安徽电气职院600MW直流锅炉培训讲义06燃油系统.docx

第六章燃油系统1.1 概述火力发电厂中配置燃油系统的主要作用是：1） 燃燥锅炉在启动阶段采用助燃油进行点火。2） 在锅炉低负荷以及燃用劣质煤种时用燃油稳定燃烧，改善炉内燃烧工况，防止发生锅炉非正常灭火。华润常熟燃油系统包括油库区系统和炉前油系统两部分。油库区：包括两座1500m3贮油罐、两台卸油泵、三台燃油泵以及污油处理装置等在内的一整套燃油卸载、贮存及输送系统，为全厂三台机组公用。该部分介绍参见培训教材（化学分册）。炉前油系统：包括来回油跳闸阀、各油燃烧器油阀、吹扫阀及相应的管道阀门等组成，主要作用是为油燃烧器提供参数合格的燃油以及安全保证。我厂燃油采用#0轻柴油，油质资料见第二章。1.2 燃油的物理特性工业标准中以如下指标描述燃油的物理特性：1）粘性：是液体受外力作用流动时，在液体分子间或流团间呈现的内摩擦力，粘性的大小常用动力粘度、运动粘度、恩氏粘度三种方法来表示。在工程上油的粘度一般用恩氏粘度来表示，恩氏粘度定义为在一定的油温下200亳升油的流出时间与20的同体积蒸储水从恩氏粘度计流出的时间之比。2）凝固点：是表示油品流动性的重要指标。柴油在温度降低到一定数值时会失去流动性，将盛油的试管倾斜45度，油面在一分钟内仍保持不变时的温度即为此油的凝固点，凝固点的高低与油中石蜡含量有关，石蜡含量少，凝固点低；石蜡含量高，凝固点高。3）闪点：对油加热到一定温度时，表面有油气产生，当油气与空气混合到一定比例时,这种混合气体在试验条件下，遇到明火产生蓝色的短促闪火，此时的最低温度称为闪点。闪点时的短促闪光仅仅是短暂的瞬间，这是因为油蒸发速度较慢，油气不能及时补充所致。闪点往往是事故的先兆。4）燃点：当燃油加热到一定温度时表面油气分子趋于饱和，与空气混合，且有明火接近时即可着火，并保持连续燃烧，此时的温度称为燃点或着火点。油的燃点一般要比闪点高20C-30*Co5）自燃点：油在规定加热条件下，不接近外界火源而自行着火燃烧的现象叫自燃，自燃的最低温度叫自燃点。1.3 油燃烧罂雾化工作原理锅炉油燃烧器雾化方式一般可分为机械雾化和蒸汽雾化。机械雾化：如图61所示，一个简单机械雾化油喷嘴主要包括雾化片，旋流片，分流片三部分。具有一定压力的油首先流经分流片上的若干个小孔，汇集到一个环形槽中，然后经过旋流片上的切向槽进入中心旋涡室。分流片起均布进入各切向槽油流量的作用，切向槽与涡旋室使油压转变为旋转动量，获得相应的旋转强度。强烈旋转着的油流在流经雾化片中心孔出口处时，在离心力作用下克服油的表面张力，被撕裂成油雾状液滴，并形成具有一定扩散角的圆锥状雾化炬0在机械雾化喷嘴中，雾化油滴粒径决定于当时的油粘度、油压或者说是它能在油喷嘴中所获得的旋转强度。蒸汽雾化：利用油与雾化蒸汽在喷嘴中进行内混，混合物在喷嘴出口端产生压力降，体积膨胀，使油被碎裂成雾滴。雾化I片脏水片分沛片图6-1机械雾化喷嘴结构示意图1.4 高能点火器高能点火器主要是利用能产生高压的电源激励器向油气混合物提供引燃电弧，主要包括火花棒以及伸缩机构和电缆、导管等主要部件。油燃烧器和点火装置的启动顺序为：1）油燃烧器和点火棒已进入炉内点火位置。2）在确认位置以后，打开油燃烧器多能跳闸阀到点火位置，使油进入油燃烧器。3）与此同时使激励器通电，产生高压，火花棒上的火花头产生火花。4）此时在所规定的15s周期内，火花头以每秒4个火花的频率点燃油气流。5）在30s的周期结束后，激励器电路断开，点火棒亦自动退出。