锅炉保护定值.docx
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锅炉保护定值
版次
REV.
锅炉保护限定值
产品型号SG-640/12.5-M3002
MODELOFPRODUCT
产品名称640t/h超高压自然循环锅炉
NAMEOFPRODUCT
编号3002-1-8603
SERLESNO.
编制日期
PREPAREDBYDATE
校对日期
CHECKEDBYDATE
审核日期
REVIEWEDBYDATE
批准日期
APPROVEDBYDATE
2014年09月
目录
1.概述---------------------------------------------------------------3
2.锅炉保护限定值------------------------------------------------3
3.燃烧器二次风挡板控制和炉前油系统整定值------------4
4.锅炉炉膛安全监控系统（FSSS）----------------------------9
1.概述
640t/h超高压自然循环锅炉是我公司开发制造的典型优质产品，为保证锅炉能安全、稳定、可靠地运行以及配合设计院等有关单位的设计工作，我公司编制了这本《锅炉保护限定值》。
2.锅炉保护设定值
锅炉保护限定值是提供给锅炉自动控制各系统的整定值，对锅炉设备起到安全监督和保护作用，也是锅炉运行中必不可少的控制值。
当超过限定值时，自控系统根据不同的整定值，发出报警指示或主燃料切断信号致使立即停炉。
过高的限定值起不到对设备的安全保护作用，而过低的限定值会导致停炉次数频繁，造成不必要的停炉损失。
因此保护限定值的确定是非常重要的，其大小必须与设计要求相吻合，达到最佳控制值。
2.1.汽温的调节范围
锅炉在定压运行时，在70%～100%铭牌出力范围内，过热蒸汽、再热蒸汽出口温度为5415℃。
锅炉在滑压运行时，在50%～100%铭牌出力范围内，过热蒸汽、再热蒸汽出口温度为5415℃。
2.2.炉膛烟气压力
炉膛水冷壁和刚性梁的设计已考虑了能承受由于锅炉不正常燃烧工况所引起的内爆及外爆而产生的烟气压力，其设计限定值如下表：
序号
项目
单位
限定数值
1
炉膛设计压力
Pa
±5800
2
瞬间承受最大压力
Pa
±8700
3
炉膛报警压力（上、下限）
Pa
±996
4
燃料切断自动跳闸压力（上、下限）
Pa
+3240
-2490
2.3.锅筒水位
锅筒内径Φ1600mm，锅筒正常水位在锅筒中心线以下150mm，其高低水位、高低水位报警值，高低水位跳闸限定值如下表：
序号
名称
单位
限定数值
1
正常水位
mm
汽包中心线以下-150
2
正常水位范围：
最高
最低
mm
mm
正常水位线+50
正常水位线-50
3
高水位报警
mm
正常水位线+100
4
低水位报警
mm
正常水位线-100
5
高水位跳闸
mm
正常水位线+210
6
低水位跳闸
mm
正常水位线-230
2.4.锅筒上下壁温差
锅炉在启、停和正常运行中，锅筒上下壁温差均不大于50℃。
2.5.受热面炉外壁温测点
在锅炉受热面中由于过热器管内流的是高温蒸汽，管子处在高温烟气辐射、对流高热负荷区，工作条件较为恶劣，并且管子壁温随着运行工况的变化而变化，因而在实际运行中其壁温会偏离原计算值，偶而会出现超温威胁锅炉的安全运行。
为确保安全，在设计时，根据管子材料及运行工况计算了管子最大允许金属温度的限定值报警温度，以便用户在运行中监控，当超过限定值时，立即发出报警信号。
过热器各受热面管子的计算金属报警温度如下表：
序号
报警管子具体部位
单位
报警温度
1
低温过热器外圈第1根管子出口
℃
481
2
屏式过热器外圈第1根管子出口
℃
531
3
高温过热器外圈第1根管子出口
℃
580
注：
1、受热面横向排数按自左向右编号。
2、管子报警温度的测点应装设于被监控管子的炉外出口管端上。
2.6.启动时的炉膛出口烟温
锅炉启动时，过热器中不能建立正常的冷却介质流量，受热面管子得不到适当的冷却。
不膛出口烟温不超过540℃。
