频繁拆卸导致设备损坏，大大降低了维护费用，同时避免了因人工吹扫时需要进行DCS炉膛压力高低保护退出的申请与操作。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例燃煤电站炉膛压力开关量取样管自动吹扫装置的结构示意图。
图2是本发明实施例中三个压力高保护开关取样管路自动吹扫控制方法逻辑图。
图3是本发明实施例中三个压力低保护开关取样管路自动吹扫控制方法逻辑图。
图4是本发明实施例中炉膛压力高低保护优化逻辑图。
附图标记说明：
图1中：
第一套压力开关量吹扫取样管路：取样管16；电磁阀11、12、13、14；炉膛压力开关10；三通接头15；吹扫管路17；
第二套压力开关量吹扫取样管路：取样管26；电磁阀21、22、23、24；炉膛压力开关20；三通接头25；吹扫管路27；
第三套压力开关量吹扫取样管路：取样管36；电磁阀31、32、33、34；炉膛压力开关30；三通接头35；吹扫管路37；
第四套压力开关量吹扫取样管路：取样管46；电磁阀41、42、43、44；炉膛压力开关40；三通接头45；吹扫管路47；
第五套压力开关量吹扫取样管路：取样管56；电磁阀51、52、53、54；炉膛压力开关50；三通接头55；吹扫管路57；
第六套压力开关量吹扫取样管路：取样管66；电磁阀61、62、63、64；炉膛压力开关60；三通接头65；吹扫管路67；
空气过滤器72；压缩空气管路73；
图2和图3中：
100-自动吹扫间隔时间；
111-电磁阀11和电磁阀12关闭行程时间的大值；
112-第一套压力开关量吹扫取样管路的吹扫时间；
113-电磁阀13和电磁阀14关闭行程时间的大值；
114-电磁阀11和电磁阀12打开行程时间的大值；
121-电磁阀21和电磁阀22关闭行程时间的大值；
122-第二套压力开关量吹扫取样管路的吹扫时间；
123-电磁阀23和电磁阀24关闭行程时间的大值；
124-电磁阀21和电磁阀22打开行程时间的大值；
131-电磁阀31和电磁阀32关闭行程时间的大值；
132-第三套压力开关量吹扫取样管路的吹扫时间；
133-电磁阀33和电磁阀34关闭行程时间的大值；
134-电磁阀31和电磁阀32打开行程时间的大值；
141-电磁阀41和电磁阀42关闭行程时间的大值；
142-第四套压力开关量吹扫取样管路的吹扫时间；
143-电磁阀43和电磁阀44关闭行程时间的大值；
144-电磁阀41和电磁阀42打开行程时间的大值；
151-电磁阀51和电磁阀52关闭行程时间的大值；
152-第五套压力开关量吹扫取样管路的吹扫时间；
153-电磁阀53和电磁阀54关闭行程时间的大值；
154-电磁阀51和电磁阀52打开行程时间的大值；
161-电磁阀61和电磁阀62关闭行程时间的大值；
162-第六套压力开关量吹扫取样管路的吹扫时间；
163-电磁阀63和电磁阀64关闭行程时间的大值；
164-电磁阀61和电磁阀62打开行程时间的大值。
具体实施方式
下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
实施例。
参见图1至图4。
本实施例中公开了一种燃煤电站炉膛压力开关量取样管自动吹扫装置，包括热工分散控制系统(DCS)、六套压力开关量吹扫取样管路和一根压缩空气管路73。六套压力开关量吹扫取样管路分成三套压力高保护开关取样管路和三套压力低保护开关取样管路。每套压力开关量吹扫取样管路均包括一根取样管、四个电磁阀、一个炉膛压力开关、一个三通接头和一根吹扫管路。
