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????? “爐膛正壓大”保護(hù)異常工況（事故）分析及其思考

????? 本文就北京京能熱電股份有限公司2003年#2機(jī)組接連出現(xiàn)的幾次" 爐膛正
壓大" 保護(hù)異常工況進(jìn)行了進(jìn)一步分析與思考，并從不同角度提出了一些看法。
而如何提高熱工保護(hù)- 尤其是" 全爐膛滅火" 與" 爐膛正（負(fù)）壓大" 及FSSS系
統(tǒng)的可靠性，使之既能在必要時(shí)" 正確" 動(dòng)作，又能避免不必要的" 誤動(dòng)" ，仍
然是一個(gè)需要我們?cè)趯?shí)踐中不斷探索與思考的課題。

????? 1 　引言——#1爐掉焦滅火、爐壓反正現(xiàn)象及對(duì)策2002年6 月13日，#1爐
滅火，首出" 全爐膛無火".當(dāng)時(shí)1#爐負(fù)荷110MW ，當(dāng)運(yùn)行人員將負(fù)荷減至106MW
過程中，突然發(fā)生爐膛正壓的情況，當(dāng)時(shí)正壓峰值為+460Pa. 針對(duì)此次滅火，于
7 月12日召開了分析會(huì)，邀請(qǐng)了電科院技術(shù)人員參加，分析會(huì)得出的結(jié)論是：掉
焦很可能造成整個(gè)爐膛彌漫較大的煙氣和水汽（#1爐當(dāng)時(shí)為水力除渣），造成火
檢探頭無法正常檢測(cè)火焰信號(hào)。爐膛的壓力值只能作為參考值，因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)的燃燒
環(huán)境比較復(fù)雜，很難就一個(gè)參數(shù)來說明當(dāng)時(shí)的具體情況。根據(jù)當(dāng)時(shí)的數(shù)據(jù)分析，
掉焦引發(fā)滅火首出為" 全爐無火" 為保護(hù)正確動(dòng)作。發(fā)電部也提出反正+460Pa造
成滅火保護(hù)動(dòng)作是否火檢抗干擾能力弱，建議對(duì)火檢及測(cè)量系統(tǒng)定期清掃和維護(hù)。

????? 2002年7 月14日，#1爐掉焦滅火，現(xiàn)象與6 月13日極其相似。于7 月15日
召開了分析會(huì)，邀請(qǐng)了電科院技術(shù)人員參加。此次分析會(huì)分析原因?yàn)榈艚乖斐烧?BR>個(gè)爐膛彌漫較大的煙氣和水汽，造成火檢探頭無法正常檢測(cè)火檢信號(hào)從而造成MFT.
為避免上述掉焦滅火現(xiàn)象再次發(fā)生，采取措施為：火檢處理裝置內(nèi)將A 層（#1磨）
和B 層（#2磨）火檢各兩個(gè)角做" 無火延時(shí)" 處理——A 層做1#、2#角延時(shí)，B
層做3#、4#角延時(shí)；延時(shí)2 秒。

????? 電科院技術(shù)人員建議如有停機(jī)機(jī)會(huì)可對(duì)相關(guān)邏輯做下述修改：京能公司熱
工等專業(yè)認(rèn)為上述邏輯還需斟酌，是否以400Pa 來表征掉焦還需進(jìn)一步探討，故
保護(hù)邏輯一直未按上述修改。

????? 2002年12月25日，#2爐也因掉焦滅火一次，首出" 全爐無火".為防止在其
他機(jī)組發(fā)生類似問題，參照1#爐的方式，對(duì)2#、3#、4#爐1#磨、2#磨的火檢信號(hào)
進(jìn)行" 無火延時(shí)" 處理。

????? 2 　幾次異常工況（及事故）的現(xiàn)象及分析簡(jiǎn)述2003年，#2機(jī)組接連出現(xiàn)
了幾次" 爐膛正壓大" 保護(hù)不動(dòng)作的異常工況。

