锅炉炉膛防爆压力及烟气系统设计压力研究 专题报告 项目 引风机进口烟道 工程6 脱硝装置 空气预热器 除尘器进口烟道 除尘器 引风机进口烟道 工程7 脱硝装置 空气预热器 除尘器进口烟道 除尘器 引风机进口烟道 工程8 脱硝装置 空气预热器 除尘器进口烟道 除尘器 引风机进口烟道 单位 烟道介质最大运行压力 ALSTOM标准下锅炉MFT时烟道设计负压 Pa Pa Pa Pa Pa Pa Pa Pa Pa Pa Pa Pa Pa Pa Pa Pa 8649.6 5893.8 6952.2 7220.2 7469.5 7828.6 5410.4 7474.1 7983.3 8338.1 8904.6 6359.6 7812.0 8220.2 8620.1 9185.7 5897.3 5591.0 5771.0 5803.3 5833.3 5876.5 5618.7 5791.3 5848.3 5888.0 5951.5 5699.0 5864.0 5909.9 5954.9 6008.6 对于“三合一”风机且设有脱硫旁路的系统，从表3.4中可以看出： ? 扣除脱硫装置的阻力，脱硝装置入口的运行压力将低于锅炉MFT时烟道设计负
压，因此，脱硝装置上游的烟气系统设计压力取决于锅炉MFT时烟道设计负压。脱硝装置及下游的烟气系统需核算确定。
? 切除脱硫系统运行时，由于引风机压头裕量过大，将引起运行中烟道介质可能
出现的最大压力升高，烟道设计压力需相应提高；而且还易引起炉膛压力波动加大，建议与制造厂配合，采取有针对性的炉膛保护措施防止内爆发生。 ? 采用“三合一”风机系统时，脱硫旁路烟道的流速可适当提高，减少切投旁路
的阻力差。
不设脱硫旁路的系统，一般采用引风机与增压风机合并设置的方案，机组正常运行工况引风机出口的系统阻力（含脱硫系统阻力）始终存在，锅炉运行工况下炉膛至引风机入口的烟道介质最大运行压力与增压风机单独设置时相差不大，仅需进一步核算除尘器及至引风机烟道的冷态启动工况，当采用轴流引风机时影响很小。引风机出口风门后烟道减少了事故点，烟道介质最大运行压力不需考虑风门关闭的情况。系统保护和控制相对简单。
综上所述，从炉膛防内爆的角度，不设脱硫旁路是有利的。当引风机与增压风机合并设置、设有脱硫旁路时，可适当提高脱硫旁路烟气流速，减少切投旁路的阻力差。
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4. 锅炉炉膛防内爆设计压力研究
从上文中可以看出，当引风机选型点的能力超过-8700Pa（绝对值）时，一味提高锅炉防爆压力不尽合理，应该合理选择引风机形式，采用相适应的炉膛压力控制系统，最终选取合理的防爆压力。 4.1炉膛压力控制策略
美国NFPA85-2007中不仅强调足够的结构强度，还强调正确的操作和维修顺序、燃烧和送风控制设备和安全连锁、报警、跳闸对锅炉安全运行必不可少的其他控制设备的重要性。
《电站煤粉锅炉炉膛防爆规程》（DL/T435-2004）和《火力发电厂锅炉炉膛安全监控系统技术规程》（DL/T1091-2008）等炉膛压力控制策略均与NFPA85-2007的要求一致，制定了防止炉膛内爆的保护，包括相关连锁动作和操作顺序的要求。 4.1.1 防内爆保护系统
炉膛压力控制系统（内爆保护）的系统要求见图4.1。
图4.1 炉膛压力控制系统要求
(D） 前馈指令信号 (A） 炉膛压力控制系统 (B） 三台炉膛压力变送器组件 (F） 自动/手动切换站 总燃料跳闸信号 (G） 由总燃料跳闸触动的前馈动作 (C） 变送器监控系统 (E） 炉膛负压偏差大时，风机超驰动作或直接闭锁 (H） 炉膛负压控制元件签 20
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其中：
(A)炉膛压力控制子系统需控制风压调节设备的位置，以保持炉膛压力在要求的定值点上；