参考图1，第一套压力开关量吹扫取样管路包括取样管16、四个电磁阀11、12、13、14、一个炉膛压力开关10、一个三通接头15和一根吹扫管路17。第二套压力开关量吹扫取样管路包括取样管26、四个电磁阀21、22、23、24、一个炉膛压力开关20、一个三通接头25和一根吹扫管路27。第三套压力开关量吹扫取样管路包括取样管36、四个电磁阀31、32、33、34、一个炉膛压力开关30、一个三通接头35和一根吹扫管路37。第四套压力开关量吹扫取样管路包括取样管46、四个电磁阀41、42、43、44、一个炉膛压力开关40、一个三通接头45和一根吹扫管路47。第五套压力开关量吹扫取样管路包括取样管56、四个电磁阀51、52、53、54、一个炉膛压力开关50、一个三通接头55和一根吹扫管路57。第六套压力开关量吹扫取样管路包括取样管66、四个电磁阀61、62、63、64、一个炉膛压力开关60、一个三通接头65和一根吹扫管路67。
本实施例中，每套压力开关量吹扫取样管路中的各部件的连接关系为：取样管的一端插装在炉膛上，取样管的另一端连接三通接头中的一号接口；三通接头中的二号接口通过管路与炉膛压力开关连接，并将四个电磁阀中的两个电磁阀安装在该管路上，并且该管路上安装的两个电磁阀为带电关的隔断电磁阀；三通接头中的三号接口连接吹扫管路的一端，吹扫管路的另一端连接压缩空气管路73，并将四个电磁阀中的其他两个电磁阀安装在吹扫管路上，并且吹扫管路上安装的两个电磁阀为带电开的吹扫电磁阀；六套压力开关量吹扫取样管路中的所有电磁阀以及炉膛压力开关均与热工分散控制系统通信连接；参考图1，图中电磁阀11、12、21、22、31、32、41、42、51、52、61、62均为隔断电磁阀，电磁阀13、14、23、24、33、34、43、44、53、54、63、64均为吹扫电磁阀。
本实施例中，热工分散控制系统控制六套压力开关量吹扫取样管路进行吹扫工作，其中三套压力高保护开关取样管路在同一时间只能吹扫一路，三套压力低保护开关取样管路在同一时间只能吹扫一路。第一套压力开关量吹扫取样管路、第二套压力开关量吹扫取样管路和第三套压力开关量吹扫取样管路为压力高保护开关取样管路。第四套压力开关量吹扫取样管路、第五套压力开关量吹扫取样管路和第六套压力开关量吹扫取样管路为压力低保护开关取样管路。
本实施例中，六套压力开关量吹扫取样管路中的所有电磁阀以及炉膛压力开关均进入DCS自动程序控制，不用退出炉膛压力主保护即可安全有效地进行取样管路的防堵赛周期性全自动吹扫，为锅炉炉膛压力主保护的正确动作提供保证，确保机组安全稳定运行。
本实施例中，压缩空气管路73上安装有空气过滤器72，自动吹扫时使用的厂用压缩空气经过空气过滤器72预处理，可以有效过滤压缩空气中的杂质和水分，防止取样管吹扫后积水或有粉尘杂质。
本实施例中，六套压力开关量吹扫取样管路中的六个取样管以三个为一组插装在炉膛的左右两侧，每一组中的三个取样管自上而下依次布置，取样管以与水平面呈35°夹角向上倾斜的姿态插装在炉膛上，可以有效减少取样管内炉膛粉尘的进入与堆积，降低管路堵塞几率。其中第一套压力开关量吹扫取样管路、第二套压力开关量吹扫取样管路和第六套压力开关量吹扫取样管路中的三个取样管16、26、66为一组，自上而下安装在炉膛的左侧；第五套压力开关量吹扫取样管路、第四套压力开关量吹扫取样管路和第三套压力开关量吹扫取样管路中的三个取样管56、46、36为一组，自上而下安装在炉膛的右侧。在安装取样管时，在炉膛左侧和右侧合理位置各独立开三个取样孔，取样管16、取样管26、取样管36、取样管46、取样管56、取样管66均与水平线成35°向上倾斜插入取样孔中。
