河南豫聯(lián)電廠2×300MW機(jī)組順控系統(tǒng)的改進(jìn)

李寶鋒 謝超鋒

摘要鍋爐、汽輪機(jī)順序控制系統(tǒng)是目前國內(nèi)電廠輔機(jī)設(shè)備控制中應(yīng)用較多的控制方式,本文提出對豫聯(lián)集團(tuán)二期擴(kuò)建2?00MW幾個重要的輔機(jī)系統(tǒng),如鍋爐風(fēng)煙系統(tