双直锅炉灭火保护频繁动作原因分析及处理

(秦华发电有限责任公司，陕西 秦岭 714206)

1 问题与危害

    秦华发电有限责任公司装有2台400 t/h"双直"锅炉(直流锅炉配直吹式制粉系统)，分别安装GAZ-ICD型和GMZ-ICD型锅炉炉膛安全保护装置(简称灭火保护装置)。2号炉灭火保护自安装以来动作频繁，且多次是在炉膛内掉焦或落灰冒正压时发生的，保护动作时灭火保护装置面板上的16根火柱全部熄灭或部分熄灭，出现"炉内无火"光字牌，而炉膛常规火焰监视电视屏幕上还可看到火焰，说明在此情况下灭火保护装置的动作并不正确。这种情况在煤质差时或煤中灰份含量大时尤为突出，曾创下3天内灭火保护动作5次的记录。由于直流炉每次灭火时都必须切换为启动分离器运行，每次切换分离器是通过十几个电动阀门对称平衡切换，而当其中的电动阀门操作中发生故障时可能导致切换分离器失败，其结果是带水蒸汽进入过热器产生二次膨胀，使锅炉出口主蒸汽温度急剧下降或带水，逼迫汽轮机打闸停机造成事故。再则，锅炉发生灭火到把锅炉恢复到正常出力一般需要30 min左右，在此期间炉膛内容积热负荷发生急剧变化，使锅炉水冷壁及受热面管材产生巨大交变热应力，给炉管造成内伤，缩短炉管使用寿命。锅炉的频繁灭火如果保护动作不正确或处理不当，还会造成锅炉打炮，对电厂的安全生产构成直接威胁，因此锅炉的频繁灭火问题必须尽快解决。

2 灭火保护频繁动作的原因分析

    锅炉灭火保护装置设计有16个火焰检测探头，分四层布置在四角喷燃器对应的左侧炉墙上，逻辑回路采用了每层4取3和四层4取3作为炉内无火的逻辑判别，其动作条件还并列有炉膛压力正、负越限(±1 300 Pa)。2号炉灭火保护装置安装时，其火检探头测孔借用了过去的火焰探测孔，其探测孔距喷燃器太近，角度也不合适，炉膛稍有扰动灭火保护就动作。投运初期灭火保护就动作频繁，曾将锅炉常规火焰监视探头信号引入灭火保护逻辑回路作为旁证。但由于接线的改变对保护的正确动作有一定弊端，故改在炉墙上另外开孔安装火检探头，恢复原保护接线。此后在煤质好的时候，炉子掉焦不多情况下灭火保护频繁动作问题并不突出，但当劣质煤、煤矸石大量进厂，入炉煤热值由原来的20±2 MJ下降到12±3 MJ，煤中灰份含量由过去的28%±4%上升到50%±5%，燃烧稳定性差，炉膛掉大焦、落灰很频繁，灭火保护动作也就更频繁。这就是3天内发生5次灭火的起因。

    开始认为是火检探测孔上的防漏风玻璃在掉焦、落灰冒正压时粘煤灰所致，后将玻璃抽掉，灭火保护依然动作频繁。灭火保护动作时从炉膛火焰监视电视屏幕上还可看到火焰，而每次灭火保护装置动作的逻辑判据都是"炉内无火"，核查保护逻辑、控制回路均未发现问题。参照在同等煤质条件下运行的1号炉灭火保护(属同类型保护)并没有出现如此频繁的动作情况，再对1号炉灭火保护装置与2号炉灭火保护装置的探测回路进行比照检查，发现1号炉灭火保护测量探头距探火孔外沿距离都在30 cm以上，最大的距离为45 cm，而2号炉灭火保护测量探头距探火孔外沿最大距离不到20 cm，最小的距离还不到4 cm。所以当锅炉掉大焦或发生大量落灰冒正压时，粉、煤、灰从火焰探测孔扑出时会粘在探头上或遮挡住探头前的火光，使火检探头测不到炉膛火焰。

3 问题的处理与效果

   在查出2号炉灭火保护装置误动作的真正原因后，以不影响正常测量到火柱的充满度为原则，将装置测量探头后移到距火焰探测孔外沿30 cm以外的位置。经过多月的运行，2号炉再未发生过灭火保护装置误动或拒动现象。随后参照200 MW机组锅炉同型号灭火保护探头安装位置，在2号炉第四层喷燃器高度四侧墙各自的正中位置重新开孔，将第四层火检探头移到炉墙正中位置，以实现对炉膛燃烧中心的监视，从而保证灭火保护装置的动作正确性和可靠性。