本实施例中，在炉膛压力开关入口处设置两个带电关的隔断电磁阀，可以更可靠地避免自动吹扫时压缩空气进入炉膛压力开关造成测量元件的损坏。此外，带电关的动作原理可以保证控制电源故障丧失时隔断电磁阀处于打开状态，不影响炉膛压力的正常测量。
本实施例中，在吹扫空气入口处设置两个带电开的吹扫电磁阀，可以更可靠地避免不在吹扫状态时压缩空气进入取样管路，确保炉膛压力开关取样的正确和精度。此外，带电开的动作原理可以保证控制电源故障丧失时吹扫电磁阀处于关闭状态，不影响炉膛压力的正常测量。
本实施例中还提供一种燃煤电站炉膛压力开关量取样管自动吹扫装置的控制方法，设定：六套压力开关量吹扫取样管路依次编号为第一套压力开关量吹扫取样管路、第二套压力开关量吹扫取样管路、第三套压力开关量吹扫取样管路、第四套压力开关量吹扫取样管路、第五套压力开关量吹扫取样管路和第六套压力开关量吹扫取样管路，其中第一套压力开关量吹扫取样管路、第二套压力开关量吹扫取样管路和第三套压力开关量吹扫取样管路为压力高保护开关取样管路，第四套压力开关量吹扫取样管路、第五套压力开关量吹扫取样管路和第六套压力开关量吹扫取样管路为压力低保护开关取样管路；压力开关量吹扫取样管路不进行吹扫时的工作状态为：两个隔断电磁阀处于打开状态，两个吹扫电磁阀处于关闭状态。
控制方法步骤为：
第一步：初始化：每一套压力开关量吹扫取样管路中的隔断电磁阀和吹扫电磁阀均接入热工分散控制系统进行定时自动吹扫程序控制；
第二步：六套压力开关量吹扫取样管路依次工作：首先第一套压力开关量吹扫取样管路开始工作，第一套压力开关量吹扫取样管路中的隔断电磁阀11、12和吹扫电磁阀13、14受热工分散控制系统中的自动吹扫程序控制，先同时关闭两个隔断电磁阀11、12达T11秒(参数T11为第一套压力开关量吹扫取样管路中所采用的隔断电磁阀关闭行程时间范围中的大值再加1-4秒，确保两个隔断电磁阀均能关闭到位)，然后才能同时打开两个吹扫电磁阀13、14达T12秒(参数T12为第一套压力开关量吹扫取样管路的吹扫时间)，吹扫完毕后先同时关闭两个吹扫电磁阀13、14达T13秒(参数T13为第一套压力开关量吹扫取样管路中所采用的吹扫电磁阀关闭行程时间范围中的大值再加1-4秒，确保两个吹扫电磁阀均能关闭到位)，然后同时打开两个隔断电磁阀11、12达T14秒(参数T14为第一套压力开关量吹扫取样管路中所采用的隔断电磁阀打开行程时间范围中的大值再加1-4秒，确保两个隔断电磁阀均能打开到位)，接着触发第二套压力开关量吹扫取样管路开始工作；
