1、主設(shè)備系統(tǒng)和控制系統(tǒng)概況
    目前安徽省內(nèi)300 MW機(jī)組鍋爐主設(shè)備基本上采用亞臨界、一次中間再熱、強(qiáng)制循環(huán)汽包爐，采用鋼球磨中間儲(chǔ)倉(cāng)式制粉系統(tǒng)，全鋼懸吊結(jié)構(gòu)，擺動(dòng)噴嘴調(diào)溫，平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣。爐膛直流燃燒器四角布置，同心反切圓燃燒，一、二次風(fēng)噴嘴間隔布置。除頂部二次風(fēng)噴嘴手動(dòng)遠(yuǎn)操外，其余的噴嘴均由1個(gè)∮254 mm的氣缸一起帶動(dòng)上下各自15。的擺動(dòng)，以控制爐膛出口煙氣溫度和一、二次汽溫。設(shè)3層助燃油槍?zhuān)�送、引風(fēng)機(jī)均由動(dòng)葉調(diào)節(jié)風(fēng)量。
    鍋爐控制系統(tǒng)所采用的主流設(shè)備是國(guó)外進(jìn)口的分散控制系統(tǒng)( DCS)，如美國(guó)利諾公司的MAX-1000、美國(guó)西屋公司的WDPF等，控制范圍涵蓋了整個(gè)機(jī)組的各熱力參數(shù)、電工參數(shù)、設(shè)備狀態(tài)參數(shù)的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)視、越限報(bào)警、歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、事故追憶、報(bào)表打印，以及鍋爐各主要熱力參數(shù)的自動(dòng)調(diào)節(jié)和機(jī)組協(xié)調(diào)控制，鍋爐設(shè)備危急工況下緊急保護(hù)，機(jī)組各輔機(jī)系統(tǒng)順序控制，絕大部分設(shè)備能實(shí)現(xiàn)CRT遠(yuǎn)方軟手操單獨(dú)控制。BMS作為DCS的一個(gè)子系統(tǒng)，其作用貫穿于鍋爐從點(diǎn)火、帶負(fù)荷運(yùn)行到停爐的整個(gè)過(guò)程，是鍋爐長(zhǎng)期安全運(yùn)行必備的手段，富通新能源生產(chǎn)銷(xiāo)售生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃燒木屑顆粒機(jī)、秸稈顆粒機(jī)呀的生物質(zhì)顆粒燃料。
2.300 MW機(jī)組BMS基本功能
    根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況來(lái)制定嚴(yán)密的BMS總體技術(shù)方案，以及依據(jù)分散控制系統(tǒng)的系統(tǒng)軟件和開(kāi)發(fā)工具組態(tài)軟件以建立一套完善的BMS用戶(hù)組態(tài)軟件系統(tǒng)是十分必要的。
    300 MW機(jī)組BMS系統(tǒng)主要功能：通過(guò)對(duì)重要參數(shù)的連續(xù)監(jiān)視判斷為危急工況時(shí)鍋爐MFT自動(dòng)跳閘；點(diǎn)火前爐膛連續(xù)換風(fēng)吹掃；爐前燃油系統(tǒng)管路內(nèi)漏外漏泄漏檢測(cè)；輔助風(fēng)門(mén)擋板配風(fēng)控制；油層啟動(dòng)許可監(jiān)控；煤層啟動(dòng)許可監(jiān)控；各油角順序啟停控制；各煤角順序啟停控制；單只燃燒器的火焰監(jiān)測(cè)以及全爐膛火焰監(jiān)測(cè)；制粉系統(tǒng)的啟停監(jiān)控；主要輔機(jī)故障所產(chǎn)生的RUNBACK煤層切除及自動(dòng)投油功能；火檢探頭冷卻風(fēng)系統(tǒng)的控制；爐循泵的控制等。
3、BMS技術(shù)分析及改進(jìn)措施
3.1燃油系統(tǒng)管理
