爐膛安全給粉控制系統技術方案

本實用新型專利技術涉及火力發電廠鍋爐給粉機的變頻調速控制系統，具體講為一種爐膛安全給粉控制系統，該系統針對現有的控制電路抗晃電能力差，經常造成事故停爐的情況發生。本實用新型專利技術的控制系統在電網晃電時，可以確保給粉系統安全平穩地工作，使爐膛平穩度過晃電期。該系統供電采用交直流兩種供電電源，其工作電路包括依次串接的斷路器、接觸器、壓差切換控制開關、給粉機變頻器、工作電機組成的直流回路，交流供電經充電機、蓄電池組成的復式供電方式向工作電路供電；其控制電路包括檢測單元、控制單元、監測單元，它們之間通過ＲＳ４８５工業通訊總線連接，檢測單元、控制單元與監測單元對關聯的工作電路組成部分進行通訊、采集和控制。（*該技術在2017年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及火力發電廠鍋爐給粉機的變頻調速控制系統，具體講為一種爐膛安全 給粉控制系統，該系統用于電網晃電時確保給粉系統安全平穩地工作。
技術介紹
目前，多數電廠的給粉系統使用的變頻調速系統，通過DCS或操作臺輸出4 20mA信 號控制變頻器的轉速來實現給粉調節。變頻器的起、停、故障和1C/2C電源等信號再返送 給爐膛安全監控系統FSSS，通過這些信號來判斷給粉全停邏輯，并引發主燃料切斷MFT動 作。給粉調速系統的配電柜，多采用1C/2C分別供電、3C備自投切換方式，當有主燃料切 斷MFT動作時，采用大聯鎖切除給粉變頻1C/2C電源，停止供粉。這種給粉調速系統最大 的問題就是抗晃電能力差。l)控制電路抗晃電能力差。這種給粉變頻調速系統的成套比較陳舊，特別是靠操作臺 來控制調速的系統，控制電路都是設計安裝在變頻器柜內，當廠用電晃電時，控制電路失 電，無法達到調速控制目的。有些DCS的信號輸入需要電壓一電流信號轉換，這種轉換模 塊也成套在變頻柜內，當電網晃電時，這些信號也一樣無法送達DCS。2)變頻器本身抗晃電能力差。當廠用電瞬間跌落或備自投切換時，變頻器會欠壓保 護，當電壓恢復時，變頻重啟動。這是變頻器設計原理決定的，所有廠家的變頻器都存在 這種問題。3) 1C/2C接觸器抗晃電能力差，有很多電廠存在晃電時接觸器先跳閘的問題，但這是 表面問題，即使接觸器不跳閘，變頻器也會因為瞬間失電跳閘，給粉系統一樣無法正常工 作。從根源上杜絕和制止晃電基本上是無法實現的，解決這一問題目前主要的應對措施1、 爐膛安全監控系統FSSS的給粉機全停邏輯延時(2~5S)，給粉機變頻器設置快速 重啟動，等待電網恢復后給粉機變頻器重啟動，這既違反了電廠管理規程，又不能從根本 上消除爐膛在晃電時的安全隱患。延時短，不可避免停爐；延時長，有更嚴重的事故隱患， 延時簽字人員還要為事故埋單。2、 更換給粉機變頻器。如AB某款變頻器最大失電工作時間可以做140ms但也躲不過 備自投切換的1.8S。另外原給粉變頻調速系統的控制電路在晃電時仍無法正常工作。3、 交流在線UPS。電廠的其他自動控制系統無一例外的配有220VUPS。但給粉調速 系統為三相感性負載和單相阻性負載并存，因UPS容量、轉換效率低、保護級別高、投資 成本高等原因，也不適用于電廠給粉系統。變頻器內部的三種電源電壓1) 主電路的直流電壓帶載低壓限額一般為85%，個別變頻器的低壓限額標稱較低，可以達到62%,但實際 帶載中會引起過流等保護。帶載晃電時直流母線下降曲線幾乎垂直，不帶載時根據直流母 線電容放電時間會不同。2) 控制回路的直流電壓因為是微機控制電路，對電壓穩定度要求較高，時間常數較長。斷電后電壓下降速度 較慢，15ms內跌落為零。低壓限值可以達到50%。3) 逆變管驅動電路電壓由于低壓變頻器的逆變管是電壓驅動器件，驅動電流非常小，對電壓的要求也不十分 嚴格，所以對于瞬間停電來說，可以不予考慮。但停電時間超過它的下降時間后，即使恢 復電壓，變頻器也無法重啟動。現在火電廠給粉變頻調速系統成為電廠內自動化程度最低的薄弱環節。實際使用過程 中，因為電網晃電或備自投切換時，給粉機變頻跳閘引起MFT動作，造成事故停爐的情況 經常發生。這些事故給火電廠的生產造成了很大的經濟損失，也成為現在火電廠安全事故 的高發區。如何采用一套高效的爐膛安全給粉控制系統成為火電廠的首要選擇。
技術實現思路
