浅析1000MW机组锅炉冷一次风代替火检冷却风的改造应用 张明

浅析1000MW机组锅炉冷一次风代替火检冷却风的改造应用

张明

摘要：安全与节能一直以来是火力发电企业的首要关注对象，而火检冷却风主

要作用于冷却高温炉膛内的火检探头，其对锅炉的安全燃烧具有极其重要的作用。徐州铜山华润电力有限公司三期两台1000MW机组自投产以来，火检冷却风系统

运行中常出现各种异常问题，对机组的安全稳定运行造成恶劣影响。本文主要讲

述公司利用机组检修的机会进行相关系统技术改造，用锅炉的冷一次风来代替火

检冷却风，并对相关的逻辑定值进行修改，从而起到安全、节能的功效。

关键词：冷一次风火检冷却风改造安全节能

1 系统概述

铜山华润电力有限公司三期两台1000MW机组分别于2010年6月和7月建

成投产，为华润集团首批投产运营的超超临界百万机组。其锅炉为超超临界压力

参数、变压运行、螺旋管圈直流锅炉，锅炉型号为SG-304/27.46-M53X，采用单

炉膛塔式布置形式、一次中间再热、四角切圆燃烧、平衡通风、固态排渣、全钢

悬吊构造、露天布置。

火检冷却风系统是否正常运行直接关系到锅炉的主保护动作。铜山华润百万

机组火检风机在正常运行中，保证其出口风压值不低于6.0kPa。当出口风压低于5.6Kap时报警并联启备用火检风机；当出口风压低于3.23 kPa，延时120秒，锅

炉直接MFT保护动作；当两台火检风机均无法运行时，延时100秒，锅炉直接MFT保护动作。锅炉正常运行中，应持续保证火检风机运行，仅当锅炉停运后，

炉膛内的温度降低至100℃以下时，方可允许停运火检风机。

2 火检冷却风系统运行中常见问题

2.1定期切换工作中带来的风险

两台火检冷却风机在正常运行中处于一用一备的状态。按照“两票三制”中设

备定期切换制度的规定，需要定期切换火检风机运行。现场两台火检风机共用一

个控制柜，备用火检风机的测绝缘工作需在该控制柜内进行，在测绝缘过程中具

有极大的安全隐患。而在切换过程中，也有可能出现火检风机异常跳闸，备用风

机无法启动的情况，威胁锅炉的安全稳定燃烧。徐州华润电力有限公司一、二期

4*300MW机组在投产后曾多次出现因切换火检风机操作不当而造成锅炉灭火严

重事故。

2.2火检风机运行中出现的振动异常

铜山华润百万机组配置的火检风机布置在锅炉运行第四层，其额定电压380V，额定电流20.3A，功率为11kw，功率因数0.89，电机转速为2940r/min。由于火

检风机的转速高，重量小且基础的台座较为单薄，风机在正常运行时常出现振动

超标的异常情况，存在风险。

2.3、火检风机运行中出现的风压下降

火检风机在正常运行过程中，常出现出口风压持续下降的情况。因火检风机

的风源直接取自周围环境中的大气，在风机运行一段时间以后，常出现滤网堵塞

的情况，如不及时清理，出口风压会持续下降，威胁机组安全运行。2.4

3 火检冷却风系统的改造及应用

针对火检冷却风系统的重要作用以及其在运行中常出现的各类问题，在机组

检修期间（#6机603C检修，#5机505C检修），公司对两台百万机组的火检冷

却风系统进行了优化改造。三期百万机组的一次风压运行中最低为8.5Kpa，正常

运行中维持在8.5~13kpa之间，一次风机的出力、风压以及风量完全满足火检冷

却风系统的要求，而且冷一次风母管的布置与火检风管道位置接近，利用改造。

3.1 火检冷却风系统的现场改造及逻辑优化

1、现场改造：由锅炉一次风机所提供的冷一次风来提供火焰检测器所需要的冷却风源。而原有火检风机均停运，平时作为主备用和辅备用冷却风源。

2、逻辑优化：因平时两台火检风机均处于停运备用状态，“两台火检风机均停运，延时100秒，锅炉MFT”这样的保护逻辑将不再适用，故需要对原有的保护逻辑进行优化。

原有报警逻辑不变，优化修改逻辑如下：

1、在联锁投入的情况下：#1、#2火检风机分别作为主备用与辅备用，主辅备用之间可

相互切换。当火检风出口母管压力低于5.6Kpa（压力低信号来，发出报警），主备用火检风

机联锁启动。如主备用火检风机启动失败，直接联启辅备用火检风机；如主备用火检风机启

动后，15S内出口母管压力低信号仍在（＜5.6kpa），则联启辅备用火检风机。

2、在联锁投入情况下，如主、辅备用未投入，当出口压力低信号发出时，直接同时启动

两台火检风机。

3、当出口火检风压低于3.23 kPa，锅炉动作于MFT的保护延时由120秒改为100秒，原两台火检风全停动作于MFT保护逻辑取消。

4、火检风机的允许停条件中加入：任一台一次风机运行且出口母管风压正常（＞6Kpa）。

3.2 火检冷却风系统改造后的应用效果

1、安全性全面提升

火检冷却风系统改造后，用冷一次风来替代火检冷却风，在机组运行过程中，正常保持

两台火检风机停运备用。这一运行工况，使得上文中所提到的种种异常问题均可以得到避免

和解决。两台火检风机日常只需要进行定期启动试验，保证可以作为主、辅备用，大大提高

了设备的可靠性，避免了因火检风失去或风压过低造成锅炉MFT保护动作。

2、经济效益提升

火检风机正常停运备用后，在一定的程度上降低了厂用电率，降低了发电的成本。一台

火检冷却风机停运，根据P＝√3*U*I*COSφ，以一年时间为期限，可节约电量近10万kW•h，而冷一次风代替火检风，对一次风机的出力的影响几乎可以忽略不计。铜山华润百万机组同

步还在进行着一次风系统的优化项目，保证一次风系统最优化运行方式，在此不作详细介绍。

3.3 火检冷却风系统改造后的注意事项

1、火冷却风系统改造后，应加强对一次风压及火检风压的监视，当出现一次风压与火检

风压偏差＞1kPa时，考虑滤网存在堵塞的情况。此时可开启冷一次风管至火检风母管旁路手

动门，关闭滤网前后手动门，联系检修进行滤网的清理工作。

2、机组运行过程中，如果出现因一次风机故障等导致一次风压快速下降情况时，应立即

确认DCS发出火检风压低报警，查看风压低报警后，主、辅火检风机是否联锁启动，如未联

锁启动，应立即手动干预，保证火检风压正常。

4 结束语

安全与节能工作只有起点，没有终点。铜山华润电力有限公司利用冷一次风来替代火检

冷却风，从改造后机组的稳定运行情况分析，取得了预期的成效。火检冷却风系统改造后的

安全可靠性得到极大的提高，同时对经济效益的提升也比较明显，值得借鉴和推广。

参考文献：

[1]铜山华润电力有限公司2×1000MW运行规程锅炉部分

[2]范从振.锅炉原理[M].北京：中国电力出版社，2005

作者简介：

张明：铜山华润电力有限公司发电部巡检工程师