6）每个油燃烧器配置火焰检测器，当点火成功时将有信号显示。7）若点火未成功，无信号显示，则油燃烧器与多功能阀立即自动跳闸，切断供油。应立即查明原因，并重复上述程序。1.5 系统的基本配置和流程主要配置：包括燃油流量测量装置、进油调节阀、进油跳闸阀、油泄漏试验阀、油角阀、回油跳闸阀、安全阀、手动阀、管路、滤网、温度及压力测点等。华润常熟每台锅炉配设32只额定出力为1.2T/H的机械雾化式油燃烧器，每台煤粉燃烧器对应一只油燃烧器。油燃烧器安装在煤粉燃烧器的中心风管内，油燃烧器驱动介质为压缩空气°燃油系统的流程：油库储罐中的#0轻柴油经油泵升压后再经供油管路供至每台锅炉的炉前燃油母管，母管压力保持4.2Mpa°燃油母管中的油经手动进油总门、滤网、流量计、供油调节阀、供油跳闸阀进入前后墙两个支母管，支母管中的燃油再供至前后墙的D、C、B、A四层油燃烧器，每只油燃烧器入口设有可以快速遮断的油角阀（油角阀和供、回油关断阀都受控于BMS逻辑）。两根供油支母管在最下层燃烧器的下部经手动阀汇入同一根回油母管，再经回油流量计、回油关断阀回流至燃油泵房储油罐。燃油吹扫系统的流程：厂用压缩空气经过压力控制站后分两根母管分别供至锅炉的前后墙，每只油燃烧器设有一只电磁吹扫阀，吹扫压缩空气主要用于油燃烧器点火前及退出运行后清扫管路及油燃烧器用。1.6 燃油系统的运行维护1.6.1 炉前油系统投入前检查D炉前消防设备齐全、完好，消防水系统投入。2）燃油调节阀、跳闸阀、油燃烧器进油电磁阀已经校验合格，动作正常。各油燃烧器角阀关闭。3）吹扫空气系统投入，压力正常。4）检查压缩空气至各油燃烧器控制气源压力正常，各气源阀均己打开。5）检查各个油角阀的位置反馈显示正常。6）确认各个油燃烧器二次风挡板开度正常。1.6.2 炉前燃油系统投入1）确认燃油泵运行正常，炉前燃油压力正常。2）开启炉前进油总管手动门，开启回油电磁阀前后手动门。3）开启进回油流量计前后手动门。4）开启各油层压力调门前后手动门。5）开启至各油燃烧器的进油手动门。6）燃油母管泄漏试验完成后，进行炉膛点火前吹扫5分钟，开启燃油母管跳闸阀，MFT继电器复位。7）检查各层油压设定值正常，燃油自动调节良好。8）检查各层油燃烧器油压正常，燃油系统无泄漏。9）炉前油系统在锅炉运行时应保持连续运行，以保证随时投入油燃烧器助燃。1.63炉前燃油系统解列油燃烧器全部停运并经吹扫完毕后，关闭燃油跳闸阀及其前后截门，关闭回油跳闸阀前后截门，关闭各油燃烧器进油手动截门。1.6.4油燃烧器投运前的检查1）检查炉前燃油系统运行正常。2）炉前燃油压力正常，压缩空气压力正常。3）火检冷却风压力正常。4）燃油温度合适。1.1.1 漏试验合格。1.6.5 油燃烧器投运条件1）允许层点火指示灯亮。2）油燃烧器火检投入正常。3）油燃烧器油角阀关闭。4）燃油温度合适。1.6.6 运行维护1）油燃烧器处于良好的运行或备用状态。2）停运油燃烧器应在完全退出位置，否则应联系检修人员处理。3）检查油燃烧器和炉前油系统无漏油现象。1.6.7油燃烧器停运条件1）油燃烧器进油电磁阀打开10秒后无火焰。2）油燃烧器进油电磁阀打开10秒后套筒挡板仍小于点火位置。3）油燃烧器进油电磁阀打开指令输出10秒后未全开。4）油燃烧器进油电磁阀未关，且油燃烧器未伸出。5）有停运指令。6）存在MFT信号。7）存在OFT信号。当以上任一条件出现时，将关闭油燃烧器进油油角阀，若15秒内油燃烧器进油油角阀未关，则在CRT上显示油燃烧器停运失败信号。