????? 2.1 　2003年3 月6 日#2機(jī)組爐FSSS" 爐膛正壓大" 保護(hù)拒動(dòng)2.1.1 　事
故經(jīng)過3 月6 日21：49，#2G 掉焦。根據(jù)當(dāng)時(shí)DCS 趨勢(shì)，爐壓反正+500Pa→-200
Pa→+2624 Pa，約2S后恢復(fù)正常。負(fù)壓記錄儀最大700 帕。正壓大報(bào)警光字牌未
亮。倨當(dāng)值運(yùn)行人員反映，火焰電視有火，而有二層的火檢信號(hào)閃爍。負(fù)荷在167MW
→155 →165MW 波動(dòng)。FSSS" 爐膛正壓大" 保護(hù)沒有動(dòng)作". 2.1.2　當(dāng)時(shí)的初步
分析3 月7 日，熱工、發(fā)電部鍋爐專業(yè)等進(jìn)行了初步分析。

????? 從FSSS的PLC 邏輯實(shí)驗(yàn)排除了PLC 部分有問題；從爐壓取樣管路檢查情況
看，報(bào)警開關(guān)的取樣管水平取樣管段（#1G 側(cè)）、爐正（負(fù)）壓大停爐開關(guān)的取
樣管水平取樣管段（#3G 側(cè)）有不同程度堵塞、不暢，報(bào)警側(cè)尤甚。

????? 此外，所有開關(guān)之前，要經(jīng)過爐壓緩沖罐（壓力平衡裝置）。

????? 當(dāng)時(shí)的初步結(jié)論為：煤質(zhì)變化，使得爐膛內(nèi)嚴(yán)重結(jié)焦，掉焦引起了爐壓反
正，并引起了局部滅火，煤粉的繼續(xù)進(jìn)入引起了局部爆燃。取樣管堵塞、不暢及
爐壓緩沖罐（壓力平衡裝置）使" 爐正壓大" 保護(hù)拒動(dòng)。爐壓取樣管路不暢原因
為：近期掉焦、反正頻繁；每月（5 日）一次的定期工作不規(guī)范，方法不統(tǒng)一。

????? 2.1.3 　措施（1 ）3 月7 日，舉一反三，分別對(duì)#2G 、#1G 爐壓取樣管
路進(jìn)行檢查、吹掃（#1G 爐壓取樣管路略有輕微不暢）。3 月8 日正對(duì)#3G 、#4G
爐壓取樣管路進(jìn)行檢查、吹掃。

????? （2 ）熱工車間立即與保護(hù)班、檢修公司熱工專業(yè)共同制定爐壓取樣清理
定期工作的作業(yè)指導(dǎo)書。作業(yè)指導(dǎo)書未出前，由車間、檢修公司熱工專業(yè)與保護(hù)
班明確統(tǒng)一方法。（作業(yè)指導(dǎo)書審批后已下發(fā)，從4 月起實(shí)施。）

????? 2.2 　2003年4 月14日#2機(jī)組FSSS "全爐滅火" 保護(hù)動(dòng)作爐壓反正最大到
+2820Pa 2.2.1 　簡(jiǎn)要經(jīng)過2003年4 月14日17：15：56，#2G 掉焦引起爐滅火，
FSSS首出" 全爐滅火".#1——#3磨、給煤機(jī)、一次風(fēng)機(jī)掉閘。

????? 但DCS 趨勢(shì)記錄，17：16，F(xiàn)SSS MFT動(dòng)作后爐壓反正最大到+2820Pa ，送
風(fēng)機(jī)未停。

????? 2.2.2 　分析經(jīng)熱工專業(yè)、鍋爐專業(yè)及華北電科院專業(yè)人員初步分析，如
下：（1 ）" 全爐滅火" 正確動(dòng)作。

????? （2 ）" 全爐滅火" 后，爐壓反正最大到+2820 帕的大致原因?yàn)椤? 全
爐滅火" 后，雖然#3磨、給煤機(jī)、一次風(fēng)機(jī)掉閘，但爐內(nèi)仍殘留有部分風(fēng)/ 粉混
合物爆燃所至。此外，不排除#1、#3磨出口擋板有個(gè)別角未全關(guān)。