（更详细的资料请参见《产品说明书》。
）
3.燃烧器二次风挡板控制和炉前油系统整定值
3.1.燃烧器布置在四角上，为四角切圆燃烧系统。
四个角的燃烧器喷嘴拥有各自的摆动连杆。
通过摇臂装置和主连杆由驱动装置驱动，煤粉喷嘴可上、下摆动各20，二次风喷嘴可上、下摆动各30，顶部二次风喷嘴可手动上、下摆动各15。
AGP喷嘴可上、下摆各30，水平摆+15到-15。
为保证喷嘴摆动机构正常运行，每天在适当时候需要操作上下摆动喷嘴，然后恢复到原始位置。
本燃烧器装有3层（12支）供暖炉用进退式机械雾化油枪，该油枪可用来暖炉、升压、引燃和稳燃相邻煤粉喷嘴。
有关油枪及进退机构的安装、使用及维修要求详见有关资料。
油枪总出力为30%BMCR。
3.2.风门挡板的控制
3.2.1周界风挡板的控制
周界风挡板的开度是与其相关联的给煤机转速的函数，如下图所示：
注：
100%的给煤机转速是指4台磨运行、锅炉出力为BMCR时的给煤机转速。
3.2.2二次风挡板的控制
二次风挡板是调节二次风室中的空气与炉膛出口处烟气之间的压差P。
P与
锅炉负荷成函数关系。
3.2.3燃尽风挡板开度的控制
燃尽风挡板开度是总空气测量流量的函数。
如下列表格所示。
总空气测量流量与紧凑燃尽风的函数关系如下：
UAP燃尽风挡板开度（%）
0
0
80
100
100
总空气测量流量（%BMCR）
0
40
50
52.5
100
总空气测量流量与AGP1的函数关系如下：
AGP1挡板开度（%）
0
0
80
100
100
总空气测量流量（%BMCR）
0
50
60
62.5
100
总空气测量流量与AGP2的函数关系如下：
AGP2挡板开度（%）
0
0
80
100
100
总空气测量流量（%BMCR）
0
60
70
72.5
100
总空气测量流量与AGP3的函数关系如下：
AGP3挡板开度（%）
0
0
80
100
100
总空气测量流量（%BMCR）
0
70
80
82.5
100
3.2.4油枪层风门挡板的控制如下图所示：
（1）当油枪投入运行，进行锅炉启动或低负荷助燃时，该油枪层风门挡板应在同一层四根油枪中的第三根投入运行以后，方才打开到一定位置，然后挡板开度随着油压的变化而变化，这时油枪层风门挡板开度是燃料油压力的函数。
如下图所示：
当油压力为油枪最大出力的油压的20%时，风门开度为10%，以后随着油压的升高，风门挡板的开度逐渐增加，至50%时，风门全开。
（2）油枪切除运行后，应该先进行3-6分钟清扫，接着该油枪层的风门挡板作为二次风挡板投入运行（置入P控制）。
（3）如果与油枪层相邻的一次风室也在运行，则油枪层的风门挡板应作为二次风门挡板置入P控制，而不管该层油枪的压力如何。
3.2.5紧急停炉和炉膛吹扫时的挡板控制
（1）当因制粉系统故障过其它原因引起锅炉紧急停炉时，所有的燃烧器二次风门挡板全开。
（2）炉膛吹扫时，一次风A、B、C、D、E的周界风挡板全关，底层二次风AA全开，其余的二次风挡板位置P。
注：
上述二次风挡板控制原则仅供运行人员和自控设计人员参考，实际由燃烧调整试验确定。
参看6803002-1-8661《燃烧设备说明书》。
3.3.二次风门挡板控制总表：
二次风门挡板控制总表
二次风门挡板
炉膛吹扫
油枪暖炉
煤油混烧（40%BMCR）
单烧煤（≥40%BMCR）
AGP3
全关
全关
全关
见3.2.3相关表格
AGP2
全关
全关
全关
见3.2.3相关表格
AGP1
全关
全关
全关
见3.2.3相关表格
UAP
全关
全关
全关
见3.2.3相关表格
EE
置P
全关
如E磨投入运行，置入P控制，否则关闭
如E磨运行，置入P控制，否则关闭
E
全关
如DE层油枪投入运行，置入P控制，否则关闭
如E磨投入运行，开度为该给煤机转速的函数，否则关闭。
E磨投入运行，开度为该给煤机转速的函数，否则关闭。
DE
置P
如果油枪投入运行，开度是油压的函数，不然关闭
E或D磨运行，置P控制，E和D磨停油枪投入，则开度油压的函数，否则关闭
如E或D磨运行，置P控制，E和D磨停则关闭。
D
全关
同E层
如D磨投入运行，开度为该给煤机转速的函数，否则关闭。