1.6.8油燃烧器吹扫1）吹扫闭锁条件A.控制电源故障。B.吹扫指令发出10秒后，油燃烧器未全部进到位。C.吹扫方式下，油燃烧器进油油角阀未关到位、油燃烧器未进到位。D.吹扫时，发生OFT或MFT工况。2）油燃烧器吹扫的操作步骤A.只要油燃烧器进油油角阀关闭，则触发油燃烧器吹扫请求信号，进行油燃烧器吹扫。B.检查MFT继电器未动作或无MFT条件存在。C.检查油燃烧器进油油角阀关闭。D.输入油燃烧器“停止”命令后，伸出高能点火器，打开吹扫阀，吹扫45秒。吹扫阀打开指令20秒后，若吹扫阀未到位，则发出吹扫无效失败信号。E.吹扫结束，油燃烧器退出，发出吹扫完成信号。1.6.9油泄漏试验的基本操作步骤第一步试验：将进油跳闸阀，回油跳闸阀、各个油燃烧器的油角电磁阀关闭。将油泄漏试验阀打开，向炉前油系统注油，当注油到炉前油母管压力达到一定值时，关闭油泄漏试验阀，监视油压的下降速度，以定值来确定第一步泄漏试验的成功与否。第二步试验：是在第一步试验成功的基础上进行的，如果第一步试验不成功则不允许进行第二步试验。第一部试验成功指令发出后，则打开回油关断阀，将炉前油卸掉，关闭进油关断阀，监视进油关断阀后的油母管压力，检查油压的上升速度和上升的最终值，来确定进油关断阀是否有泄漏的现象。油泄漏试验的主要目的是检验整个炉前油系统中的燃油管道、进出口跳闸阀和各油燃烧器阀的严密性，以保证油系统的正常运行。1.7燃油系统的控制1.7.1 油系统漏油试验控制逻辑随着主燃料跳闸，油燃烧器将被闭锁运行，直到完成炉膛吹扫和一个成功的油泄漏试验。泄漏试验程序分为两部分，第一部分试验确保油母管带压时无泄漏。第二部分试验确保燃油主关断阀在关位时无泄漏。第一部分试验是在炉膛吹扫己完成，MFT复位按钮已操作，并且在“置位超驰”触发器被置位的情况下进行的。第二部分试验要求燃油回油阀打开，由于该阀门已关闭是炉膛吹扫允许条件之一，因此该试验在吹扫已完成以后，要切除MFT复位后进行。通过来自于DCS的“启动泄漏试验”信号启动泄漏试验，并启动一个计时器。因此启动泄漏试验必须具备下列条件：1）进油关断阀已关闭。2）所有火检显示无火信号存在。3）来自MMI的启停泄漏试验信号不存在。4）油源压力正常信号存在。5）油母管泄漏试验故障信号不存在。6）所有燃烧器OBTV阀己关和MFT复位按钮已操作。7）回油关断阀已关信号存在。当这些条件都满足，发出的“启动燃油泄漏试验”信号将启动泄漏试验周期，并发出开泄漏试验隔离阀指令，允许燃油进入油母管。收到启动泄漏试验信号，就启动一个I分钟的计时器，而且提供一个当瞬间启动信号消失时，以维持输出的自锁。这个输出也提供“油母管泄漏试验1已启动”信号给调节控制，并给出一个开泄漏试验隔离阀1分钟周期的信号，在1分钟周期内，假如无泄漏，就允许把燃油母管的油压充至油源压力。由“与”门的输出检测1分钟计时器周期的结束，由于1.TIV阀的信号被撤销，并且这个逻辑检查“燃油母管压力X”信号，这个信号是由调节控制系统的设定值信号，若达到了所设定的压力值即不小于“X”值，则试验程序继续进行，否则试验程序被取消。由“与”门的输出检测3分钟计时周期的结束，此逻辑检查“燃油母管压力Y”信号，这个设定值比X值低，是由调节控制系统提供的。如果达到了压力设定值，并确定该系统没有泄漏，就把触发器发至“置位”状态，并发出“油泄漏试验1满意”信号，如果“燃油母管压力Y''信号没出现，就发出一个“油泄漏试验失败”信号，试验程序被取消。触发器的“置位”状态和“油泄漏试验1满意”信号由触发器保持，直到发出“MFT动作”信号为止。油泄漏试验2：由于泄漏试验2要求打开回油闭锁阀，所以在炉膛吹扫完成和发出“NOMFr信号后，才能启动这个试验。在“油母管泄漏试验允许条件满足”信号和“NOMFT”信号都出现后，且成功的完成泄漏试验1,将启动泄漏试验2。逻辑给出一个10秒周期的开回油闭锁阀信号，这样减少了完成试验1所需要的油母管压力。当10秒结束后，回油闭锁阀关闭，系统检查阀门己关后，向调节系统发出一个油母管泄漏试验己启动信号。调节控制系统提供一个“油母管压力=Zj的信号给BMS。接着启动一个5分钟计时器，计时结束后，BMS检查“油母管=Zz”信号是否满足。如果满足，置位S/R触发器，发出“油母管泄漏试验2成功”信号，允许打开燃油主安全关断阀。如果所提供的其他允许条件都满足的话，就可以进行油点火。如果Z2值不在所要求的限制内，BMS把这个信号看作逻辑“0”，发出“油母管泄漏试验2失败”信号。（油母管压力Zi、Z2值在调试时确定）。1.7.2 油燃烧器吹扫控制逻辑油燃烧器吹扫的作用主要是油燃烧器退出之后或油燃烧器投入之前将油燃烧器及管道中的油污及积油吹扫干净，防止管道通流部分和油燃烧器喷嘴的堵塞.如图64所示如果油燃烧器点火失败,或者通过就地或人机界面上发出的停油燃烧器信号，启动所要切除的油燃烧器，将发生油燃烧器吹扫，然而，油燃烧器吹扫只能在“允许点燃油燃烧器”信号和“任一燃烧器在着火”信号都存在的条件下才可以进行，以确保在黑炉膛后不吹扫最后的燃烧器。从就地控制盘或DCS人机界面发出的“油燃烧器停止”信号，置位RS触发器的输出信号。油燃烧器停止按钮操作信号或本身也发出“油燃烧故障”信号的“油点火失败”信号将撤掉“油燃烧器运行”信号，并发出“油燃烧器不在运行”信号，失去“油燃烧器在运行”信号也将关闭油燃烧器的油角阀而且“油燃烧器油角阀已关”信号也将给出。假定在这段时间内，”允许点燃某一排燃烧器”与“任一燃烧器己点燃”信号存在，就会发出“油燃烧器在吹扫”信号存在，这个信号将维持“油燃烧器油燃烧器伸进“信号。只要“油燃烧器己伸进”和“允许点燃某一排燃烧器”信号存在，逻辑就产生“伸进油燃烧器点火器（吹扫）”信号，并启动一个10秒计时器。计时结束后，逻辑检查“油燃烧器点火器已伸进”信号与“允许点燃某一排燃烧器”信号是否仍存在、如果所有条件满足，则发出“油燃烧器打火（吹扫）”信号和开油燃烧器吹扫阀指令，并启动一个5秒计时器，5秒计时结束后，逻辑检查“油燃烧器吹扫阀开”信号和“允许点燃某一排油燃烧器”信号仍然存在后，启动一个吹扫30秒的计时器，在这段时间内，油燃烧器吹扫阀将被维持在开状态，并且点火器己处于伸进和打火状态。如果在燃烧器吹扫时间结束后，“允许点燃某一排油燃烧器”信号存在，则发出一个“油燃烧器吹扫完成”信号，这个信号复位触发器，这样就撤除了置位端的输出，同样也撤除了一个“油燃烧器吹扫完成”信号，并产生缩回油燃烧器油燃烧器和油燃烧器点火器指令，撤除了油燃烧器点火器伸进指令。最后，RS触发器由“油燃烧器吹扫完成”信号复位后5秒，撤除了“油燃烧器吹扫完成”信号。这个信号是一个5秒延时的自撤除信号。1.73油燃烧器控制逻辑一旦“油燃烧器运行”信号建立，油燃烧器点火程序开始启动。如果没有“油燃烧器缩回指令”，“油燃烧器在运行”信号会产生一个10秒“伸进油燃烧器指令”脉冲信号。用两个电磁阀控制油燃烧器伸进/缩回传动装置，每一步动作只需要一个脉冲信号。