DLT10912008火力发电厂锅炉炉膛安全监控系统技术规程

DL/T—ICS27.100F23备案号：24189–2008中华人民共和国电力行业标准DL/T1091—2008Technologicalcodeforfurnacesafeguardsupervisorysysteminfossilfuelpowerplant中华人民共和国国家发展和改革委员会IDL/T—第一章、目次前言··································Ⅱ1范围································12规范性引用文件···························13术语和定义·····························14总则································35煤粉锅炉炉膛安全监控系统逻辑设计··················86循环流化床锅炉炉膛安全监控系统逻辑设计···············147燃油锅炉炉膛安全监控系统逻辑设计··················178燃气锅炉炉膛安全监控系统逻辑设计··················21附录A（资料性附录）推荐的燃油系统泄漏试验步骤············26IIDL/T—III第二章、前言本标准是根据《国家发展改革委办公厅关于印发2007年行业标准修订、制定计划的通知》（发改办工业［2007］1415号文）的要求制定的。本标准是在对我国各类火力发电厂FSSS应用研究的基础上编写的FSSS技术规程。本标准的附录A是资料性附录。本标准由中国电力企业联合会提出。本标准由电力行业热工自动化标准化技术委员会归口并解释。本标准起草单位：浙江省电力试验研究院、西安热工研究院有限公司、徐州燃烧研究院。本标准主要起草人：陆政、贾强邦、李军、杨启昌。本标准在执行过程中的意见或建议反馈至中国电力企业联合会标准化中心（北京市白广路二条一号，100761）。DL/T—第三章、火力发电厂锅炉炉膛安全监控系统技术规程范围本标准规定了锅炉炉膛防内爆/外爆、燃烧器管理、燃烧控制系统的逻辑设计以及对监控设备的要求。本标准适用于火力发电厂蒸发量为410t/h～1900t/h级燃煤锅炉炉膛的安全监控，也适用于燃油、燃气和循环流化床蒸发量为410t/h～1050t/h级的多燃烧器炉膛的锅炉的安全监控。其他容量的锅炉可参照执行。规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。DL/T435电站煤粉锅炉炉膛防爆规程DL/T655火力发电厂锅炉炉膛安全监控系统验收测试规程DL/T701火力发电厂热工自动化术语术语和定义下列术语和定义适用于本标准。储仓制系统binsystem；storagesystem燃料制成粉后储入粉仓，然后从粉仓通过给粉机供给炉膛燃烧的一种系统。直吹制系统direct-firedsystem燃料制成粉后直接从磨煤机送入燃烧器的一种系统。燃烧控制系统combustioncontrolsystem自动调节炉膛燃料和风量的控制系统，确保锅炉在指令负荷范围内能维持适当的空气/燃料比，维持炉膛负压在规定范围内，以保证锅炉的连续燃烧和火焰稳定。锅炉炉膛安全监控系统furnacesafeguardsupervisorysystem（FSSS）保证锅炉燃烧系统中各设备按规定的操作顺序和条件安全启停、切投，并能在危急工况下，跳闸相关设备或迅速切断进入炉膛的全部燃料（包括点火燃料），防止发生爆燃、爆炸等破坏性事故的安全保护和顺序控制装置。注：国外也使用术语燃烧器管理系统（burnermanagementsystem，简称BMS）。燃烧器控制系统（burnercontrolsystem，简称BCS）、燃料燃烧安全系统（fuel-firingsafetysystem，简称FSS）包含在本定义中。