珠江电厂炉膛火焰工业电视系统改造

李华峰

（广州珠江电力有限公司，广东 广州511400）

0 引言

珠江电厂4×300 MW机组的锅炉为哈尔滨锅炉厂生产的HG1021／18.2－YM3型亚临界中间再热循环汽包炉，单炉膛采用四角布置摆动式燃烧器，四角切圆燃烧方式［1］。其炉膛火焰工业电视系统采用安徽大学特种电视技术研究中心20世纪80年代末的MB型产品，使用年限已超过12年，近年来该设备故障增多，主要表现为水冷套易漏水、进退装置易卡涩、摄像效果不佳、保护误动退出、调试困难等缺陷。经调研了解，周边电厂（湛江、台山电厂）已改为单气冷型炉膛火焰工业电视系统，改造后的设备缺陷及维护量较少，成像效果也较好。根据当前珠江电厂的主要方针，结合热控设备节能减排的要求，在2011年底＃3锅炉A修期间，对其炉膛火焰工业电视系统进行了改造，接着在2012年和2013年期间分别对＃4、＃1、＃2锅炉的工业电视系统进行了改造，提高了系统运行的可靠性和稳定性。

1 问题分析

为了更好地分析珠江电厂炉膛火焰工业电视监视系统在运行中经常出现无图像显示和摄像探头不能操作进退的原因，在2011年5—8月期间，对＃3锅炉炉膛火焰工业电视的运行情况进行了抽样统计，由MIS系统上的缺陷记录统计出系统无图像显示和摄像探头不能操作进退的故障次数，如表1所示。

表1 炉膛火焰工业电视故障统计

从表1可以看出，＃3炉膛火焰工业电视系统视频准确率偏低，只有83.3%。其主要原因为系统无图像显示和摄像探头不能操作进退，在统计的120天时间里，出现无图像显示和探头不能操作进退的天数分别达到12天与8天，这严重影响了运行人员对炉膛火焰的监视，对炉膛的稳定燃烧造成了安全隐患，同时也给检修人员增加了维护工作量。

（1）摄像探头无图像显示。炉膛内的燃烧区域周围温度达到1 700℃，当探头进入到炉膛内时，探头表面的温度十分高，原系统依靠水冷和风冷对探头进行冷却，由于原系统水冷和风冷安装较差，多次造成冷却水流量不足，甚至出现冷却水管爆管漏水的情况，导致摄像探头冷却效果差，从而使火焰探头超温保护退出，高温同时造成探头烧毁和变形，因此摄像探头无图像显示。另外，检修人员多次反馈，在处理故障过程中发现摄像探头周围时有结焦的情况出现，这也导致了摄像探头无图像显示。

（2）摄像探头不能操作进退。原炉膛火焰工业电视系统的进退装置由一系列齿轮螺杆和行程开关组成，由于现场环境温度高、粉尘大，系统运行过程中经常出现齿轮轨道沾灰卡涩传动机构，造成保护动作时探头退不出炉膛，时间过长也会导致电机过载或烧坏。这就加重了检修人员的维护工作量，同时也使得备品备件开支过大而不经济。

2 改造方案

经技术分析和调研，决定对＃3锅炉炉膛火焰工业电视系统进行改造，使用安徽大学特种电视技术研究中心的YD－NQ型电站锅炉炉膛火焰工业电视监视系统，该系统的冷却方式只采用气冷，并且改造后的系统驱动采用链条式驱动。该系统摄像探头的窥视镜前端采用人造蓝宝石材料制造的防护镜片，具有较强的抗高温特性。正常工作时，摄像探头能够直接伸到炉膛内，将锅炉内部各层燃烧器点火情况、锅炉稳定燃烧时的火焰动态情形等真实场景成像在彩色CCD摄像机靶面上，经过信号转换和传输，从而确保操作人员最终可在控制室内，通过彩色监视器观察到炉内点火、灭火和正常燃烧的动态景象。其系统图如图1所示［2］。

