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锅炉二次风量突变为“零”的原因分析及系统优化研究

在电厂锅炉运行中，为了保证锅炉的安全，必须投入锅炉主燃料跳闸保护

（MFT），主燃料跳闸保护根据需要设置跳闸保护项目，锅炉运行过程中，运行

参数一旦超过设定值就会引起锅炉机组跳闸，停止锅炉的运行，以保证锅炉设备

的安全。然而实际情况是，有些扰动导致的参数的瞬间突变状况即使达到保护值

也不会影响机组的安全运行！其中，总风量小于30%就是符合上述情况的一种

保护，并且是锅炉MFT的重要保护之一。总风量的绝大多数是二次风量，二次

风量测量的准确性对于锅炉安全稳定运行有重大意义。本文就是找到机组运行过

程中二次风量会异常突变为“零”的原因，分析并提出相关改进措施进行系统优

化，确保锅炉总风量瞬时小于30%控制系统保护不动作，在设定时间内风量恢

复到正常值之前保证锅炉正常运行，使控制判断逻辑更加合理和智能。

总风量小于30%是锅炉MFT的重要保护之一，占绝大多数的二次风量测量

的准确性对于锅炉安全稳定运行有重大意义[1]。因此，及时有效分析机组运行

时二次风量异常突变原因，提出相关优化改进措施，保证即使二次风量突变为

“零”时，锅炉总风量小于30%保护也不动作，大大提高了机组的经济性。

2018年1月22日，某厂某机组在停运B磨煤机时，发生磨煤机爆燃现象。

在磨煤机爆燃前风量差压在50Pa左右，由于B磨煤机停运时爆燃，在22时21

分36秒时，炉膛负压变大，风量差压三个测点均突变为零，约两秒后，差压开

始逐渐恢复直至正常，由于对该厂已经根据本文的研究进行了风量小于30%保

护优化，增加了5s延时，没有触发锅炉MFT动作，避免了机组跳闸恶性事故

1

的发生。

1二次风量异常突变为零的原因

管道风量由风道差压、风道静压和风道温度通过计算公式计算得出，风道静

压对风道差压的测量起至关重要的作用，静压直接影响差压负压侧测量，而二次

风道和炉膛相连，炉膛压力影响着风道静压，风道风量测量装置差压一般在40～

200Pa左右，差壓非常小，炉膛压力波动较大时会严重影响风道风量测量装置

差压的测量。

通过进一步分析发现，下述现象均会导致二次风量突变现象的发生。

1.1测量装置本身引起的差压异常突变为“零”

二次风是通过空预器后再进风量测量装置，二次风含尘量较高[2]，正常情

况下不会发生同时掉落异物的现象。可当锅炉负荷变化剧烈、送风管道压力扰动

过大时，就可能存在附着物同时脱落的情况，一旦时序吻合就会导致风量突降到

“零”的现象。

1.2锅炉工况的变化

锅炉吹灰、掉焦、局部燃烧不稳、二次燃烧等会导致进入炉膛内的二次风量

随炉膛压力的波动而产生较大的波动，二次风量变化引起炉膛热负荷变化进一步

加剧炉膛负压的变化，造成风道差压异常突变为“零”。

1.3一次风机动叶或变频控制回路设计不合理

炉膛负压的波动所引起引风机动叶调节，会使一次风机的动叶或变频跟随一

起调节，造成一次风机调节和引风机调节相耦合，造成炉膛压力控制振荡并发散，

甚至向下突变为“零”。

1.4炉膛负压自动调节系统在大扰动情况下调节品质不佳

2

锅炉引风机和送风机自动调节匹配不好，引风机自动调节回路中，采用总风

量信号作为炉膛压力调节前馈[3]，当扰动来自锅炉炉膛内部压力变化时，总风

量的测量信号将发生相应的变化，此时总风量前馈在回路中将引起引风机自动调

节回路中起反作用，尽管这个前馈回路的作用很小，但在大扰动的情况下，也会

加剧炉膛压力调节振荡，炉膛压力影响风道静压造成风道差压异常突变为“零”。

2改进措施

（1）对二次风压力、燃烧器系统进行调整，提高二次风母管压力，可降低

锅炉内工况变化对炉膛压力的影响，进一步实现二次风调节控制策略的改进。

（2）对炉膛压力调节和一次风压力控制回路进行重新整定，取得更加合理

的给定值。

（3）对炉膛压力调节前馈回路进行优化，送风投自动一般对风量进行了滤

波处理，滤波本身就是一种数据传递延时，应将炉膛压力调节前馈中风量引用滤

波前的风量信号。在送风自动调节和引风机自动调节中，保证引风调节速度大于

送风调节速度，以提高炉膛压力调节系统的抗干扰能力。

（4）对一次