文川++王奋进
摘 要：从火检的安装和结焦情况、燃煤的煤质、磨煤机的运行配置、运行人员的经验等方面对四川华电珙县发电有限公司#2机组发生的临界火焰保护动作MFT事故进行分析，并提出相应的预防措施。
关键词：临界火焰；W型火焰锅炉；火检；煤质；磨煤机
中图分类号：TK227 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）20-0097-02
四川华电珙县发电有限公司（以下简称珙县电厂）一期工程为2×600MW超临界机组，锅炉采用东方锅炉（集团）股份有限公司制造的DG-1950/25.4-Ⅱ8型超临界参数、W型火焰燃烧、垂直管圈水冷壁变压直流、一次再热、平衡通风、固态排渣、全钢架、全悬吊结构П型锅炉。锅炉配套有6台双进双出磨煤机，24只双旋风煤粉浓缩燃烧器，每台磨煤机带4只煤粉燃烧器，双旋风煤粉燃烧器顺列布置在下炉膛的前后墙炉拱上，前、后墙各12只。制粉系统配置6套冷一次风机正压直吹式制粉系统，每套系统由1台双进双出磨煤机、两台电子称重给煤机、2台动态煤粉分离器组成。
珙县电厂#2机组于2011年8月投产。2016年11月21日，珙县电厂#2机组发生一起因锅炉临界火焰保护动作导致的机组非停事件。这是珙县电厂投产以来第一次因为临界火焰保护动作而发生的机组非停事件，本文通过对这起事件发生的原因进行分析，提出对应的预防措施，防止此类事件再次发生。
1 临界火焰保护动作过程及原因分析
1.1 临界火焰保护动作过程
11月21日22：00，#2号机组发电负荷365MW，磨煤机A、B、C、E运行，炉膛负压-141Pa，燃烧稳定。22：10，脱硫值班人员通知值长脱硫E浆液循环泵减速机温度高已停运需检修，同时煤质较差，原烟气含硫量10030mg/m3（脱硫设计值上限为9062mg/m3）无法满足SO2达标排放。22：19，值长下令机组发电负荷由365MW减到330MW。22：47发电负荷减到330MW，炉膛负压-158Pa。23：12，發电负荷330MW，炉膛负压-153Pa。23：12：27，#2机组跳闸，事故首出为锅炉“临界火焰”保护动作，MFT动作。
1.2 临界火焰保护动作原因分析
临界火焰是指在一定时间内，炉膛内熄火燃烧器的数量与总的运行燃烧器数量之比达到某百分数，炉膛燃烧不稳，出现灭火前的“临界火焰”[1]。出现了临界火焰时，如果不触发MFT则会在炉膛中形成可燃性混合物的积累，进而引起炉膛爆燃事故的发生。
珙县电厂锅炉主保护中临界火焰的定义为：锅炉负荷>35%BMCR；无RB动作；A-F组（包括油和煤燃烧器）9s内无火焰数量>2个；A-F组（包括油和煤燃烧器）9s内无火焰数量，在运行的燃烧器火焰数量中占比>0.5，四个条件同时满足则临界火焰动作触发MFT。
通过调用DCS系统历史趋势和SOE记录追踪确认：运行的A、B、C、E四台磨煤机对应A1—A4、B1—B4、C1—C4、E1—E4火检，其火检信号在机组减负荷前，相对较为稳定，波动较小；减负荷后，信号相应减弱，部分信号波动较大。在“临界火焰”保护动作前9秒内16支煤火检中有8支（A1、A4、B1、B2、B4、C1、C2、E2，如图1）检测到无火信号（熄火数量占50%），“临界火焰”保护动作，锅炉MFT，联动汽机ETS保护动作，发电机解列。
1.2.1 火检的影响
如果火检安装位置不合适，将会影响火检对火焰的测量。历史经验表明，在365MW的基本发电负荷下，煤质较好，燃烧情况稳定，运行磨煤机对应的火检都能检测到火焰，说明火检安装位置是合适的。如果火检结焦，也会影响对火焰的测量，据观察当时火检不存在结焦情况。如果火检故障，将有可能导致临界火焰动作误动。临界火焰动作后，对火检测量系统检查，结果表明火检测量系统均正常。同时对机组DCS系统的工作情况检查也正常，表明此次 “临界火焰”保护动作是正确的，不存在误动情况。
1.2.2 煤质的影响
珙县电厂设计燃用煤种为无烟煤，收到基低位发热量19.2MJ/kg、空干基全硫2.8%。11月1-20日，进汽车煤4.01万吨，收到基平均低位发热量15.74MJ/kg，干燥基平均硫分 2.98%；进火车煤4.18万吨，收到基平均低位发热量16.665MJ/kg。燃煤掺配采取分时段方式进行（当日上煤情况：13：35-15：30向原煤仓上汽车混煤1250吨，平均热值16.37兆焦/千克，平均硫分2.92%；19：00-20：35向原煤仓上火车混煤850吨，平均热值17.58兆焦/千克，平均硫分3.2%），只考虑了平均热值和硫分，没做到全时段上煤热值、硫分的合理均匀，各煤斗之间进煤煤质不一样，同一煤斗也存在不同煤质分层情况，掺配掺烧效果差。在低至330MW负荷情况下出现炉膛底部燃烧气氛不好、着火推迟的现象，致使部分火检信号出现大幅波动，达到“临界火焰”保护动作条件，这是此次临界火焰保护动作的主要原因。