图1 系统构成图

2.1 实施过程

各专业人员互相配合，在现场对原炉膛火焰工业电视系统进行拆除工作，然后对新系统进行安装及调试。（1）停止原炉膛火焰工业电视系统的动力电源、控制电源及相关的控制回路，并停止冷却水、冷却气，取消冷却水管道和冷却水泵。（2）拆除原系统就地旧的电气控制柜和冷却气箱，并在就地重新安装新的电气控制柜和冷却气箱。冷却用压缩空气使用原压缩空气，管道需重新敷设。（3）重新敷设DCS机柜到火焰电视现场的动力电缆、控制电缆及集控室到现场的视频电缆，电视机采用原集控室电视机。（4）改造后的炉墙窥视孔采用原炉墙窥视孔，安装新炉膛火焰电视驱动装置及护套、摄像枪等，安装气冷装置，如图2所示［3］。（5）就地设备安装完毕，进行电气接线，把炉膛火焰工业电视系统接入到DCS控制系统中，进行调试工作，最后完成验收。

图2 系统气冷安装图

2.2 改造后实现的效果

改造后的系统提高了摄像清晰度和稳定性，运行人员可以更可靠地监视炉膛的实际燃烧情况，操作方便，改造后由于采用风冷而不采用水冷，因而解决了漏水问题，节约了水泵用电而更加经济，简化了系统，减少了设备缺陷环节。

（1）控制系统具有就地和控制室两地操作功能，均可实现摄像机镜头光圈大小的调节、内窥探头的进退控制等。并且，在控制室的系统控制器上设有指示灯显示内窥探头的进退状态。窥视镜镜管中具有电动光栏，可调节进入摄像机靶面入射光的强弱，便于人眼观察。另外，窥视镜后端具有成像面微调机构，可手动调节画面位置，以确保炉膛燃烧画面在监视器上得到全面显示。

（2）针对电厂镜风、吹扫风的波动性，系统采用温度、压力等传感技术，使系统具备自我保护功能。当条件不能满足时（即光学镜头温度高于设定值，或吹扫、冷却风欠压），相关联锁保护回路启动运行，驱动传动装置，最终将高温摄像探头退出炉膛，防止摄像探头因高温烧坏，并在就地电气控制箱和系统控制器上自动显示故障源。同时系统通过控制器向DCS发出报警信号。待故障排除后，可通过手动按钮将镜头推进炉膛内，恢复正常工作。

（3）当供电主回路失电，或系统内部电气回路局部故障时，失电连锁保护回路启动运行，驱动传动装置，最终将高温摄像探头退出炉膛，且在就地电气控制箱和系统控制器上显示“失电”。同时系统通过控制器向DCS发出报警信号。

（4）在系统改造完成后，为了总结改造取得的效果，根据对系统运行状况的跟踪，在MIS上统计了2012年3—6月期间的故障情况，如表2所示。

表2 炉膛火焰工业电视故障统计

由表2可以看出，＃3锅炉炉膛火焰工业电视系统改造后，在统计的120天时间里，出现无图像显示故障的时间从改造前的12天下降到3天，没有出现探头不能进退的故障，其投入准确率从原来的83.3%提高到97.5%，从而使得系统运行更加稳定和可靠。

3 结语

通过对＃3炉炉膛火焰工业电视系统的改造，从根本上解决了原系统在运行中经常出现探头超温退出无图像显示和摄像探头不能操作进退的缺陷，提高了系统的投入准确率和运行人员监视炉膛燃烧情况的稳定性与可靠性，也降低了检修人员消缺的劳动强度。同时，由于系统改为气冷型，取消了水冷方式，节约了水源和电源。此后，陆续在＃4、＃1、＃2炉推广应用，整体取得了良好的效果。

［1］珠江电厂培训中心.广州珠江电厂300 MW机组培训教材［Z］，2013.

［2］安徽大学.YD－NQ电站锅炉内窥式高温工业电视系统用户手册［Z］，2008.

［3］珠江电厂培训中心.＃3炉炉膛火焰工业电视系统改造技术方案［Z］，2010.