4DL/T—火焰检测器flamedetector检测有无火焰并提供信号的装置。［DL/T435—2004定义2.2］点火器ignitor能在一瞬间提供足够的点火能量去点着主燃烧器燃料的固定安装设备。惰性化inerting将惰性气体或蒸汽充入到空气/燃料混合物中，使其氧含量减少而避免爆炸的可能。连锁interlock当某个设备的运行参数达到或偏离限值、操作顺序不正确、设备跳闸时，自动地停止有关设备运行、中断不适当顺序的继续进行、跳闸相关设备，以避免事故扩大或出现危险情况的装置或控制程序。总燃料跳闸masterfueltrip（MFT）一旦出现危及锅炉安全的危险工况时，由人工操作或保护信号指令动作快速切断所有入炉燃料，包括点火器的燃料，它是炉膛安全监控系统主要功能的一部分。燃油跳闸oilfueltrip（OFT）由人工操作或保护信号指令动作，快速关闭主燃油跳闸阀，切断进入锅炉炉膛的燃烧用油。炉膛吹扫purge使空气流过炉膛、锅炉烟井及与其相连的烟道，以有效清除任何积聚的可燃物，并用空气予以置换的过程。亦可用惰性气体进行吹扫。炉膛外爆furnaceexplosion在炉膛或与炉膛相连接的后部烟道受限空间内积聚有煤粉、油雾、燃气与空气的混合物，当这些混合物的浓度处于爆燃极限范围内时，如遇到点火源即会爆燃，燃烧产物温度骤增，体积膨胀，压力瞬间升高，乃至炉膛损坏，此现象即为炉膛外爆。［DL/T435—2004定义2.25］炉膛内爆furnaceimplosion炉膛负压过大使炉墙内、外所产生的压差超过炉墙承受压力，导致炉墙向内爆裂的现象称为炉膛内爆。［DL/T435—2004定义2.26］风机超驰作用overrideactionoffan检测到炉膛压力有足够大的偏差时的一种控制作用，其使引风机的控制装置向减少偏差的方向动作。点火器安全关断阀ignitorsafetyshutoffvalve5DL/T—响应燃料跳闸指令，自动并完全切断进入点火器燃料的关断阀门。［DL/T435—2004定义2.10］总则对制造、设计、安装和运行维修的一般要求本标准对逻辑设计提出了最低限度的要求，随着发电厂自动化水平的提高及锅炉设备类型的多样化，监控系统应采取下列相应措施：a）增、减本标准的逻辑设计，以适应自身特点要求。b）增加有关重要操作事件的信息指示，以使运行人员能迅速作出反应。c）系统应具备系统功能在线检查和维护的功能，并不影响控制系统整体可靠性。d）提供一个有助于正确决策（如操作指导、智能化报警等）和快速操作（如自动跳出相关画面等）的环境。火力发电厂锅炉炉膛安全监控系统的设计，应采用可靠性高的设备和成熟的技术。新产品和新技术应经过试用和考验，经实践证明合格后方可在设计中采用。在系统和仪表未安装完毕、试验合格并投入运行前，不能启动锅炉。应编写详细的运行操作规程，清楚叙述所有的手动和自动功能，列明所有的操作顺序和检查要点。保护装置应投入闭环运行，未经批准不能撤出运行。保护动作或撤出应作好记录。设计时不应考虑为方便操作设备而取消任一连锁功能。因故连锁装置需退出运行时，应在运行日志中加以记录，并应采取其他措施监测该连锁功能。保护、连锁系统在安装、调整和测试时应验证其是否符合设计要求及定值、定时的准确性。重要的保护、连锁系统应定期进行测试和维护。应制定系统与设备的定期试验和维护、维修计划，维修后应进行相关系统的保护及连锁验证试验。连锁保护试验中，需要改变或产生信号时应尽可能在源头（一次元件或设备）进行。所有油燃烧器的安全关断阀，应尽量靠近点火器安装，使得阀后燃油管燃油的残留量减至最少。阀门的关断速度要尽可能快（燃油总管的安全关断阀关断时间宜小于1s，油燃烧器的安全关断阀关断时间宜小于2s）。对锅炉炉膛安全监控系统操作的设计要求在控制盘（台）上应设置独立并可直接动作（可经确认或加避免误动的保护罩）的MFT紧急按钮，其回路应独立于分散控制系统的控制器及模件，并由硬接线实现。