????? （3 ）現(xiàn)裝的爐壓緩沖罐（壓力平衡裝置）是導(dǎo)致" 爐正壓大保護(hù)" 沒有
率先動(dòng)作的原因。

????? （4 ）應(yīng)繼續(xù)探討" 有火" 的判定值（頻率、強(qiáng)度的" 門檻" ）是否稍做
調(diào)整。

????? 2.2.3 　措施經(jīng)熱工專業(yè)、鍋爐專業(yè)及華北電科院專業(yè)人員初步分析，采
取措施如下：（1 ）將火檢延時(shí)恢復(fù)至出廠缺省設(shè)置狀態(tài)（根據(jù)制造廠說明，缺
省設(shè)置值約為2.5S○注）?！慈∠灾?1、#2磨各兩角的" 無火延時(shí)".
（2 ）現(xiàn)裝的爐壓緩沖罐（壓力平衡裝置）特性應(yīng)做進(jìn)一步（試驗(yàn)）

????? 分析?？衫猛C(jī)機(jī)會(huì)取消現(xiàn)裝的爐壓緩沖罐（壓力平衡裝置），而在FSSS"
爐正/ 負(fù)壓大保護(hù)" 邏輯回路加軟件延時(shí)（2S左右）。

????? （3 ）對(duì)#2G 各支火檢探頭" 有火" 的判定值（頻率、強(qiáng)度的" 門檻" ）

????? 在火檢處理板內(nèi)稍做調(diào)整——頻率" 門檻" 由6 改為9 ；強(qiáng)度" 門檻" 由
20改為30. 再觀察。

????? （4 ）加強(qiáng)磨出口擋板控制回路的維護(hù)（定期實(shí)驗(yàn)、電磁閥/ 氣源管路清
理）。

????? 另外，2003年4 月16日，在1#、3#、4#爐也分別采取上述（1 ）、（3 ）
項(xiàng)措施。

????? 2.3 　2003年4 月19日2 ：39：56，#2G 爐壓反正至1691.51 帕，爐壓保
護(hù)未動(dòng)作2.3.1 　簡(jiǎn)要經(jīng)過2003年4 月19日2 ：39：56，#2G 爐壓反正至1691.51
帕，爐壓保護(hù)未動(dòng)作。從爐正/ 負(fù)壓大保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)爐壓取樣管路檢查情況、現(xiàn)場(chǎng)壓
力繼校驗(yàn)結(jié)果來看，取樣管、及壓力繼定值均無問題。

????? 2.3.2 　分析及對(duì)策（1 ）經(jīng)熱工專業(yè)人員初步分析，結(jié)果如下：現(xiàn)裝的
爐壓緩沖罐（壓力平衡裝置）可能是導(dǎo)致" 爐正壓大保護(hù)" 沒有動(dòng)作的原因。

????? 根據(jù)廠家的傳真，此爐壓緩沖罐的實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)延時(shí)約為2 秒（實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)）。
從DCS 記錄趨勢(shì)看，1691.51 帕維持不足2 秒。

????? （2 ）針對(duì)上述情況熱工專業(yè)建議對(duì)策——取消爐壓緩沖罐。

????? 考慮到當(dāng)時(shí)是開機(jī)狀態(tài)，考慮修改邏輯后難以實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)試驗(yàn)及2#機(jī)組的現(xiàn)
狀，并且在相應(yīng)的規(guī)范中亦無延時(shí)時(shí)間的明確規(guī)定，故在邏輯回路中不加延時(shí)。

????? 2003年11月初結(jié)束的#2機(jī)組大修中，隨著原FSSS系統(tǒng)的改造（PLC 改造為
DCS ），已在FSSS" 爐正/ 負(fù)壓大保護(hù)" 邏輯回路加軟件延時(shí)（2S）。

????? 3 　幾點(diǎn)思考3.1 　重新認(rèn)識(shí)" 全爐膛滅火" 保護(hù)與" 爐膛正（負(fù)）壓大
" 保護(hù)我們知道，雖然隨控制對(duì)象（如鍋爐結(jié)構(gòu)，燃燒器布置、制粉系統(tǒng)、油系
統(tǒng)、點(diǎn)火器及運(yùn)行方式，火焰檢測(cè)器安裝位置等）不同，各爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)的
功能和控制范圍都有所不同，但是常見的爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)都應(yīng)具備主燃料跳閘
（MFT ）及功能。而其中，與燃燒緊密相關(guān)的當(dāng)屬" 全爐膛滅火" 、" 爐膛正
（負(fù)）壓大" 保護(hù)。

????? 3.1.1 　鍋爐滅火與爐膛內(nèi)出現(xiàn)較大正壓的原因通常，鍋爐滅火的具體情
況有以下幾種：●變負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，由于風(fēng)粉配合不當(dāng)，引起燃燒不穩(wěn)滅火；●由
于低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，容易產(chǎn)生下粉不均、風(fēng)粉配合不協(xié)調(diào)，引起燃燒不穩(wěn)滅火；●
煤質(zhì)突變，打破風(fēng)粉平衡的燃燒格局，引起燃燒不穩(wěn)滅火；●由于鍋爐燃燒設(shè)備
損壞，如燃燒器的磨損等，使燃燒火焰切圓易滅火；●由于鍋爐結(jié)焦，爐膛掉大
焦，沖擊火焰而滅火。

????? 爐膛內(nèi)出現(xiàn)較大正壓的原因如下：●鍋爐滅火未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，仍有燃料送
入爐膛而造成爆燃，俗稱" 放炮" ；●發(fā)生爐膛滅火，用" 爆燃法" 點(diǎn)燃；●鍋
爐雖未滅火，但燃燒不穩(wěn)，投入油槍助燃而造成較大正壓波動(dòng)；●引風(fēng)機(jī)故障或
擋板關(guān)閉，送風(fēng)機(jī)仍在運(yùn)行，造成爐膛產(chǎn)生較大的正壓；●大塊掉焦，造成較大
的正壓。

????? 鍋爐滅火往往伴隨著爐瞠負(fù)壓的增大，鍋爐滅火后所達(dá)到的最大負(fù)壓與鍋
爐負(fù)荷、煤質(zhì)情況、燃燒情況、送引風(fēng)及漏風(fēng)情況等多種因素有關(guān)，并且在滅火
后3 秒鐘內(nèi)，負(fù)壓變化往往不足以達(dá)到保護(hù)動(dòng)作整定值，甚至有的滅火在停爐跳
閘后仍達(dá)不到跳閘值（也有的能達(dá)到，如前述2003年4 月14日#2機(jī)組情況）；而
爐膛負(fù)壓達(dá)到跳閘值時(shí)，也并不一定意味著爐膛已滅火，盡管多數(shù)情況下，負(fù)壓
過大是因滅火而起。鍋爐滅火與爐瞠壓力的變化情況，關(guān)系復(fù)雜，結(jié)果多變，滅
滅火時(shí)負(fù)壓未必很大，負(fù)壓很大時(shí)也未必滅火（如前述2003年4 月19日#2機(jī)組情
況）。

????? 3.1.2 　" 全爐膛滅火" 與" 爐膛正（負(fù)）壓大" 爐膛壓力是表征燃燒狀
況的重要參數(shù)。鍋爐- 旦燃燒系統(tǒng)發(fā)生故障，較先反映的就是爐膛壓力的變化。

????? 然而，《火電廠煤粉鍋爐燃燒室防爆規(guī)程》（DL 435-91 ）4.5.2.1 指出
" 監(jiān)測(cè)爐膛壓力并規(guī)定出最大和最小的限值，對(duì)防止?fàn)t膛滅火和爆炸是易實(shí)現(xiàn)的。
但壓力信號(hào)反饋要比直觀的火焰信號(hào)稍有延遲，故120t/h及以上的鍋爐在裝有壓
力檢測(cè)器后也應(yīng)裝設(shè)火焰檢測(cè)器" ，3.1.4.4 還指出"670~1025t/h應(yīng)配有爐膛安
全監(jiān)控裝置，包括……a.爐膛火焰監(jiān)測(cè)裝置b.爐膛壓力和滅火保護(hù)裝置（全爐膛
滅火時(shí)主燃料跳閘）及主燃料跳閘……" 結(jié)合規(guī)程以及前面幾次異常工況（及事
故）的現(xiàn)象、分析和對(duì)策，我們認(rèn)為：●在概念上爐膛壓力保護(hù)絕對(duì)不可取代鍋
爐滅火保護(hù)，而用爐膛負(fù)壓信號(hào)確認(rèn)（串聯(lián)）鍋爐滅火的鍋爐滅火保護(hù)方案不可
取（見前述框圖）。

????? ●應(yīng)使盡量使" 全爐膛滅火" 保護(hù)先于" 爐壓" 保護(hù)動(dòng)作。" 爐壓" 保護(hù)
作為簡(jiǎn)便易行的保護(hù)手段是必不可少的，但對(duì)爐膛內(nèi)燃燒工況惡劣的反映而言，
" 爐壓" 沒有火焰直觀、迅速。

????? 3 月6 日若" 全爐膛滅火" 先動(dòng)作，爐壓應(yīng)該不會(huì)最大到2624 Pa.4 月14
日若" 全爐膛滅火" 再早些動(dòng)作，應(yīng)可避免爐壓最大到2820 Pa.●在滅火保護(hù)中
設(shè)置爐膛正負(fù)壓過大跳閘保護(hù)也非常必要。更不能因?yàn)樵O(shè)置了火焰滅火跳閘保護(hù)
而輕視爐膛正負(fù)壓過大跳閘保護(hù)，因?yàn)檎?fù)壓過大時(shí)爐膛未必就已" 滅火" 了。

????? 3.2 　關(guān)于定期工作不容質(zhì)疑，應(yīng)加強(qiáng)規(guī)范爐壓取樣清理、火檢探頭的清
理維護(hù)等定期工作。在《防止電力生產(chǎn)重大事故的二十五項(xiàng)重點(diǎn)要求》6.1.5 及
12.3.2對(duì)此都有明確要求。在煤質(zhì)變化時(shí)，還應(yīng)適當(dāng)縮短定期工作的周期。

????? 但是，從另外的角度進(jìn)行思考，規(guī)范了相關(guān)的作業(yè)指導(dǎo)書，是否就會(huì)避免
類似3 月6 日因定期工作不規(guī)范，方法不統(tǒng)一而造成的嚴(yán)重后果呢？

????? 限于篇幅，對(duì)這個(gè)問題不做過多的闡述。但是我們認(rèn)為，如何確保最終使
用人真正有效執(zhí)行，如何確保類似工作的全過程監(jiān)督、控制，如何加強(qiáng)監(jiān)督，提
高基層班組主動(dòng)、自覺規(guī)范的" 執(zhí)行意識(shí)" ——要從嚴(yán)格執(zhí)行落實(shí)PDCA（計(jì)劃、
執(zhí)行、檢查、行動(dòng)）的工作方法做起。

????? 3.3 　關(guān)于爐壓緩沖罐盡管有觀點(diǎn)認(rèn)為，現(xiàn)場(chǎng)爐壓取樣管路宜加設(shè)爐壓緩
沖罐。但是由前面幾次異常工況（及事故）的現(xiàn)象及分析，我們認(rèn)為，加設(shè)爐壓
緩沖罐應(yīng)慎重。

????? 加設(shè)爐壓緩沖罐的初衷應(yīng)該是防止誤動(dòng)。然而，熱工保護(hù)的原則還是應(yīng)該
" 寧可誤動(dòng)，不能拒動(dòng)".其它機(jī)組現(xiàn)裝的爐壓緩沖罐（壓力平衡裝置）特性應(yīng)做
進(jìn)一步（試驗(yàn)）分析，弄清特性。否則應(yīng)利用停機(jī)機(jī)會(huì)取消現(xiàn)裝的爐壓緩沖罐
（壓力平衡裝置），而在FSSS" 爐正/ 負(fù)壓大保護(hù)" 邏輯回路加少量軟件延時(shí)
（2S或更少）。