D磨运行，开度为该给煤机转速的函数，否则关闭。
CD
置P
全关
D或C磨运行，置P控制；D和C层停，则关闭
D或C磨运行，置P控制；D和C层停，则关闭
C
全关
若BC层油枪投入运行，置P控制，否则关闭。
如C磨投入运行，开度为该给煤机转速的函数，否则关闭。
如C磨投入运行，开度为该给煤机转速的函数，否则关闭
BC
置P
同DE层
C或B磨运行，置P控制；C或B磨停，油枪投入，则开度为油压的函数，否则关闭
C或B磨运行，置P控制；C和B层停，则关闭
B
全关
如BC或AB层油枪投入运行，置入P控制，否则关闭
如B磨投入运行，开度为给煤机转速的函数，否则关闭
B磨运行，开度为给煤机转速的函数，否则关闭
AB
置P
同DE层
B或A磨运行，置P控制，B和A磨停油枪投入，则开度油压的函数，否则关闭
B或A磨运行，置P控制，B和A磨停，则关闭
A
全关
如AB层油枪投入运行置入P控制，否则关闭
如A磨运行，开度为给煤机转速的函数，否则关闭
A磨运行，开度为给煤机转速的函数，否则关闭
AA
全开
全开
全开
全开
3.4.炉前油系统仪表开关整定值（参考炉前油系统图：
5013002-D1-10）
序号
内容
型号及KKS码
设定值
数量
备注
1
炉膛压力低报警压差开关
J402-521-M202
B1HBK02CP005
-996Pa
1
全天候
SAP号：
8513002-1P01
2
炉膛压力低切除压差开关1
J402-521-M202
B1HBK02CP002
-2490Pa
1
全天候
SAP号：
8513002-1P02
3
炉膛压力低切除压差开关2
J402-521-M202
B1HBK02CP003
-2490Pa
1
全天候
SAP号：
8513002-1P03
4
炉膛压力低切除压差开关3
J402-521-M202
B1HBK02CP008
-2490Pa
1
全天候
SAP号：
8513002-1P04
5
炉膛压力高报警压差开关
J402-441-M202
B1HBK02CP004
+996Pa
1
全天候
SAP号：
8513002-1P05
6
炉膛压力高切除压差开关1
J402-442-M202
B1HBK02CP001
+3240Pa
1
全天候
SAP号：
8513002-1P06
7
炉膛压力高切除压差开关2
J402-442-M202
B1HBK02CP006
+3240Pa
1
全天候
SAP号：
8513002-1P07
8
炉膛压力高切除压差开关3
J402-442-M202
B1HBK02CP007
+3240Pa
1
全天候
SAP号：
8513002-1P08
9
轻油供油温度允许温度开关
B122-120-M202
B1HJF01CT001
0℃
1
防爆型
SAP号：
8513002-1P09
10
吹扫蒸汽温度低报警温度开关
F402-8BS-W050-M202
B1HJR01CT001
250℃
1
全天候
SAP号：
8513002-1P10
11
轻油滤油器滤网差压变送器
EJA110A
B1HJF01CP151
0-0.5MPa
1
带仪表阀
SAP号：
8513002-1P11
12
轻油母管压力变送器
EJA530A
B1HJF01CP101-104
0-5MPa
4
带仪表阀
SAP号：
8513002-1P12
13
吹扫蒸汽母管压力变送器
EJA530A
B1HJR01CP101
0-2MPa
1
带仪表阀
SAP号：
8513002-1P13
4.炉膛安全监控系统（FSSS）
随着电站单元机组容量变得越来越大，锅炉的安全和正常运行所必须的监控也变得越来越复杂，这就使得普通的操作人员很难准确而迅速地处理许多危及锅炉安全的异常现象。
锅炉炉膛安全监控系统,其英文名称为FurnaceSafeguardSupervisorySystem简称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，它能在锅炉正常启动、运行和停止等运行方式下，连续监视燃烧系统的参数和状态，并进行逻辑运算和判断，借助控制装置对给定的输入用预先编制的程序给予快速反应使得复杂的安全联锁程序自动进行，以保证锅炉炉膛及燃料系统设备的安全，就可更有效地提高锅炉运行的安全性。
它在防止运行人员操作事故及设备故障引起锅炉炉膛爆炸方面起着重要作用。
4.1系统的基本功能
本系统的主要功能包括:
（1）炉膛吹扫
（2）主燃料跳闸MFT（MainFuelTrip）
（3）发出跳闸原因显示和记忆（至DAS）
（4）炉膛正、负压保护
（5）汽包水位保护
（6）泄漏试验
（7）油燃烧器点火和熄火控制（远程顺序点火和就地点火）
（8）煤粉燃烧器的层投、切控制
（9）负荷的快速返回（RB）
（10）炉膛灭火保护
（11）火焰检测
（12）火检探头冷却风系统的管理
（13）跳闸阀和循环阀的联锁控制
（14）联锁和报警
4.2主要技术原则
4.2.1锅炉跳闸（MFT）
当发出下列条件之一时,FSSS系统则立即切断锅炉主燃料,机组停止运行，并显记忆首出跳闸原因：
（1）手动紧急停炉
（2）送风机均跳闸
（3）引风机均跳闸（4）预热器全部跳闸
（5）MCS电源丧失（6）汽包水位高越限
（7）汽包水位低越限（8）锅炉点火失败
（9）炉压高越限（三取二）（10）炉压低越限（三取二）
（11）全炉膛燃料丧失（12）全炉膛火焰丧失
（13）火检冷却风丧失（延时）（14）风量小于最小值
4.2.2MFT跳闸继电器动作时，应同时对下列设备发出动作指令。
（1）关闭暖炉油母管跳闸阀
（2）切除全部给煤机
（3）切除全部磨煤机（4）送风机、引风机从自动转为手动
（5）切除程控吹灰器（6）开所有二次风门挡板
（7）关闭减温水调节阀（8）关闭主汽门
（9）除尘器跳闸（10）送信号给CCS
（11）关全部快关阀
4.2.3锅炉炉膛吹扫
炉膛吹扫是锅炉点火前和锅炉点火失败后必须进行的操作程序。
炉膛吹扫的目的是将锅炉炉膛和烟道内积存的可燃混合物排除掉，完整的吹扫过程是燃烧器必要的点火条件之一。
在5分钟吹扫过程中，如果失去任一项吹扫条件，控制逻辑将立即中断吹扫程序，并发出报警，待吹扫条件全部满足，重新吹扫。
吹扫条件为:
（1）有送风机运行
（2）有引风机运行
（3）所有油角快关阀关闭（4）燃油跳闸阀关
（5）无MFT指令（6）所有给煤机停
（7）所有磨煤机停（8）汽包水位正常
（9）所有火检指示无火（10）风量适当
（11）火检冷却风正常（12）预热器运行
（13）电除尘器停运（14）二次风门挡板在调节位
（15）油泄漏试验完成或旁路（16）FSSS系统电源正常
在运行操作站上,设有相应状态显示显示上述条件,并根据工况,分别显示“吹扫允许”“吹扫进行”、“吹扫中断”和“吹扫完成”，吹扫完成指令同时自动复位MFT继电器。
4.2.4泄漏试验
泄漏试验在锅炉点火前必须进行的程序，它是检查燃油跳闸阀和跳闸阀至各油枪入口快关阀之间的管道和阀门有无泄漏现象。
泄漏试验由运行人员在CRT上操作，如果泄漏试验失败则炉膛吹扫不成功，系统发出泄漏试验失败信号，经处理后重新开始泄漏试验。
4.2.5油燃烧器点火和熄火控制（集控室和就地）
油燃烧器控制方式分单角、对角和层控制。
当单角控制方式时，可通过软手操对所选定的油角进行启、停控制；当对角控制方式时，可通过软手操对1、3角或2、4角进行启、停控制。
当对层控制方式时，可通过软手操对油层进行启、停控制。
4.2.5.1在油枪可投入运行之前,FSSS控制系统检查下列许可条件:
（1）主燃料跳闸复归。
（2）火焰检测器系统正常（电源、冷却风压）。
（3）油枪快关阀关闭。
（4）点火油母管跳闸阀打开。
（5）炉膛风量适当或至少有一层煤粉燃烧器投运。
点火油供油压力不低。
4.2.5.2当以上这些条件满足后,在CRT操作站上显示“允许点火”信号,且当各个油枪的点火条件满足后,油枪可以投入运行。
4.2.5.3由运行人员投入油枪时,系统设计时考虑给运行人员提供投入单个油枪或一对油枪的灵活性。
4.2.5.4在运行人员通过CRT操作站启动一个指定的燃烧器组进行点火时,系统能根据时间顺序,开启快关阀。
如在设定时间内某油枪未被证实点燃,关闭其对应的快关阀,并发出“点火失败”的报警。
在维持吹扫风量的前提下,允许再进行下一次点火,但至少相隔一分钟以上。