一旦操作“伸进”电磁阀，在脉冲消失后，油燃烧器保持在己伸进的位置，直到缩回油燃烧器的电磁阀被操作为止。“油燃烧器在运行”信号也启动一个10秒的计时器，计时结束后，逻辑检查“油燃烧器油燃烧器己推进”限位开关信号、“油燃烧器在运行”、“油燃烧器吹扫空气阀己关”、“二次风量湎足”信号是否存在。如果所有条件满足，就发出一个：“推进油燃烧器点火器”信号并启动一个10秒计时器，10秒结束后，逻辑检查“油燃烧器在运行”信号是否仍然存在，及“油燃烧器点火已推进”信号是否存在，如果所有条件都满足，就发出一个“激励油燃烧器点火器”信号并启动一个IO秒记时器。10秒钟的高能点火试验时间结束后，逻辑检查油燃烧器油角阀全开位信号“油燃烧器在运行”信号存在和油火检监视器指示“有火”信号，如果所有这些条件都正确，发出一个“油燃烧器在着火”的信号。如果在点火检测时间结束后，没有检测到油火检，则发出一个油燃烧器“点火失败”信号，接着便产生一个“油燃烧器”故障信号，如图69：如果建立了“油燃烧器着火”信号，油燃烧器将保持在这种状态，直到燃烧器切除或发出油燃烧器跳闸和维持“油燃烧器着火”的条件失去一个或更多时为之。1.7.4油燃烧器的故障逻辑“油燃烧器OBTV阀开指令”信号启动一个5秒的计时器。5秒计时结束后，逻辑检查阀打开后由阀限位开关发出的OBTV阀开信号。如果没有收到开信号，则发出一个“油燃烧器OBTV故障”信号。当OBTV阀的开指令信号撤除后，启动一个5秒计时器，5秒计时结束后，逻辑检查阀关闭后油阀限位开关发出的OBTV阀关位信号。如果没有收到关信号，则发出一个“油燃烧器OBTV故障”信号。还发出一个单独的“油燃烧器OBTV关故障”输出信号，用于产生一个“任意油燃烧器OBTV关故障”信号。“油燃烧器点火器故障”回路以相同的方式运行。可以注意到，这个故障回路只与油燃烧器点火器的伸进和缩回机构有关，而与油燃烧器点火器运行故障无关，这种型式的点火器和点火控制单元不提供点火器在运行的输出信号，然而，点火器运行成功只能设想为油燃烧器点燃成功.“油燃烧器油燃烧器故障”回路也同前面所描述的“油燃烧器点火器故障”回路的工作原理一样。但是，油燃烧器油燃烧器推进和缩回指令信号是一个脉冲信号，而不是持续信号。置位和复位触发器用于存储指令信号的状态。故障信号可以由就地按钮复位，如果选择了远方控制方式，也可以从MMI上发出故障复位信号。由于置位和复位触发器置位优先，如果故障信号一直不清除，复位将是无效的。1.8故障分析和处理油角阀内漏的问题：主要是因为油角阀长期的开关和油角阀的生产工艺不行，造成正常运行时，在非油燃烧器运行时，因为燃油母管带压，因此造成一部分燃油会渗漏到炉膛中去。这样一方面会造成燃油的浪费，另一方面从安全的角度考虑，渗漏到炉膛中的燃油会长时间的集聚然后造成爆燃的现象,还有一部分燃油被飞灰携带到尾部烟道中沉积下来,时间一长，还会引起尾部烟道的二次燃烧。预防措施：1）在全粉燃烧的过程中要定期监视燃油系统中进回油母管的流量监测装置，并对流量装置进行定期校验，以监测油角阀是否泄漏；2）炉膛和烟道尤其是尾部烟道要定期进行吹灰。防止油角阀的泄漏而造成炉膛的爆燃和尾部烟道的二次燃烧；3）炉膛附近的管道，阀门，焊缝的渗漏：主要是因为这些地方的温度较高，当管道、阀门、焊缝出现渗漏的现象是很容易造成管道、阀门的外包覆层的着火燃烧，甚至造成火灾的扩大，危机其它正常运行的设备。预防方法：主要在油燃烧器投运时，正常运行时要检查和定期检查油燃烧器及管道的外观,是否有油烟和明火冒出。