    洛河電廠3號(hào)爐三級(jí)點(diǎn)火系統(tǒng)、田家庵電廠號(hào)爐二級(jí)點(diǎn)火系統(tǒng)，在調(diào)試期間，每次點(diǎn)火都要花費(fèi)大量時(shí)間調(diào)整燃油壓力、霧化介值（蒸汽或壓縮空氣）壓力、吹掃介質(zhì)（蒸汽或壓縮空氣）壓力，來(lái)滿(mǎn)足點(diǎn)火所需壓力定值，大大延誤了點(diǎn)火啟動(dòng)的寶貴時(shí)間。點(diǎn)火后，又多次發(fā)生由于燃油壓力不穩(wěn)定，造成OFT動(dòng)作。針對(duì)上述情況，筆者認(rèn)為在點(diǎn)火期間，燃油壓力、霧化介質(zhì)壓力、吹掃介質(zhì)壓力的調(diào)節(jié)系統(tǒng)應(yīng)納入BMS管理，燃油泵房設(shè)備的工作狀態(tài)應(yīng)在BMS畫(huà)面上顯示或者在畫(huà)面上直接對(duì)燃油泵等設(shè)備進(jìn)行操作，這樣有利于燃油系統(tǒng)整體管理，可大大節(jié)省點(diǎn)火啟動(dòng)的準(zhǔn)備時(shí)間。由于調(diào)試期間時(shí)間緊，加上此項(xiàng)改進(jìn)牽涉到BMS、CCS兩個(gè)專(zhuān)業(yè)，所以不容易進(jìn)行，有待于以后機(jī)組大修期間嘗試這項(xiàng)改進(jìn)。
3.2燃油系統(tǒng)管路泄漏檢測(cè)試驗(yàn)
    該功能目前300MW機(jī)組都已設(shè)置，其基本思路是：首先對(duì)油角閥泄漏進(jìn)行檢測(cè)，打開(kāi)回油閥和跳閘閥，各油角閥關(guān)閉，油系統(tǒng)打循環(huán)趕空氣，然后關(guān)閉回油閥，充油一段時(shí)間，關(guān)閉跳閘閥，在限定的時(shí)間內(nèi)，如跳閘閥后的母管油壓不下降或者跳閘閥前后的差壓不增大，則說(shuō)明各油角閥及回油閥不泄漏，否則，其中有泄漏點(diǎn)。最后對(duì)跳閘閥泄漏進(jìn)行檢測(cè)，接著上面的試驗(yàn)程序，打開(kāi)回油閥，釋放跳閘閥后母管油壓至最低值。關(guān)閉回油閥，在限定的時(shí)間內(nèi)，如母管里的油壓不增大到某一定值或者跳閘閥前后差壓△尸不減小到某一定值，則說(shuō)明跳閘閥不泄漏。否則，它是內(nèi)漏的。該檢測(cè)試驗(yàn)理論上可以幫助消除事故隱患。但就目前常規(guī)邏輯而言，存在誤區(qū)，因?yàn)樗�首先是建立在跳閘閥不泄漏的情況下去做油角閥檢測(cè)，這種前提假設(shè)，作出的試驗(yàn)結(jié)果必然存在缺陷。如現(xiàn)場(chǎng)許可的話，在跳閘閥前加一電動(dòng)閘閥，做油角閥泄漏檢測(cè)時(shí)，電動(dòng)閘閥隨跳閘閥一起關(guān)閉，在做跳閘閥檢漏時(shí)再打開(kāi)電動(dòng)閘閥，這樣做出的試驗(yàn)結(jié)果，會(huì)令人信服一些。另外，有些BMS系統(tǒng)把燃油系統(tǒng)泄漏試驗(yàn)完成信號(hào)作為鍋爐點(diǎn)火的必備條件，似乎過(guò)于嚴(yán)格，但是定期做一次泄漏檢測(cè)試驗(yàn)，是很有必要的。在田家庵電廠5號(hào)機(jī)BMS調(diào)試中，我們作了如上技術(shù)改進(jìn)，改進(jìn)后燃油系統(tǒng)泄漏檢測(cè)試驗(yàn)結(jié)果較為準(zhǔn)確，去除燃油系統(tǒng)泄漏試驗(yàn)完成信號(hào)作為鍋爐點(diǎn)火的必備條件，節(jié)省了點(diǎn)火時(shí)間。
3.3二次風(fēng)門(mén)控制問(wèn)題
    BMS與鍋爐的10層小風(fēng)門(mén)控制有關(guān)，通常300 MW機(jī)組鍋爐的二次風(fēng)和一次風(fēng)的周界風(fēng)是間隔布置，以田家庵電廠5號(hào)爐為例，如圖1所示。
