CN208365581U - 旋流燃烧器的安全监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种旋流燃烧器的安全监控系统，在每只燃烧器的一次风扩锥背火面、及对应的煤粉管道弯头处分别设置测温装置A1、测温装置A2，测温装置A1、测温装置A2分别串联报警装置A1、报警装置A2，在煤粉管道弯头处还设置有风速检测装置、压力脉动检测装置，风速检测装置、压力脉动检测装置分别串联报警装置B、报警装置C，还包括中央处理单元，中央处理单元的输出端并联有燃烧器阀门驱动装置、风门挡板驱动装置、磨煤机驱动装置，输入端并联报警装置A1、报警装置A2、报警装置B、报警装置C，能够及时发现燃烧器煤粉泄漏并采取有效措施。

Description

旋流燃烧器的安全监控系统

技术领域

本实用新型涉及锅炉技术领域，尤其是一种旋流燃烧器的安全监控系统。

背景技术

目前，旋流燃烧器被普遍应用到高参数大容量的燃煤电站锅炉中。燃煤锅炉中燃烧器区域是炉膛内温度最高的区域，燃烧器始终与高温火焰及烟气接触。当燃烧器投运时，通过燃烧器的风量大，足以冷却一次风组件等金属部件，正常情况下不会造成燃烧器的烧损。但是当燃烧器与煤粉管道接口法兰处发生煤粉泄漏，或者煤粉从燃烧器喷口泄漏到燃烧器一次风组件外，则会引发燃烧器的烧损。尤其在燃用易燃煤种的情况下，泄漏到燃烧器筒体外的煤粉燃烧起来将会烧损燃烧器平台的其他设备，而燃烧器喷口泄漏的煤粉或者燃烧器的回火将直接烧损燃烧器本身。

燃烧器被烧损主要有以下两种可能：一、燃烧器煤粉外漏。主要是泄漏部位是燃烧器与煤粉管道接口法兰处。针对该问题，现阶段常采用陶瓷纤维垫密封燃烧器与煤粉管道接口法兰，或者对燃烧器和煤粉管道接口进行焊接。但是实际运行过程中，由于燃烧器接口法兰承受煤粉管道膨胀节的反作用力，该反作用力使得法兰之间容易出现间隙。在运行过程中存在管道晃动，运行时间较长之后螺栓松动等偶发因素也可能造成法兰面间隙从而造成煤粉泄漏。目前在旋流燃烧器的设计中已经考虑防止煤粉泄漏的措施，但现有措施不能完全规避煤粉泄漏问题，泄漏后煤粉附着在燃烧器表面，特别对于极易着火的煤种，易造成燃烧器面板烧红并见明火。而若采用管道与燃烧器接口焊接的方式，虽然可以有效防止煤粉泄漏，但燃烧器不能抽出检修，为燃烧设备的运行维护带来不便。二、燃烧器煤粉内漏或者燃烧器回火。正常情况下旋流燃烧器有合适的一次风速，此时着火点远离燃烧器喷口，卷吸回流的火焰也不会将煤粉带回到燃烧器。但是当磨煤机或者风机出现出力波动或者煤粉管道堵塞等情况造成一次风速降低时，着火点离燃烧器很近，并会有部分煤粉被卷回到燃烧器喷口，在喷口附件燃烧致使燃烧器喷口变形。甚者当煤粉泄漏至燃烧器一次风组件外（二次风组件内），泄漏煤粉在燃烧器内着火。

在大型电站锅炉中，配置有多层几十只燃烧器，磨煤机、风机的故障，煤粉管道的震动以及一些误操作都可能带来燃烧器系统的煤粉泄漏，进而造成烧损设备的风险，单纯依靠巡检人员检查燃烧器及燃烧器平台是否失火，很难及时发现异常。而煤粉泄漏问题只要及时发现，有的可以通过调整手段规避继续泄漏，有的可以通过切停燃烧器防止着火，是有一系列手段来规避风险的。但如果发现不及时造成火势蔓延，会造成很大的损失，对电厂的安全生产和设备可靠性带来很大负面影响。