第三步：第二套压力开关量吹扫取样管路中的隔断电磁阀21、22和吹扫电磁阀23、24受热工分散控制系统中的自动吹扫程序控制，先同时关闭两个隔断电磁阀21、22达T21秒(参数T21为第二套压力开关量吹扫取样管路中所采用的隔断电磁阀关闭行程时间范围中的大值再加1-4秒，确保两个隔断电磁阀均能关闭到位)，然后才能同时打开两个吹扫电磁阀23、24达T22秒(参数T22为第二套压力开关量吹扫取样管路的吹扫时间)，吹扫完毕后先同时关闭两个吹扫电磁阀23、24达T23秒(参数T23为第二套压力开关量吹扫取样管路中所采用的吹扫电磁阀关闭行程时间范围中的大值再加1-4秒，确保两个吹扫电磁阀均能关闭到位)，然后同时打开两个隔断电磁阀21、22达T24秒(参数T24为第二套压力开关量吹扫取样管路中所采用的隔断电磁阀打开行程时间范围中的大值再加1-4秒，确保两个隔断电磁阀均能打开到位)，接着触发第三套压力开关量吹扫取样管路开始工作；
第四步：第三套压力开关量吹扫取样管路中的隔断电磁阀31、32和吹扫电磁阀33、34受热工分散控制系统中的自动吹扫程序控制，先同时关闭两个隔断电磁阀31、32达T31秒(参数T31为第三套压力开关量吹扫取样管路中所采用的隔断电磁阀关闭行程时间范围中的大值再加1-4秒，确保两个隔断电磁阀均能关闭到位)，然后才能同时打开两个吹扫电磁阀33、34达T32秒(参数T32为第三套压力开关量吹扫取样管路的吹扫时间)，吹扫完毕后先同时关闭两个吹扫电磁阀33、34达T33秒(参数T33为第三套压力开关量吹扫取样管路中所采用的吹扫电磁阀关闭行程时间范围中的大值再加1-4秒，确保两个吹扫电磁阀均能关闭到位)，然后同时打开两个隔断电磁阀31、32达T34秒(参数T34为第三套压力开关量吹扫取样管路中所采用的隔断电磁阀打开行程时间范围中的大值再加1-4秒，确保两个隔断电磁阀均能打开到位)，并复位结束本周期内的压力高保护开关取样管路的自动吹扫；
第五步：第四套压力开关量吹扫取样管路中的隔断电磁阀41、42和吹扫电磁阀43、44受热工分散控制系统中的自动吹扫程序控制，先同时关闭两个隔断电磁阀41、42达T41秒(参数T41为第四套压力开关量吹扫取样管路中所采用的隔断电磁阀关闭行程时间范围中的大值再加1-4秒，确保两个隔断电磁阀均能关闭到位)，然后才能同时打开两个吹扫电磁阀43、44达T42秒(参数T42为第四套压力开关量吹扫取样管路的吹扫时间)，吹扫完毕后先同时关闭两个吹扫电磁阀43、44达T43秒(参数T43为第四套压力开关量吹扫取样管路中所采用的吹扫电磁阀关闭行程时间范围中的大值再加1-4秒，确保两个吹扫电磁阀均能关闭到位)，然后同时打开两个隔断电磁阀41、42达T44秒(参数T44为第四套压力开关量吹扫取样管路中所采用的隔断电磁阀打开行程时间范围中的大值再加1-4秒，确保两个隔断电磁阀均能打开到位)；
第六步：第五套压力开关量吹扫取样管路中的隔断电磁阀51、52和吹扫电磁阀53、54受热工分散控制系统中的自动吹扫程序控制，先同时关闭两个隔断电磁阀51、52达T51秒(参数T51为第五套压力开关量吹扫取样管路中所采用的隔断电磁阀关闭行程时间范围中的大值再加1-4秒，确保两个隔断电磁阀均能关闭到位)，然后才能同时打开两个吹扫电磁阀53、54达T52秒(参数T52为第五套压力开关量吹扫取样管路的吹扫时间)，吹扫完毕后先同时关闭两个吹扫电磁阀53、54达T53秒(参数T53为第五套压力开关量吹扫取样管路中所采用的吹扫电磁阀关闭行程时间范围中的大值再加1-4秒，确保两个吹扫电磁阀均能关闭到位)，然后同时打开两个隔断电磁阀51、52达T54秒(参数T54为第五套压力开关量吹扫取样管路中所采用的隔断电磁阀打开行程时间范围中的大值再加1-4秒，确保两个隔断电磁阀均能打开到位)；