    按照鍋爐制造廠燃燒試驗(yàn)組所提供的二次風(fēng)門(mén)控制表要求，當(dāng)鍋爐點(diǎn)火啟動(dòng)某油層點(diǎn)第1根油槍?zhuān)ㄍǔＪ前薃層）時(shí)，啟動(dòng)信號(hào)一發(fā)出，將自動(dòng)置該油層輔助風(fēng)門(mén)為“點(diǎn)火位”，即全關(guān)位，利用漏風(fēng)量作為點(diǎn)火風(fēng)。當(dāng)該油層點(diǎn)到第3根油槍并獲成功時(shí)，該層輔助風(fēng)門(mén)自動(dòng)置“燃燒位”，即自動(dòng)全開(kāi)并立即釋放強(qiáng)制全開(kāi)信號(hào)。在調(diào)試中，我們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)AA層油層點(diǎn)到第2根油槍時(shí)，點(diǎn)火風(fēng)已顯不足，此時(shí)爐膛由于不完全燃燒，濃煙滾滾，工業(yè)電視看不見(jiàn)火焰。我們建議，在啟動(dòng)AA層油層過(guò)程中，要給最初的3根油槍以不同的“點(diǎn)火位”信號(hào)來(lái)控制輔助風(fēng)門(mén)，目前輔助風(fēng)小風(fēng)門(mén)都是以層控形式出現(xiàn)，氣關(guān)式風(fēng)門(mén)工作氣壓范圍為0.2～1MPa，即前3根油槍的點(diǎn)火位分別設(shè)置為0.8、0．6、0. 4MPa，對(duì)應(yīng)輔助風(fēng)門(mén)不同的開(kāi)度。這樣點(diǎn)火要順利一些，當(dāng)發(fā)生MFT時(shí)，BMS立即強(qiáng)制打開(kāi)10層二次風(fēng)小風(fēng)門(mén)并關(guān)閉一次風(fēng)門(mén)，既可防止?fàn)t膛內(nèi)爆，又可維持爐膛后吹掃。試驗(yàn)證實(shí)以上技術(shù)改進(jìn)方法效果良好，已在調(diào)試中予以實(shí)施。
3.4燃煤系統(tǒng)管理問(wèn)題
    目前省內(nèi)300 MW機(jī)組大多采用鋼球中儲(chǔ)式燃煤系統(tǒng)，CCS只管磨煤機(jī)的人口負(fù)壓、出口溫度、進(jìn)出口差壓（出力）以及給粉機(jī)轉(zhuǎn)速和一次風(fēng)門(mén)開(kāi)度的模擬量控制；BMS要管排粉機(jī)、給粉機(jī)、一次風(fēng)門(mén)的啟停開(kāi)關(guān)控制；SCS要管給煤機(jī)的啟停控制、各相關(guān)風(fēng)門(mén)的開(kāi)關(guān)控制、絞龍輸送機(jī)的啟停控制、磨煤機(jī)設(shè)備級(jí)的順控（包括高壓油站、低壓油站、齒輪箱油站、磨煤機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)啟停控制）；磨煤機(jī)各潤(rùn)滑油油溫、油壓、油箱油位、油流量越限保護(hù)，則由就地控制箱邏輯運(yùn)算后，發(fā)信號(hào)去電氣6 kV開(kāi)關(guān)小室來(lái)完成。
    通過(guò)多次現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，我們認(rèn)為，對(duì)于中間粉倉(cāng)式燃煤系統(tǒng)，由于中間粉倉(cāng)大容量的儲(chǔ)藏和緩沖作用，使得鍋爐煤粉燃燒器的啟停對(duì)制粉系統(tǒng)的磨煤機(jī)啟停沒(méi)有約束作用，所以制粉系統(tǒng)的順序控制在DCS中可以單獨(dú)做成邏輯，既可作為SCS中的一個(gè)子系統(tǒng)，也可作為BMS中的一個(gè)子系統(tǒng)。另外，BMS、SCS、CCS對(duì)制粉系統(tǒng)各設(shè)備的控制界線要明確，不應(yīng)有重疊，其次，BMS與現(xiàn)場(chǎng)各受控電氣設(shè)備信息交流要充分，如：給粉機(jī)和排粉機(jī)的就地控制箱開(kāi)關(guān)位置、6 kV開(kāi)關(guān)室開(kāi)關(guān)位置、操作電源工作狀態(tài)等都應(yīng)在BMS畫(huà)面上顯示，以利于運(yùn)行人員快速了解故障點(diǎn)。
    對(duì)燃煤系統(tǒng)存在界限不清、重疊現(xiàn)象等管理問(wèn)題，在田家庵電廠5號(hào)機(jī)等機(jī)組調(diào)試中都按照上述方法作了技術(shù)改進(jìn)，證實(shí)效果良好。