目前已有锅炉炉膛安全监控系统，其英文名称为Furnace SafeguardSupervisory System简称FSSS。FSSS是由燃料安全联锁系统(FSS)和燃烧器控制系统(BCS)二部分组成，该系统有煤粉燃烧器的层投切控制自动顺序启、停煤粉燃烧器，但并没有对引起燃烧器烧损的参数进行监控，也就没有对这些参数的异常提前采取及时有效的措施。

因此，需要一种燃烧器安全监控系统，在监控到燃烧器异常参数时，发出报警信号，并及时调整运行参数，或直接切停燃烧器，以保护燃烧器及其他锅炉设备。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种旋流燃烧器的安全监控系统，能够提升防止燃烧器煤粉泄漏的性能,将事故终止在萌芽阶段。

本实用新型所采用的技术方案是：在每只燃烧器的一次风扩锥背火面、及对应的煤粉管道弯头处分别设置测温装置A1、测温装置A2，测温装置A1、测温装置A2分别串联报警装置A1、报警装置A2，在煤粉管道弯头处还设置有风速检测装置、压力脉动检测装置，风速检测装置、压力脉动检测装置分别串联报警装置B、报警装置C，还包括中央处理单元，中央处理单元的输出端并联有燃烧器阀门驱动装置、风门挡板驱动装置、磨煤机驱动装置，输入端并联报警装置A1、报警装置A2、报警装置B、报警装置C，对燃烧器煤粉管道弯头处、一次风扩锥背火面的温度进行监测，当任意一个燃烧器这两处任意一处温度异常时，系统及时切停异常燃烧器，避免温度升高烧损燃烧器，且对煤粉管道的一次风风速进行监测，在一次风风速较低时，及时提高一次风风速，避免因风速过低而导致着火点离燃烧器很近且将被卷回到燃烧器喷口的煤粉点燃，同时压力脉动检测装置对煤粉管道的压力波动进行检测，在出现异常波动时，及时调整磨煤机的出力，避免因压力波动而造成煤粉泄漏。

进一步地，测温装置A1用于检测一次风扩锥背火面的温度是否超过报警设定值330℃，即当温度超过报警设定值时，存在煤粉管道发生泄漏，煤粉在燃烧器外着火时，报警装置A1报警。

进一步地，测温装置A2用于检测煤粉管道弯头处的温度是否超过报警设定值110℃，即当温度超过报警设定值时，存在火焰与燃烧器喷口很近，造成壁温升高时或者燃烧器发生内漏，煤粉在燃烧器内着火时时，报警装置A2报警。

进一步地，风速检测装置用于风速检测装置用于检测煤粉管道弯头处的一次风风速是否低于设计风速的85%，当风速检测装置检测到煤粉管道的风速低于设计风速的85%时，报警装置B报警。

进一步地，压力脉动检测装置用于检测煤粉管道的压力是否出现异常波动，当煤粉管道压力出现异常波动时，报警装置C报警。

本实用新型的有益效果是：

（1）本实用新型的监控系统能够及时发现煤粉泄漏或者燃烧器着火并采取措施及时规避和控制事故的发生。

（2）本实用新型的监控系统能够通过及时调整一次风风速，保证了煤粉管道的风速保持在合适的范围内，避免煤粉管道因风速过低而导致着火点离燃烧器很近且将被卷回到燃烧器喷口的煤粉点燃。

（3）在检测一次风风速的同时对煤粉管道的压力波动进行检测，在出现异常波动时，及时调整磨煤机的出力，避免因压力波动而造成煤粉泄漏。

（4）能够大幅提高大容量电站锅炉的可靠性，提升机组的可用率。

附图说明

图1是本实用新型测温装置的布置结构图。

图2是本实用新型风速检测装置、压力脉动检测装置的布置结构图。

图3是本实用新型的控制逻辑图。

图中标记为：1-测温装置A1，2-测温装置A2，5-风速检测装置，6-压力脉动检测装置，9-煤粉管道，10-一次风风管，11-一次风扩锥背火面。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