第七步：第六套压力开关量吹扫取样管路中的隔断电磁阀61、62和吹扫电磁阀63、64受热工分散控制系统中的自动吹扫程序控制，先同时关闭两个隔断电磁阀61、62达T61秒(参数T61为第六套压力开关量吹扫取样管路中所采用的隔断电磁阀关闭行程时间范围中的大值再加1-4秒，确保两个隔断电磁阀均能关闭到位)，然后才能同时打开两个吹扫电磁阀63、64达T62秒(参数T62为第六套压力开关量吹扫取样管路的吹扫时间)，吹扫完毕后先同时关闭两个吹扫电磁阀63、64达T63秒(参数T63为第六套压力开关量吹扫取样管路中所采用的吹扫电磁阀关闭行程时间范围中的大值再加1-4秒，确保两个吹扫电磁阀均能关闭到位)，然后同时打开两个隔断电磁阀61、62达T64秒(参数T64为第六套压力开关量吹扫取样管路中所采用的隔断电磁阀打开行程时间范围中的大值再加1-4秒，确保两个隔断电磁阀均能打开到位)，并复位结束本周期内的压力低保护开关取样管路的自动吹扫；
第八步：三个压力高保护开关取样管路同一时间只能吹扫其中一路；三个压力低保护开关取样管路同一时间只能吹扫其中一路，但是压力高保护开关取样管路和压力低保护开关取样管路可以同时进行自动吹扫；
第九步：优化炉膛压力高和炉膛压力低保护逻辑，在取样管路进行吹扫时把本取样压力开关测点输出强制为状态“0”，防止由于隔离电磁阀关闭不严引起炉膛压力异常保护误动。
本实施例中，在吹扫时必须先关闭隔断电磁阀，然后才能打开吹扫电磁阀，能有效防止压缩空气进入压力开关损坏测量元件；吹扫完毕后先同时关闭两个吹扫电磁阀，然后同时打开两个隔离电磁阀，接着触发下一个取样管路的吹扫，步序同上一管路吹扫。
本实施例中，三套压力高保护开关取样管路(压力高保护回路)同一时间只能吹扫一路，三套压力低保护开关取样管路(压力低保护回路)同一时间只能吹扫一路，但是压力高保护回路和压力低保护回路可以同时进行自动吹扫。可以确保一路取样管吹扫时，另外两路取样管炉膛压力开关正常工作，炉膛压力高保护和炉膛压力低保护逻辑正常三取二工作。
本实施例中，燃煤电站炉膛压力开关量取样管自动吹扫装置的设计核心思想是每一路压力开关取样管均设置两个带电关的隔断电磁阀、两个带电开的吹扫电磁阀；吹扫时必须先同时关闭两个隔断电磁阀，然后才能同时打开两个吹扫电磁阀进行压缩空气吹扫取样管路；吹扫完毕后，必须先同时关闭两个吹扫电磁阀，然后才能同时打开两个隔断电磁阀；三个压力高保护开关取样管路在同一时间只能吹扫其中一路，三个压力低保护开关取样管路在同一时间只能吹扫其中一路，但是压力高保护回路和压力低保护回路可以同时进行自动吹扫；吹扫时本取样管路压力开关输出强制为状态“0”；在DCS控制逻辑中进行按照一定时间间隔定期自动吹扫取样管路。
下面进行具体应用分析：以某电厂600MW超临界燃煤机组带自动吹扫防堵塞功能的炉膛压力开关取样装置及其控制方法为实例，介绍本发明燃煤电站炉膛压力开关量取样管自动吹扫装置及其控制方法的实际应用。
机组配置6个美国进口索尔SOR炉膛压力开关，其中3个压力开关用于检测炉膛压力高保护，另3个压力开关用于检测炉膛压力低保护；24套德国进口LOCKE电磁阀，其中12套为带电关的隔离电磁阀，另12套为带电开的吹扫电磁阀；6套不锈钢仪表管三通接头；6根取样管；机组DCS采用ABB-Bailey控制系统。上述仪表与设备按照实施例结构示意图进行安装和编号命名。炉膛压力开关10、电磁阀11、电磁阀12、电磁阀13、电磁阀14；炉膛压力开关20、电磁阀21、电磁阀22、电磁阀23、电磁阀24；炉膛压力开关30、电磁阀31、电磁阀32、电磁阀33、电磁阀34；炉膛压力开关40、电磁阀41、电磁阀42、电磁阀43、电磁阀44；炉膛压力开关50、电磁阀51、电磁阀52、电磁阀53、电磁阀54；炉膛压力开关60、电磁阀61、电磁阀62、电磁阀63、电磁阀64均接入DCS系统进行自动吹扫控制，并进行锅炉炉膛压力高、炉膛压力低主保护优化控制。