(B)、(C)压力变送器及监控系统，使机组在炉膛压力测量有故障的情况下安全运行； (D)前馈指令信号，代表锅炉需要风量的指令信号，尽量减小炉膛压力调节的波动； (F)自动/手动切换站后，总燃料跳闸信号，触动前馈动作(G)，尽量减小压力波动； (E)炉膛负压偏差大时，控制系统实现风机超驰动作或直接闭锁，即引风机的控制装置向减少偏差的方向返回或对所有能引起炉膛负压偏差增大的相关终端控制元件进行方向闭锁，禁止其向可能会增加偏差的方向移动。
(H)负压调节控制部件，指炉膛压力控制执行元件，如风机入口挡板的调节装置、风机转速的调节装置、轴流风机叶片节距的调节装置等。
另外，使用轴流风机时，需避免风机在喘振状态下运行，以避免空气或烟气不可控的变化。
4.1.2 风机启停顺序控制的要求
风机启停顺序控制要求在所有运行工况下，确保从送风机入口到烟道有一个通畅的气流通道。最小空气通道断面积须不小于风机运行时，吹扫空气流量要求所需的面积。例如：
? 在引风机启动前，从送风机入口一直到引风机入口的整个通道内，所有风量调
节挡板及关断挡板均应开启，还需打开足够的隔离挡板、风箱挡板、调节器以及其他控制挡板，以确保气流通道畅通。
? 当配有多台送、引风机时，停运风机的所有流量控制装置和关断挡板均应打开，
直到第一台引、送风机投入运行去保持炉膛压力条件以及通畅的流量通道后，才可关闭停运的送、引风机的控制装置和关断挡板。
? 启动时，先起动引风机，后起动送风机。停运风机的操作顺序与启动操作顺序
相反。
? 启、停风机时所用的方法以及有关控制设备的操作，都应尽量减少炉膛压力和
风量的波动。一旦情况允许，应尽快投入炉膛压力控制系统，使炉膛负压保持在自动控制。
? 无论是什么原因，在停最后一台送风机或引风机时，其调节挡板应在风机停后
经过一段时间的延迟再开启，或调节板的开度能受到控制，以避免由于风机惰
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走使炉膛风压出现大的波动。
炉膛控制策略还应包括设置必要的报警和连锁保护，例如应设置炉膛压力高连锁保护、炉膛压力低连锁保护、送引风机事故跳闸连锁保护、方向闭锁或风机控制装置超驰动作报警、炉膛压力变送器故障报警等。 4.2 锅炉厂推荐的炉膛压力保护定值
根据NFPA85-2007，炉膛压力控制系统（内爆保护）必须控制炉膛压力在要求的定值点上。
《电站煤粉锅炉炉膛防爆规程》（DL/T435-2004）和《火力发电厂锅炉炉膛安全监控系统技术规程》（DL/T1091-2008）等都与NFPA85要求一致。
因此各锅炉厂都据此制定了炉膛压力的报警、保护定值。以下对国内四大锅炉厂的炉膛保护定值数据进行了收集和整理，具体见表4-1。
表4-1部分工程锅炉炉膛保护定值汇总表
电厂名称及概况 炉膛负压（Pa） 定值-49 报警值+981 哈锅 亚临界锅炉 （美国CE技术） 报警值-981 动作保护值（高Ⅱ）+3236 动作保护值（低Ⅱ）-2491 正常值-70 高报警+100 哈锅 超临界锅炉 （三井巴布科克） 低报警-300 动作保护值（高Ⅱ）+2500 动作保护值（低Ⅱ）-2500 动作保护值（高Ⅲ）+4000 动作保护值（低Ⅲ）-4000 报警值＋498 报警值－747 美F.W W火焰炉 动作保护值（高Ⅱ）+2000 动作保护值（低Ⅱ）-2000 动作保护值（高Ⅲ）+3700 动作保护值（低Ⅲ）-3700 正常运行值+125 北京B.W 正常运行值-250 报警值+500 报警值-750
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保护动作 报警，同时闭锁吸风机开度减小和送风机风量增加 报警，同时闭锁吸风机开度增加和送风机风量减小 MFT MFT 报警 报警 MFT MFT 送风机跳闸 引风机跳闸 报警 报警 延时2秒MFT动作 延时2秒MFT动作 立即MFT并跳送风机 立即MFT并跳吸风机 报警 报警