本技術針對目前現有技術存在的問題，提供一種爐膛安全給粉控制系統，該系統 在電網晃電時，可以確保給粉系統安全平穩地工作，使爐膛平穩度過晃電期。 本技術的目的是通過以下措施實現的一種爐膛安全給粉控制系統，其特征在于供電采用交直流兩種供電電源，其工作電路 包括依次串接的斷路器、接觸器、壓差切換控制開關、給粉機變頻器、工作電機組成的直 流回路，交流供電經充電機、蓄電池組成的復式供電方式向工作電路供電；其控制電路包 括檢測單元、控制單元、監測單元，它們之間通過RS485工業通訊總線連接，檢測單元、 控制單元與監測單元對關聯的工作電路組成部分進行通訊、采集和控制。復式供電方式指交流電源經充電機向工作電路及蓄龜池供電，充電機與蓄電池通過轉 換開關接入工作電路。工作電路由多組上述的直流回路并接而成。壓差切換控制開關包括晶閘管與模擬電路，模擬電路包括穩壓管、二極管、電阻、可 恢復保險絲，模擬控制電路的穩壓管、二極管、電阻通過跳線方式選擇一個或多個電阻， 通過跳線選擇一個或多個穩壓二極管，模擬電路監測晶閘管陽極A和陰極K之間的壓差， 達到設定值晶閘管導通。監測單元包括直流監控器、電池檢測儀、絕緣監測儀以及觸摸屏，控制單元采用PLC 順序控制器，檢測單元采用抗晃電監控模塊；電池檢測儀與絕緣監測儀均通過RS485串行 接口將檢測的信號傳送給直流監控器，直流監控器的信號輸入、輸出與抗晃電監控模塊相 應端口相接，各開關量檢測端接直流控制器相應輸入端，觸摸屏與直流監控器實現通訊； 抗晃電監控模塊的欠壓信號輸出接PLC順序控制器的信號輸入端，給粉機變頻器的信號輸 出接PLC順序控制器輸入端，接觸器與斷路器的控制端分別與PLC順序控制器的信號輸出 端相連。所有控制電路由開關電源供電?；坞姳O測模塊包括CPU、存儲器、交直流模擬量A/D采集電路、數字量光耦隔離采集 電路、繼電器開關量輸出控制電路、模擬量輸出控制電路和通訊接口。壓差切換控制開關選用RTC-101;抗晃電監控模塊選用MDS-104;監控器選用MKV2A直流監控器；充電機選用GMP系列高頻開關電源模塊；斷路器為直流斷路器；接觸器用ABB 產品；PLC順序控制器選用AB logix順序控制器。從系統安全級別入手，從斷的可靠性入手，本技術采用直流支撐技術和安全連鎖 技術，專為火電廠設計的帶有高壓直流后備電源的爐膛安全給粉系統SGS解決了前述這些 問題確保電網晃電時，給粉系統安全平穩工作，使爐膛平穩度過晃電期。避免燃料瞬時 中斷又恢復，造成可燃物聚集情況發生；杜絕給粉機因晃電頻繁跳閘引起MFT動作造成不 必要的事故停爐，也就取消了爆燃法點爐的必要；取消某些電廠因為給粉頻繁跳閘，而對 爐膛安全監控系統FSSS降低安全系數延時使用，最大限度發揮爐膛安全監控系統FSSS在 爐膛安全保護中的作用；提高爐膛安全監控系統FSSS和給粉系統聯鎖的安全系數。結合變頻器原理和工作方式，直流支撐方式是解決變頻器晃電跳閘的最好辦法。1) 變頻器的雛形是直流變頻器，交流變頻器只是在直流變頻器的前端加上了整流器。 隨著直流支撐技術的發展和開關電源技術的發展，變頻器的控制電源(DC/DC)和主回路電 源都來自于變頻器內部的直流母線。新型變頻器都有直流母線端子。2) 直流支撐技術已經非常成熟。隨著變頻器的技術發展，直流支撐解決變頻器的低壓 跳閘，已在其他安全級別要求不高的行業有成熟的應用。從系統安全級別，以及從斷的可靠性入手，本技術的安全給粉系統解決三個問題1、 確保電網晃電時，給粉系統安全平穩工作，使爐膛平穩度過晃電期。避免燃料瞬時 中斷又恢復，造成可燃物聚集情況，從而避免爆爐危險。2、 杜絕給粉機因晃電頻繁跳閘引起MFT動作造成不必要的事故停爐，也就取消了爆燃 法點爐的必要；本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種爐膛安全給粉控制系統，其特征在于供電采用交直流兩種供電電源，其工作電路包括依次串接的斷路器、接觸器、壓差切換控制開關、給粉機變頻器、工作電機組成的直流回路，交流供電經充電機、蓄電池組成的復式供電方式向工作電路供電；其控制電路包括檢測單元、控制單元、監測單元，它們之間通過ＲＳ４８５工業通訊總線連接，檢測單元、控制單元與監測單元對關聯的工作電路組成部分進行通訊、采集和控制。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳文波，
申請(專利權)人：陳文波，
類型：實用新型
國別省市：84[中國|南京]