经过在DCS系统中多次手动打开和关闭操作，24套电磁阀从打开到关闭或者关闭到打开，全行程时间均为4～5秒，故设置隔离电磁阀关闭时间参数T11、T21、T31、T41、T51、T61均为8秒(保守地比隔离电磁阀关闭行程时间多3秒左右)，吹扫时间参数T12、T22、T32、T42、T52、T62均为68秒(扣除打开吹扫阀的行程时间5秒左右，实际吹扫时间约为一分钟左右)，吹扫电磁阀关闭时间参数T13、T23、T33、T43、T53、T63均为8秒(保守地比吹扫电磁阀关闭行程时间多3秒左右)，隔离电磁阀打开时间参数T14、T24、T34、T44、T54、T64均为8秒(保守地比隔离电磁阀打开行程时间多3秒左右)；根据炉膛压力开关取样装置积累粉尘的特性，设定定期自动吹扫时间间隔为30小时。在DCS操作画面，运行人员投入自动吹扫功能后，装置立刻有序地进行六个取样管路自动吹扫，而后每隔30小时会周期性进行自动吹扫操作，自动吹扫控制参数见表1。
表1 自动吹扫控制参数
此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例说明。凡依据本发明专利构思的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种燃煤电站炉膛压力开关量取样管自动吹扫装置，包括热工分散控制系统，其特征在于：还包括六套压力开关量吹扫取样管路和一根压缩空气管路；所述六套压力开关量吹扫取样管路分成三套压力高保护开关取样管路和三套压力低保护开关取样管路；每套压力开关量吹扫取样管路均包括一根取样管、四个电磁阀、一个炉膛压力开关、一个三通接头和一根吹扫管路；所述取样管的一端插装在炉膛上，取样管的另一端连接三通接头中的一号接口；三通接头中的二号接口通过管路与炉膛压力开关连接，并将四个电磁阀中的两个电磁阀安装在该管路上，并且该管路上安装的两个电磁阀为带电关的隔断电磁阀；三通接头中的三号接口连接吹扫管路的一端，吹扫管路的另一端连接压缩空气管路，并将四个电磁阀中的其他两个电磁阀安装在吹扫管路上，并且吹扫管路上安装的两个电磁阀为带电开的吹扫电磁阀；六套压力开关量吹扫取样管路中的所有电磁阀以及炉膛压力开关均与热工分散控制系统通信连接；热工分散控制系统控制六套压力开关量吹扫取样管路进行吹扫工作，其中三套压力高保护开关取样管路在同一时间只能吹扫一路，三套压力低保护开关取样管路在同一时间只能吹扫一路。
2.根据权利要求1所述的燃煤电站炉膛压力开关量取样管自动吹扫装置，其特征在于：所述压缩空气管路上安装有空气过滤器。
3.根据权利要求1所述的燃煤电站炉膛压力开关量取样管自动吹扫装置，其特征在于：六套压力开关量吹扫取样管路中的六个取样管以三个为一组插装在炉膛的左右两侧，每一组中的三个取样管自上而下依次布置，取样管以与水平面呈35°夹角向上倾斜的姿态插装在炉膛上。
4.一种如权利要求1-3任一项权利要求所述的燃煤电站炉膛压力开关量取样管自动吹扫装置的控制方法，其特征在于：