3.5 BMS后備硬手操設(shè)置問(wèn)題
    目前省內(nèi)300 MW機(jī)組BMS系統(tǒng)后備硬手操設(shè)置較亂，結(jié)合工作實(shí)踐，分別予以分析。
3.5.1 MFT硬邏輯柜
    最初人們輕視它僅作為MFT軟邏輯柜的擴(kuò)展柜來(lái)使用，用交流供電，甚至提出取消它，我們認(rèn)為，MFT硬邏輯柜作為BMS軟邏輯系統(tǒng)的后備，一定要保留，它是DCS裝置故障情況下，運(yùn)行人員干預(yù)運(yùn)行鍋爐的最后手段，其意義很重要。對(duì)此，提出下列技術(shù)要求：
    (1)工作電源要用直流電源。
    (2) MFT硬邏輯和軟邏輯的跳閘出口要合并，以免重復(fù)放電纜去電氣各跳閘設(shè)備。另外，出口合并接線統(tǒng)一在硬邏輯柜或軟邏輯柜，要保留接線端子裕度，便于維護(hù)。
    (3) BTG操作臺(tái)上的緊急停爐雙按鈕接線既要進(jìn)BMS軟邏輯柜，也要進(jìn)MFT硬邏輯柜。
    (4)除緊急停爐雙按鈕外，還可把爐膛壓力高( 2/3)、爐膛壓力低(2/3)、BMS的DPU柜工作電源失去，作為硬邏輯跳閘條件。
    (5)該柜要調(diào)試好并投運(yùn)。
    (6)切不可把該柜當(dāng)作MFT軟邏輯柜的擴(kuò)展柜來(lái)使用。
    針對(duì)MFT硬邏輯柜在設(shè)計(jì)上出現(xiàn)的問(wèn)題，按上述技術(shù)要求作了改進(jìn)，并在實(shí)踐中發(fā)揮了效果。如在田家庵電廠5號(hào)機(jī)調(diào)試中，由于電氣原因造成DCS兩路供電失去，運(yùn)行鍋爐在運(yùn)行人員按下緊急停爐雙按鈕后，依靠MFT硬邏輯柜停爐，避免了事故的發(fā)生。
3.5.2BMS的BTG后備硬手操
    在我們調(diào)試的幾臺(tái)300 MW機(jī)組中發(fā)現(xiàn)，出于習(xí)慣，BMS都設(shè)置了BTG硬手操盤(pán)。實(shí)際上，在調(diào)試中，調(diào)試人員和運(yùn)行人員很快適應(yīng)了用CRT和鼠標(biāo)進(jìn)行所有操作，基本不用BTG硬手操盤(pán)，所以我們認(rèn)為該盤(pán)可以省略，但萬(wàn)萬(wàn)不可取消緊急停爐雙按鈕開(kāi)關(guān)。有的電廠還設(shè)置了MFT人工復(fù)位按鈕，這是很危險(xiǎn)的，違背了有關(guān)防爆規(guī)程，須取消。對(duì)OFT硬手操按鈕設(shè)置，實(shí)踐使用中認(rèn)為也應(yīng)該取消，因?yàn)镸FT緊急停爐雙按鈕可以取代它的功能，OFT軟手操更應(yīng)取消，因?yàn)檫\(yùn)行人員無(wú)意中易誤操作，調(diào)試中曾發(fā)生若干次此類(lèi)事故，但是OFT的其它自動(dòng)跳閘功能應(yīng)保留。
    我們?cè)诼搴与姀S3號(hào)機(jī)調(diào)試中作了改進(jìn)，效果顯著，基本上杜絕了這方面的人為誤操作事故。
3.5.3 BMS就地點(diǎn)火箱
    目前的300 MW機(jī)組，基本上都設(shè)置了BMS就地點(diǎn)火箱，箱體面板有：遠(yuǎn)操／就地操切換開(kāi)關(guān)、就地啟／停按鈕、該油角啟動(dòng)允許的指示燈、該油角火檢信號(hào)強(qiáng)度指示表等，根據(jù)調(diào)試體會(huì)，如果就地點(diǎn)火控制箱內(nèi)設(shè)置了各動(dòng)作相應(yīng)的硬邏輯系統(tǒng)，且面板上有各相關(guān)就地設(shè)備動(dòng)作的反饋信號(hào)指示，則不依賴(lài)DCS軟邏輯系統(tǒng)就能獨(dú)立操作就地設(shè)備。