1.2.3 磨煤机运行情况的影响
珙县电厂煤粉燃烧器布置型式如图1，从图中可以看出，为了较好的形成W火焰使燃烧稳定，同时也为了确保炉膛热负荷均匀，4台磨煤机运行时，最好在A、B、C三台磨中选两台，在D、E、F三台磨中选两台。当班因为D2、F1、F2原煤仓不下煤，无法运行D、F磨煤机，被迫只能运行A、B、C、E磨煤机，导致无法形成良好的W火焰，同时前墙左侧和后强右侧燃烧较弱。在发电负荷降至330MW后，炉膛燃烧减弱，为临界火焰保护动作埋下了隐患，这是临界火焰保护动作的原因之一。
1.2.4 运行人员经验的影响
对运行值班人员而言，经验是十分重要的，但过分的依赖经验也容易出现问题。机组历年曾多次降负荷至发电负荷330MW左右，都燃烧稳定且没有投油稳燃。此次减负荷前后，炉膛负压、氧量和全炉膛火焰工业电视均正常，虽然DCS屏幕下方报警滚动条中有煤火检无火报警，但因为数量多频率快而且还有误发报警信号，所以没有引起值班人员的足够重视，没有重点观察煤火检情况，这是临界火焰保护动作的原因之一。endprint
2 预防措施及建议
2.1 加强火检清焦工作
从长期运行观察来看，火检经常出现结焦的情况，这将降低火检的检测性能，从而引起临界火焰保护误动。在机组运行期间，当发现某一台磨的4只煤火检中有一只煤火检模拟量显示低于20%且另一只煤火检模拟量显示低于50%时，应联系检修对结焦火检清焦。由于B、E磨煤机原来装设了微油点火装置，导致这两台磨煤机对应煤火检因为设备挡住无法清焦，一旦结焦，将严重威胁机组安全，建议尽快拆除这两套目前没有使用的设备。另外，由于各种原因，目前#1机组已经有12只火检无法清焦，占了总共24只火检的一半，使得临界火焰保护误动的机率大幅上升，这需要引起重视。
2.2 加强燃料管理
修订完善燃煤入场管理、煤场管理、掺配掺烧等管理制度，严格执行，确保锅炉燃料燃烧稳定性。严格执行入场煤管理制度，对不合格的电煤拒收；依据精细化煤场管理要求，科学规划分区堆放，确保煤场各堆放点煤质数据准确可靠，有效指导掺配掺烧；合理安排输卸煤设备的检修计划，保证系统可靠性，为掺配掺烧提供基础保障。
2.3 合理安排磨煤机运行
当基本发电负荷365MW时，最少4台磨煤机运行，此时最好在A、B、C三台磨中选两台，在D、E、F三台磨中选两台，确保燃烧稳定和热负荷均匀。高负荷当5台磨煤机或6台运行时，运行磨煤机的燃烧器比较对称，在煤质良好、合理配风的情况下均能较好的形成W火焰，一般不存在燃烧不稳的情况。因此，要注意基本负荷和低负荷情况下，磨煤机合理安排磨煤机运行。当遇到有磨煤机故障，应通知检修尽快处理。同时，调整各磨煤机参数，确保磨煤机稳定运行。一次风机压力投自动，调整容量风门在25%～75%之间，使得磨煤机各出粉管风速合理。给煤机投自动，跟踪磨煤机料位，使得料位控制在600Pa～900Pa。结合旁路风门，使得磨煤机各出粉管风温在100℃～120℃之间。调整磨煤机动态分离器变频在合理位置，一般在70%～100%之间，确保煤粉细度，使得燃烧稳定。当单台磨煤机火检失去达到1/2时，应当立即安排切换磨煤机运行。当发现炉膛有燃烧不稳的迹象时，应当立即投油稳燃。
2.4 加强运行人员技能培训
强化人员培训，杜绝麻痹大意思想，提升运行人员技能和责任心。加强运行人员对DCS逻辑培训学习，了解掌握各种热工保护的目的意义，对层出不穷的报警提示分清轻重缓急，明白其含义；再次梳理完善重点报警光字牌，使报警起到真正的警示提醒作用；增设临界火焰0.25报警，即9s内无火焰数量在运行的燃烧器火焰数量中占比>0.25时发出红色报警，并将报警信号置于运行控制站前方的重要报警光字牌中，一旦部分火焰波动，可及时发现处理。
2.5 加强设备消缺管理
此次非停，脱硫E浆液循环泵故障、D2、F1、F2原煤仓不下煤是诱因。因此，要加强设备消缺管理特别是重要辅助设备消缺管理，严格执行消缺管理制度，做到“小缺陷不过班、大缺陷不过天”，保证消缺质量，防止由于辅机故障减负荷，甚至造成机组非停。
3 结语
临界火焰是大型锅炉的主要保护之一，导致临界火焰保护动作的原因很多，如一次风速就会对临界火焰保护产生重大影响[2]。本文从火检的安装和结焦情况、燃煤的煤质、磨煤机的运行配置、炉膛的結焦情况、运行人员的经验等方面对珙县电厂#2机组发生的临界火焰保护动作MFT非停事件进行分析，并提出相应的预防措施，有利于防止类似事件再次发生。
参考文献
[1]DLGJ116-93.火力发电厂锅炉炉膛安全监控系统设计技术规定[S].1994.
[2]刘庆滨，曹兴伟，昌树文，金燕.600MW“W”火焰锅炉临界火焰保护动作原因分析及预防[J].电站系统工程，2013，29（3）：37-39.endprint