????? 3.4 　關(guān)于火焰檢測(cè)雖然已經(jīng)將火檢裝置的頻率" 門檻" 由6 改為9 ；強(qiáng)
度" 門檻" 由20改為30. 但我們認(rèn)為，" 有火" 的判定值（頻率、強(qiáng)度的" 門檻
" ）仍然可能偏低而存在（拒動(dòng)）隱患。盡管影響火焰檢測(cè)效果的因素還有探頭
位置、煤質(zhì)的好壞等等，還是應(yīng)在進(jìn)一步觀察積累的基礎(chǔ)上（甚至找機(jī)會(huì)通過相
關(guān)試驗(yàn)），盡快進(jìn)行進(jìn)一步必要調(diào)整，使之既能及時(shí)客觀反映爐膛內(nèi)燃燒工況，
當(dāng)燃燒工況惡化時(shí)" 正確" 動(dòng)作，又能避免不必要的" 誤動(dòng)".這個(gè)" 度" 很難把
握，是個(gè)兩難的問題，掌握好這個(gè)" 度" 也需要實(shí)踐積累的過程。

????? 此外，如果資金、時(shí)間允許，在充分調(diào)研、論證的基礎(chǔ)上，應(yīng)對(duì)目前的火
檢系統(tǒng)進(jìn)行完善改造。如改為圖象火檢系統(tǒng)?；蛘?，仍采用可見光原理的火檢探
頭，但應(yīng)增加數(shù)量，改變安裝位置或探頭前段結(jié)構(gòu)，使之盡量作到單火嘴鑒別。
在此基礎(chǔ)上，可完善FSSS制粉系統(tǒng)聯(lián)鎖，就可做到單臺(tái)制粉系統(tǒng)火焰燃燒工況惡
化時(shí)聯(lián)鎖停單臺(tái)制粉系統(tǒng)。

????? 4 　結(jié)束語綜上所述，目前1#、2#、3#、4#爐火檢裝置及爐壓取樣裝置現(xiàn)
狀為：●已將火檢延時(shí)均恢復(fù)至出廠缺省設(shè)置狀態(tài)；●對(duì)各支火檢探頭" 有火"
的判定值（頻率、強(qiáng)度的" 門檻" ）在火檢處理板內(nèi)稍做調(diào)整——頻率" 門檻"
由6 改為9 ；強(qiáng)度" 門檻" 由20改為30；●取消了2#爐的負(fù)壓取樣裝置。

????? 通過前面的闡述，就京能熱電2003年#2機(jī)組接連出現(xiàn)的幾次" 爐膛正壓大
" 保護(hù)異常工況進(jìn)行了進(jìn)一步分析與思考，并從不同角度提出了一些看法，希望
起到" 拋磚引玉" 的作用。

????? 而如何提高熱工保護(hù)——尤其是" 全爐膛滅火" 與" 爐膛正（負(fù)）壓大"
及FSSS系統(tǒng)的可靠性，使之既能在必要時(shí)" 正確" 動(dòng)作，又能避免不必要的" 誤
動(dòng)" ，仍然是一個(gè)需要我們?cè)趯?shí)踐中不斷探索與思考的課題。

????? 注：2.5S系根據(jù)火檢設(shè)備制造廠（哈爾濱中能自動(dòng)化設(shè)備有限公司）2002
年7 月18日傳真（《火檢參數(shù)6d、7d設(shè)定值對(duì)應(yīng)無火延時(shí)》）得出。但是，根據(jù)
哈爾濱中能自動(dòng)化設(shè)備有限公司的《ZFDZ系列火焰檢測(cè)裝置使用說明書》2-（4 ）
節(jié)——"ZFDZ 系列火焰檢測(cè)裝置具備反時(shí)限特性，對(duì)于判斷火焰有無的延時(shí)能根
據(jù)火焰變化的速率自動(dòng)調(diào)節(jié)".2.5S僅供參考。后與中能公司核實(shí)為在" 信號(hào)處理
延時(shí)" 與" 無火延時(shí)" 兩種延時(shí)的作用下最大可為3.2S. 而火檢裝置的缺省設(shè)置
為0.5S~2.3S （最大）。

????? [ 參考文獻(xiàn)] [1] 　黃平森?；痣姀S鍋爐滅火與爐膛壓力變化的分析及應(yīng)
用