    當(dāng)面板上切換開(kāi)關(guān)置“遠(yuǎn)操”位時(shí)，DCS軟邏輯系統(tǒng)信號(hào)將跨越箱內(nèi)所有器件，直接到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)各相關(guān)設(shè)備，執(zhí)行油角啟停。符合上述情況，該控制箱作為DCS的后備操可以考慮保留。而目前300 MW機(jī)組就地點(diǎn)火箱情形是：面板只有少量的開(kāi)關(guān)和指示燈，箱內(nèi)沒(méi)有相應(yīng)的硬邏輯器件，仍依賴(lài)于DCS軟邏輯系統(tǒng)進(jìn)行工作，而面板上大量應(yīng)看到的反饋信號(hào)又沒(méi)有設(shè)置。我們認(rèn)為在這種情況下，應(yīng)取消該后備操功能。
    調(diào)試中針對(duì)上述情況進(jìn)行了技術(shù)改進(jìn)，考慮到費(fèi)用和維護(hù)，不設(shè)置完全硬邏輯的就地點(diǎn)火箱來(lái)作為操作員站點(diǎn)火的后備操；依靠BMS軟邏輯系統(tǒng)進(jìn)行工作的就地點(diǎn)火箱就地點(diǎn)火功能基本不用，僅僅作為就地設(shè)備到DCS控制柜的電纜過(guò)渡端子箱的功能而予以保留。改進(jìn)后，簡(jiǎn)潔了點(diǎn)火功能，避免了硬邏輯就地點(diǎn)火箱由于環(huán)境差故障率高的情況。實(shí)踐證明，堅(jiān)持使用操作員站遠(yuǎn)方點(diǎn)火并適當(dāng)配合人為就地觀察，是最有效的一種點(diǎn)火方式。
3.6火檢探頭冷卻風(fēng)機(jī)控制
    在調(diào)試?yán)鋮s風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)時(shí)，發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)院在空氣母管上設(shè)計(jì)了2臺(tái)風(fēng)機(jī)互為備用，所需的空氣取樣管路上并接了3個(gè)壓力開(kāi)關(guān)。當(dāng)三取二風(fēng)壓低信號(hào)來(lái)了以后，要求在30 s內(nèi)自啟備用風(fēng)機(jī)，建立合適的風(fēng)壓。同時(shí)又發(fā)現(xiàn)從美國(guó)整套進(jìn)口的冷卻風(fēng)機(jī)及控制箱，本身就帶有自成體系的聯(lián)動(dòng)控制，該聯(lián)動(dòng)控制包含有自身的兩路風(fēng)壓檢測(cè)開(kāi)關(guān)，這樣兩套獨(dú)立的控制系統(tǒng)接受不同的檢測(cè)信號(hào)去控制同一對(duì)象會(huì)導(dǎo)致電機(jī)無(wú)所適從，現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)過(guò)此類(lèi)故障。對(duì)此，我們作了技術(shù)改進(jìn)，考慮到運(yùn)行人員的運(yùn)行習(xí)慣以及設(shè)備控制的快捷性，正常情況下，將兩個(gè)風(fēng)機(jī)控制箱切換開(kāi)關(guān)打在“遙控位”，保留遠(yuǎn)方手動(dòng)啟停、自動(dòng)啟停功能，風(fēng)機(jī)自身硬邏輯形成的自動(dòng)啟停功能將不起作用。只有將兩個(gè)風(fēng)機(jī)控制箱切換開(kāi)關(guān)打在“就地位”時(shí)，風(fēng)機(jī)控制柜內(nèi)的自動(dòng)啟停功能才起作用，而此時(shí)遠(yuǎn)方自動(dòng)啟停功能不起作用。改進(jìn)后，避免了兩套控制系統(tǒng)的牽扯故障。
4、小結(jié)
    BMS作為鍋爐控制和保護(hù)的重要組成部分，已受到業(yè)內(nèi)人士的廣泛認(rèn)同，為了發(fā)揮它的整體效應(yīng)，首先應(yīng)在選好DC,S設(shè)備的基礎(chǔ)上，更重要的就是要制定出嚴(yán)密的總體技術(shù)方案和完善的用戶(hù)組態(tài)軟件方案，充分滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際需要。其次各輔助設(shè)備、一次元件的硬件質(zhì)量要有保證，BMS的工作畫(huà)面要友好、流暢，BMS才能發(fā)揮良好的作用。