炉膛安全给粉控制系统技术方案

本实用新型专利技术涉及火力发电厂锅炉给粉机的变频调速控制系统，具体讲为一种炉膛安全给粉控制系统，该系统针对现有的控制电路抗晃电能力差，经常造成事故停炉的情况发生。本实用新型专利技术的控制系统在电网晃电时，可以确保给粉系统安全平稳地工作，使炉膛平稳度过晃电期。该系统供电采用交直流两种供电电源，其工作电路包括依次串接的断路器、接触器、压差切换控制开关、给粉机变频器、工作电机组成的直流回路，交流供电经充电机、蓄电池组成的复式供电方式向工作电路供电；其控制电路包括检测单元、控制单元、监测单元，它们之间通过ＲＳ４８５工业通讯总线连接，检测单元、控制单元与监测单元对关联的工作电路组成部分进行通讯、采集和控制。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及火力发电厂锅炉给粉机的变频调速控制系统，具体讲为一种炉膛安全 给粉控制系统，该系统用于电网晃电时确保给粉系统安全平稳地工作。
技术介绍
目前，多数电厂的给粉系统使用的变频调速系统，通过DCS或操作台输出4 20mA信 号控制变频器的转速来实现给粉调节。变频器的起、停、故障和1C/2C电源等信号再返送 给炉膛安全监控系统FSSS，通过这些信号来判断给粉全停逻辑，并引发主燃料切断MFT动 作。给粉调速系统的配电柜，多采用1C/2C分别供电、3C备自投切换方式，当有主燃料切 断MFT动作时，采用大联锁切除给粉变频1C/2C电源，停止供粉。这种给粉调速系统最大 的问题就是抗晃电能力差。l)控制电路抗晃电能力差。这种给粉变频调速系统的成套比较陈旧，特别是靠操作台 来控制调速的系统，控制电路都是设计安装在变频器柜内，当厂用电晃电时，控制电路失 电，无法达到调速控制目的。有些DCS的信号输入需要电压一电流信号转换，这种转换模 块也成套在变频柜内，当电网晃电时，这些信号也一样无法送达DCS。2)变频器本身抗晃电能力差。当厂用电瞬间跌落或备自投切换时，变频器会欠压保 护，当电压恢复时，变频重启动。这是变频器设计原理决定的，所有厂家的变频器都存在 这种问题。3) 1C/2C接触器抗晃电能力差，有很多电厂存在晃电时接触器先跳闸的问题，但这是 表面问题，即使接触器不跳闸，变频器也会因为瞬间失电跳闸，给粉系统一样无法正常工 作。从根源上杜绝和制止晃电基本上是无法实现的，解决这一问题目前主要的应对措施1、 炉膛安全监控系统FSSS的给粉机全停逻辑延时(2~5S)，给粉机变频器设置快速 重启动，等待电网恢复后给粉机变频器重启动，这既违反了电厂管理规程，又不能从根本 上消除炉膛在晃电时的安全隐患。延时短，不可避免停炉；延时长，有更严重的事故隐患， 延时签字人员还要为事故埋单。2、 更换给粉机变频器。如AB某款变频器最大失电工作时间可以做140ms但也躲不过 备自投切换的1.8S。另外原给粉变频调速系统的控制电路在晃电时仍无法正常工作。3、 交流在线UPS。电厂的其他自动控制系统无一例外的配有220VUPS。但给粉调速 系统为三相感性负载和单相阻性负载并存，因UPS容量、转换效率低、保护级别高、投资 成本高等原因，也不适用于电厂给粉系统。变频器内部的三种电源电压1) 主电路的直流电压带载低压限额一般为85%，个别变频器的低压限额标称较低，可以达到62%,但实际 带载中会引起过流等保护。带载晃电时直流母线下降曲线几乎垂直，不带载时根据直流母 线电容放电时间会不同。2) 控制回路的直流电压因为是微机控制电路，对电压稳定度要求较高，时间常数较长。断电后电压下降速度 较慢，15ms内跌落为零。低压限值可以达到50%。3) 逆变管驱动电路电压由于低压变频器的逆变管是电压驱动器件，驱动电流非常小，对电压的要求也不十分 严格，所以对于瞬间停电来说，可以不予考虑。但停电时间超过它的下降时间后，即使恢 复电压，变频器也无法重启动。现在火电厂给粉变频调速系统成为电厂内自动化程度最低的薄弱环节。实际使用过程 中，因为电网晃电或备自投切换时，给粉机变频跳闸引起MFT动作，造成事故停炉的情况 经常发生。这些事故给火电厂的生产造成了很大的经济损失，也成为现在火电厂安全事故 的高发区。如何采用一套高效的炉膛安全给粉控制系统成为火电厂的首要选择。
技术实现思路