应设置吹扫条件、点火条件、火焰检测、吹扫失败、点火失败、MFT、MFT首出原因、燃烧器启动条件、磨煤机启动条件、磨煤机跳闸首出原因等专用显示画面。关键设备的基本设计要求炉膛安全监控系统设备炉膛安全监控系统应根据不同的炉型、制粉系统和燃烧器的要求进行设计，应将单个模件的故障对整个系统的影响程度降至最低。系统应能判明故障类型，至少包括：a）电源故障；b）通信故障；c）处理器故障；d）输入和输出模件故障；e）信号中断、漂移、恢复、瞬态干扰。6DL/T—系统的设计还应包括下列功能：a）系统故障诊断功能；b）防止未经授权的逻辑修改；c）系统内任何个别部件故障，不能妨碍强制性的MFT；d）系统的响应时间应足够短，以防止由于反应不及时而造成故障、事故的扩大或误动作；e）系统具有较强的抗干扰能力，以防止误动作；f）在系统失电时，I/O和继电器动断、动合触点的设置应保证其所控设备处于安全状态或机组安全运行所需的工作状态。执行炉膛安全监控功能的逻辑系统，不应与任何其他逻辑系统组合在一起。火焰监控和跳闸系统设备的设计要求火焰监控：a）容量为670t/h等级及以下的锅炉可采用全炉膛火焰监视和灭火保护。容量为1000t/h等级以上的锅炉，应对各燃烧器（包括主燃烧器和点火燃烧器）单独进行监视，一旦检测到某个燃烧器火焰熄灭，应自动关闭该燃烧器的安全关断阀。b）火焰检测器对燃烧器的视角在炉膛设计时就应考虑，最后通过现场试验确定，并应对视角的有效角度范围进行校核。c）应提供清洁空气，保证火焰检测器镜头的清洁和冷却。d）火焰检测器应具有自检查功能，以排除火焰检测器或感应元件自身故障造成对火焰的误判。跳闸系统：a）触发MFT动作的检测元件和回路，除火焰检测器和在模拟量控制系统（MCS）进行预处理的风量信号、汽包水位外，应独立于其他控制元件和回路。b）应采用比其他控制回路更可靠的硬件和设计（如冗余、三取二等），三取二或三取中的信号中的三个信号及处理逻辑应独立分布在不同的硬件内，以提高其可靠性。c）MFT跳闸系统在失电时应产生锅炉跳闸信号以使机组处于安全状态。d）炉膛压力保护应采用过程压力直接驱动的压力开关，应有三个独立取样的“压力高”开关和三个独立取样的“压力低”开关，压力保护动作信号应按“三取二”逻辑产生。e）炉膛压力取样孔应与吹灰器和看火孔有足够的距离，并应采取适当的防堵措施，防堵措施不能影响炉膛压力的取样精度。f）跳闸条件中的汽包水位保护信号应按“三取二”逻辑设计。g）触发MFT的跳闸信号应采用硬接线接入，需要通过逻辑运算产生的MFT信号应在处理逻辑中采取冗余或表决的方式提高可靠性。h）MFT跳闸输出指令应以硬接线接入其他系统（如MCS、OCS、ETS等）和相应动作设备的跳闸回路，以保证足够的可靠性。i）应防止因跳闸连锁系统电源中断或恢复引起系统的拒动作和误动作。燃烧控制系统设备本标准对燃烧控制系统的设计要求仅涉及保证炉膛安全运行的要求，并不包括其他控制系统对燃烧控制系统提出的要求。锅炉启动状态时，风量应保持在吹扫流量（不小于25％满负荷风量，对燃煤锅炉要求不大于40％满负荷风量）。在整个运行期间，其空气容积流量应等于或大于吹扫流量。燃料和空气子系统应提供设定最大和最小极限的能力，以防止燃料和风量超过使火焰稳定燃烧的极限。负荷变化时应同时改变燃料量和风量，并保持适当的空气/燃料比。风量控制在手动时，禁止将燃料量控制投入自动。7DL/T—控制系统设计应防止产生富燃料混合物，允许采用燃料量变化期间对空气量变化的导前或滞后的措施，来保证空气量的暂时富余。当空气/燃料比低于预定值时，应闭锁增加燃料量和减少空气量的控制动作。对于平衡式通风炉膛，炉膛压力应保持在设定值。炉膛压力控制在手动时，禁止将风量控制投入自动。应提供磨煤机煤/空气混合物温度控制手段。应提供保证输送所需煤粉的一次风调节手段，并有限制一次风低于危险值的措施。应提供煤量、风量、油量等计量装置，必要时应进行压力、温度补偿，以便测