设定：六套压力开关量吹扫取样管路依次编号为第一套压力开关量吹扫取样管路、第二套压力开关量吹扫取样管路、第三套压力开关量吹扫取样管路、第四套压力开关量吹扫取样管路、第五套压力开关量吹扫取样管路和第六套压力开关量吹扫取样管路，其中第一套压力开关量吹扫取样管路、第二套压力开关量吹扫取样管路和第三套压力开关量吹扫取样管路为压力高保护开关取样管路，第四套压力开关量吹扫取样管路、第五套压力开关量吹扫取样管路和第六套压力开关量吹扫取样管路为压力低保护开关取样管路；
压力开关量吹扫取样管路不进行吹扫时的工作状态为：两个隔断电磁阀处于打开状态，两个吹扫电磁阀处于关闭状态；
控制方法步骤为：
第一步：初始化：每一套压力开关量吹扫取样管路中的隔断电磁阀和吹扫电磁阀均接入热工分散控制系统进行定时自动吹扫程序控制；
第二步：六套压力开关量吹扫取样管路依次工作：首先第一套压力开关量吹扫取样管路开始工作，第一套压力开关量吹扫取样管路中的隔断电磁阀和吹扫电磁阀受热工分散控制系统中的自动吹扫程序控制，先同时关闭两个隔断电磁阀达T11秒，然后才能同时打开两个吹扫电磁阀达T12秒，吹扫完毕后先同时关闭两个吹扫电磁阀达T13秒，然后同时打开两个隔断电磁阀达T14秒，接着触发第二套压力开关量吹扫取样管路开始工作；
其中，
参数T11为第一套压力开关量吹扫取样管路中所采用的隔断电磁阀关闭行程时间范围中的大值再加1-4秒，确保两个隔断电磁阀均能关闭到位；
参数T12为第一套压力开关量吹扫取样管路的吹扫时间；
参数T13为第一套压力开关量吹扫取样管路中所采用的吹扫电磁阀关闭行程时间范围中的大值再加1-4秒，确保两个吹扫电磁阀均能关闭到位；
参数T14为第一套压力开关量吹扫取样管路中所采用的隔断电磁阀打开行程时间范围中的大值再加1-4秒，确保两个隔断电磁阀均能打开到位；
第三步：第二套压力开关量吹扫取样管路中的隔断电磁阀和吹扫电磁阀受热工分散控制系统中的自动吹扫程序控制，先同时关闭两个隔断电磁阀达T21秒，然后才能同时打开两个吹扫电磁阀达T22秒，吹扫完毕后先同时关闭两个吹扫电磁阀达T23秒，然后同时打开两个隔断电磁阀达T24秒，接着触发第三套压力开关量吹扫取样管路开始工作；
其中，
参数T21为第二套压力开关量吹扫取样管路中所采用的隔断电磁阀关闭行程时间范围中的大值再加1-4秒，确保两个隔断电磁阀均能关闭到位；
参数T22为第二套压力开关量吹扫取样管路的吹扫时间；
参数T23为第二套压力开关量吹扫取样管路中所采用的吹扫电磁阀关闭行程时间范围中的大值再加1-4秒，确保两个吹扫电磁阀均能关闭到位；
参数T24为第二套压力开关量吹扫取样管路中所采用的隔断电磁阀打开行程时间范围中的大值再加1-4秒，确保两个隔断电磁阀均能打开到位；
第四步：第三套压力开关量吹扫取样管路中的隔断电磁阀和吹扫电磁阀受热工分散控制系统中的自动吹扫程序控制，先同时关闭两个隔断电磁阀达T31秒，然后才能同时打开两个吹扫电磁阀达T32秒，吹扫完毕后先同时关闭两个吹扫电磁阀达T33秒，然后同时打开两个隔断电磁阀达T34秒，并复位结束本周期内的压力高保护开关取样管路的自动吹扫；
其中，
参数T31为第三套压力开关量吹扫取样管路中所采用的隔断电磁阀关闭行程时间范围中的大值再加1-4秒，确保两个隔断电磁阀均能关闭到位；
参数T32为第三套压力开关量吹扫取样管路的吹扫时间；