如图1、图2、图3所示，本实用新型的旋流燃烧器的安全监控系统，具体实施时，在每只燃烧器的煤粉管道9上与一次风风管10连接的一端顺次设置压力脉动检测装置6、风速检测装置5，并将压力脉动检测装置6、风速检测装置5分别与报警装置C、报警装置B串联，在每只燃烧器的一次风扩锥背火面11、及对应的煤粉管道9弯头处分别设置测温装置A1 、测温装置A2 。当煤粉管道9发生泄漏，煤粉在燃烧器外着火时，即测温装置A1 检测到的温度超过报警设定值330℃时，报警装置A1报警并将信号反馈给中央处理单元，中央处理单元控制燃烧器阀门驱动装置切停相应的燃烧器，并人工检排除燃烧器异常情况。当火焰与燃烧器喷口很近，造成壁温升高时或者燃烧器发生内漏，煤粉在燃烧器内着火时，即测温装置A2检测到的温度超过报警设定值110℃时，报警装置A2报警并将信号反馈给中央处理单元。当风速检测装置5检测到某只煤粉管道9的风速低于设计风速的85%时，报警装置B报警并将信号反馈给中央处理单元，中央处理单元控制风门挡板驱动装置转动以提高对应燃烧器的一次风风速，至报警信号B解除。当压力脉动检测装置6检测到煤粉管道9的压力波动异常时，报警装置C发出报警信号。

若报警装置B单独报警，报警装置C单独报警，或者报警装置B和报警装置C同时报警，中央处理单元控制风门挡板驱动装置转动以提高对应燃烧器的一次风风速至设计风速的120%情况下，报警信号仍未解除，中央处理单元控制磨煤机驱动装置降低对应磨煤机的出力，降低磨机出力运行后若报警信号仍未解除，则切停相应的燃烧器。

当报警装置B或报警装置C与报警装置A2同时报警时，中央处理单元控制风门挡板驱动装置转动以提高对应燃烧器的一次风风速，若报警信号仍未解除，中央处理单元控制磨煤机驱动装置降低对应磨煤机的出力。降低磨机出力运行后若报警装置B或报警装置C的报警信号解除，报警装置A2的报警信号仍未解除，可继续维持运行但需要时人工对报警燃烧器进行检查。

本实用新型的监控系统既适用于燃用褐煤或又适用燃用烟煤的煤粉锅炉，以1000MW等级的燃用褐煤的煤粉锅炉为例，其配置有56个旋流燃烧器，同样1000MW等级燃用烟煤的煤粉锅炉，其配置48个旋流燃烧器。不管是燃用褐煤的煤粉锅炉还是燃用烟煤的煤粉锅炉，燃烧器的巡检工作量都很大，同时燃烧器数量多，发生泄漏的风险也会越大。这每只燃烧器加装温度、风速、压力脉动检测点后，能够实现在线监控，自动报警，自动切换运行模式，能够效防止燃烧器及其他设备烧损，防止事故蔓延，可有效提高机组的安全可靠性。

Claims (5)

1.旋流燃烧器的安全监控系统，其特征在于：在每只燃烧器的一次风扩锥背火面、及对应的煤粉管道（9）弯头处分别设置测温装置A1（1）、测温装置A2（2），测温装置A1（1）、测温装置A2（2）分别串联报警装置A1、报警装置A2，在煤粉管道（9）弯头处还设置有风速检测装置（5）、压力脉动检测装置（6），风速检测装置（5）、压力脉动检测装置（6）分别串联报警装置B、报警装置C，还包括中央处理单元，中央处理单元的输出端并联有燃烧器阀门驱动装置、风门挡板驱动装置、磨煤机驱动装置，输入端并联报警装置A1、报警装置A2、报警装置B、报警装置C。

2.如权利要求1所述的旋流燃烧器的安全监控系统，其特征在于：测温装置A1（1）用于检测一次风扩锥背火面（11）的温度是否超过报警设定值330℃。

3.如权利要求1所述的旋流燃烧器的安全监控系统，其特征在于：测温装置A2（2）用于检测煤粉管道（9）弯头处的温度是否超过报警设定值110℃。

4.如权利要求1所述的旋流燃烧器的安全监控系统，其特征在于：风速检测装置（5）用于检测煤粉管道（9）弯头处的一次风风速是否低于设计风速的85%。

5.如权利要求1所述的旋流燃烧器的安全监控系统，其特征在于：压力脉动检测装置（6）用于检测煤粉管道（9）的压力是否出现异常波动。