禁止在没有查明或纠正点火失败原因之前就试图重复再点火操作。
4.2.5.5许可条件丧失或在指定时间内不能完成运行程序,则中断此程序。
4.2.5.6运行人员能通过操作CRT操作站中断运行程序,停止运行程序的过程能监视并被证实。
任何一个阀门不能关闭的情况下,产生一个“断油不成功”的报警。
4.2.5.7就地点火操作受系统逻辑和许可条件的约束,油枪跳闸信号闭锁所有就地操作,并切断燃料。
4.2.5.8正常情况下退出油枪时,对油枪进行吹扫。
油枪吹扫可由运行人员或燃烧器控制逻辑来完成。
油枪吹扫条件为:
（1）燃烧器逻辑不处于燃烧器点火方式。
（2）油枪进到位。
（3）燃烧器油阀关闭。
（4）无MFT条件存在。
（5）吹扫介质压力正常。
4.2.5.9当油枪吹扫条件满足时,吹扫指令将按下列顺序启动油枪吹扫:
（1）启动高能点火器;
（2）打开吹扫阀;
（3）吹扫5分钟;
（4）证实点火器投运后一定时间内,吹扫阀未打开,则停止吹扫。
只有上述所有油枪吹扫条件满足,油枪将吹扫5分钟,一旦油枪吹扫过程中断或启动失败,则给出“油枪吹扫闭锁”报警信号,并指明哪个油枪吹扫被闭锁。
当下列任一条件出现时闭锁油枪吹扫:
（1）油枪吹扫期间,吹扫介质丧失。
（2）MFT动作。
（3）油枪进不到位。
油角启停过程中控制对象是：
油枪进退，高能点火枪进、打火，燃油快关阀的开关，吹扫阀的开关，油燃烧器辅助风门挡板的开、关。
4.2.6煤粉燃烧器的投切控制（集控室）
煤粉燃烧器控制方式有遥控操作方式和程控操作方式。
遥控操作是指运行人员通过CRT操作单独启、停给煤机，磨煤机，风门等各种设备；程控操作是通过机组程控顺序按照规定的逻辑程序、联锁条件对给煤机、磨煤机、风门等设备进行顺序启、停控制。
启停过程中控制对象是：
给煤机、磨煤机、风门等各种设备。
4.2.7二次风门挡板的控制
在锅炉处于停炉、炉膛吹扫、锅炉点火以及负荷升降等不同状态时，挡板控制逻辑将按照燃烧工程师预先给定的原则控制各层辅助风挡板、周界风挡板和顶部燃烧风挡板的全开、全关（最小开度）。
其开度大小由MCS执行。
（见前节所述）
4.2.8火焰检测
对油燃烧器每只油枪设置一只火检探头进行单火嘴监视,对煤粉燃烧器进行单喷嘴火焰监视。
当一层有3个以上火检指示无火时，即为该层火焰丧失，所有层火焰均丧失时即建立一个全炉膛灭火信号,并产生MFT。
火焰检测器的使用请查阅火焰检测器的使用说明书。
4.2.9探头冷却风机的控制
冷却风机二台，互为100％备用，控制方式有两种，即集控室启、停和就地启、停，两台风机通过压力联锁，自动启、停。
4.2.10燃油跳闸阀、循环阀的联锁控制
在运行操作站（CRT）设有开、关按钮，在紧急跳闸盘上设有关按钮。
4.2.11快速减负荷（RB）
锅炉主要辅机在运行过程中发生故障而不能带满负荷运行时，RB逻辑将按当时燃烧器投运情况和有利于炉膛火焰稳定的原则，迅速切除部分燃烧器，把投入炉膛的燃料量降低到同主要辅机运行相适应的程度。
发出减负荷指令条件有：
（1）两台送风机在运行，停一台
（2）两台引风机在运行，停一台
（3）两台一次风机在运行，停一台（4）两台预热器在运行，停一台
（5）给水泵仅剩一台在运行
4.2.12显示
需要显示的图象：
FSSS系统图、给粉系统图、油及煤燃烧器图、油母管图、火检工况图、二次风门图，冷却风机图等。
需要显示的允许条件：
炉膛吹扫、锅炉点火、允许投粉、给粉机启停、油煤燃烧器启停、首次跳闸原因等等。
4.2.13联锁和报警
报警系统是提醒运行人员该机组已处于特定工况，应采取必要的措施，另外也可指示出所发生的故障、危险工况和误操作等。
主要报警项目有：
MFT、吹扫中断、泄漏试验失败、油层启动不成功、油层切除不成功、点火器退出不成功、油系统油压低、火检故障、火检冷却风压力低、FSSS电源故障、RB、煤层启动不成功、CCS电源丢失、炉膛压力高、炉膛压力低、汽包水位高、汽包水位低、燃油压力低、燃油温度低、临界火焰、角火焰丧失等等。
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