参数T33为第三套压力开关量吹扫取样管路中所采用的吹扫电磁阀关闭行程时间范围中的大值再加1-4秒，确保两个吹扫电磁阀均能关闭到位；
参数T34为第三套压力开关量吹扫取样管路中所采用的隔断电磁阀打开行程时间范围中的大值再加1-4秒，确保两个隔断电磁阀均能打开到位；
第五步：第四套压力开关量吹扫取样管路中的隔断电磁阀和吹扫电磁阀受热工分散控制系统中的自动吹扫程序控制，先同时关闭两个隔断电磁阀达T41秒，然后才能同时打开两个吹扫电磁阀达T42秒，吹扫完毕后先同时关闭两个吹扫电磁阀达T43秒，然后同时打开两个隔断电磁阀达T44秒；
其中，
参数T41为第四套压力开关量吹扫取样管路中所采用的隔断电磁阀关闭行程时间范围中的大值再加1-4秒，确保两个隔断电磁阀均能关闭到位；
参数T42为第四套压力开关量吹扫取样管路的吹扫时间；
参数T43为第四套压力开关量吹扫取样管路中所采用的吹扫电磁阀关闭行程时间范围中的大值再加1-4秒，确保两个吹扫电磁阀均能关闭到位；
参数T44为第四套压力开关量吹扫取样管路中所采用的隔断电磁阀打开行程时间范围中的大值再加1-4秒，确保两个隔断电磁阀均能打开到位；
第六步：第五套压力开关量吹扫取样管路中的隔断电磁阀和吹扫电磁阀受热工分散控制系统中的自动吹扫程序控制，先同时关闭两个隔断电磁阀达T51秒，然后才能同时打开两个吹扫电磁阀达T52秒，吹扫完毕后先同时关闭两个吹扫电磁阀达T53秒，然后同时打开两个隔断电磁阀达T54秒；
其中，
参数T51为第五套压力开关量吹扫取样管路中所采用的隔断电磁阀关闭行程时间范围中的大值再加1-4秒，确保两个隔断电磁阀均能关闭到位；
参数T52为第五套压力开关量吹扫取样管路的吹扫时间；
参数T53为第五套压力开关量吹扫取样管路中所采用的吹扫电磁阀关闭行程时间范围中的大值再加1-4秒，确保两个吹扫电磁阀均能关闭到位；
参数T54为第五套压力开关量吹扫取样管路中所采用的隔断电磁阀打开行程时间范围中的大值再加1-4秒，确保两个隔断电磁阀均能打开到位；
第七步：第六套压力开关量吹扫取样管路中的隔断电磁阀和吹扫电磁阀受热工分散控制系统中的自动吹扫程序控制，先同时关闭两个隔断电磁阀达T61秒，然后才能同时打开两个吹扫电磁阀达T62秒，吹扫完毕后先同时关闭两个吹扫电磁阀达T63秒，然后同时打开两个隔断电磁阀达T64秒，并复位结束本周期内的压力低保护开关取样管路的自动吹扫；
其中，
参数T61为第六套压力开关量吹扫取样管路中所采用的隔断电磁阀关闭行程时间范围中的大值再加1-4秒，确保两个隔断电磁阀均能关闭到位；
参数T62为第六套压力开关量吹扫取样管路的吹扫时间；
参数T63为第六套压力开关量吹扫取样管路中所采用的吹扫电磁阀关闭行程时间范围中的大值再加1-4秒，确保两个吹扫电磁阀均能关闭到位；
参数T64为第六套压力开关量吹扫取样管路中所采用的隔断电磁阀打开行程时间范围中的大值再加1-4秒，确保两个隔断电磁阀均能打开到位；
第八步：三个压力高保护开关取样管路同一时间只能吹扫其中一路；三个压力低保护开关取样管路同一时间只能吹扫其中一路，但是压力高保护开关取样管路和压力低保护开关取样管路可以同时进行自动吹扫；
第九步：优化炉膛压力高和炉膛压力低保护逻辑，在取样管路进行吹扫时把本取样压力开关测点输出强制为状态“0”，防止由于隔离电磁阀关闭不严引起炉膛压力异常保护误动。
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