本技术针对目前现有技术存在的问题，提供一种炉膛安全给粉控制系统，该系统 在电网晃电时，可以确保给粉系统安全平稳地工作，使炉膛平稳度过晃电期。 本技术的目的是通过以下措施实现的一种炉膛安全给粉控制系统，其特征在于供电采用交直流两种供电电源，其工作电路 包括依次串接的断路器、接触器、压差切换控制开关、给粉机变频器、工作电机组成的直 流回路，交流供电经充电机、蓄电池组成的复式供电方式向工作电路供电；其控制电路包 括检测单元、控制单元、监测单元，它们之间通过RS485工业通讯总线连接，检测单元、 控制单元与监测单元对关联的工作电路组成部分进行通讯、采集和控制。复式供电方式指交流电源经充电机向工作电路及蓄龟池供电，充电机与蓄电池通过转 换开关接入工作电路。工作电路由多组上述的直流回路并接而成。压差切换控制开关包括晶闸管与模拟电路，模拟电路包括稳压管、二极管、电阻、可 恢复保险丝，模拟控制电路的稳压管、二极管、电阻通过跳线方式选择一个或多个电阻， 通过跳线选择一个或多个稳压二极管，模拟电路监测晶闸管阳极A和阴极K之间的压差， 达到设定值晶闸管导通。监测单元包括直流监控器、电池检测仪、绝缘监测仪以及触摸屏，控制单元采用PLC 顺序控制器，检测单元采用抗晃电监控模块；电池检测仪与绝缘监测仪均通过RS485串行 接口将检测的信号传送给直流监控器，直流监控器的信号输入、输出与抗晃电监控模块相 应端口相接，各开关量检测端接直流控制器相应输入端，触摸屏与直流监控器实现通讯； 抗晃电监控模块的欠压信号输出接PLC顺序控制器的信号输入端，给粉机变频器的信号输 出接PLC顺序控制器输入端，接触器与断路器的控制端分别与PLC顺序控制器的信号输出 端相连。所有控制电路由开关电源供电。晃电监测模块包括CPU、存储器、交直流模拟量A/D采集电路、数字量光耦隔离采集 电路、继电器开关量输出控制电路、模拟量输出控制电路和通讯接口。压差切换控制开关选用RTC-101;抗晃电监控模块选用MDS-104;监控器选用MKV2A直流监控器；充电机选用GMP系列高频开关电源模块；断路器为直流断路器；接触器用ABB 产品；PLC顺序控制器选用AB logix顺序控制器。从系统安全级别入手，从断的可靠性入手，本技术采用直流支撑技术和安全连锁 技术，专为火电厂设计的带有高压直流后备电源的炉膛安全给粉系统SGS解决了前述这些 问题确保电网晃电时，给粉系统安全平稳工作，使炉膛平稳度过晃电期。避免燃料瞬时 中断又恢复，造成可燃物聚集情况发生；杜绝给粉机因晃电频繁跳闸引起MFT动作造成不 必要的事故停炉，也就取消了爆燃法点炉的必要；取消某些电厂因为给粉频繁跳闸，而对 炉膛安全监控系统FSSS降低安全系数延时使用，最大限度发挥炉膛安全监控系统FSSS在 炉膛安全保护中的作用；提高炉膛安全监控系统FSSS和给粉系统联锁的安全系数。结合变频器原理和工作方式，直流支撑方式是解决变频器晃电跳闸的最好办法。1) 变频器的雏形是直流变频器，交流变频器只是在直流变频器的前端加上了整流器。 随着直流支撑技术的发展和开关电源技术的发展，变频器的控制电源(DC/DC)和主回路电 源都来自于变频器内部的直流母线。新型变频器都有直流母线端子。2) 直流支撑技术已经非常成熟。随着变频器的技术发展，直流支撑解决变频器的低压 跳闸，已在其他安全级别要求不高的行业有成熟的应用。从系统安全级别，以及从断的可靠性入手，本技术的安全给粉系统解决三个问题1、 确保电网晃电时，给粉系统安全平稳工作，使炉膛平稳度过晃电期。避免燃料瞬时 中断又恢复，造成可燃物聚集情况，从而避免爆炉危险。2、 杜绝给粉机因晃电频繁跳闸引起MFT动作造成不必要的事故停炉，也就取消了爆燃 法点炉的必要；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种炉膛安全给粉控制系统，其特征在于供电采用交直流两种供电电源，其工作电路包括依次串接的断路器、接触器、压差切换控制开关、给粉机变频器、工作电机组成的直流回路，交流供电经充电机、蓄电池组成的复式供电方式向工作电路供电；其控制电路包括检测单元、控制单元、监测单元，它们之间通过ＲＳ４８５工业通讯总线连接，检测单元、控制单元与监测单元对关联的工作电路组成部分进行通讯、采集和控制。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈文波，
申请(专利权)人：陈文波，
类型：实用新型
国别省市：84[中国|南京]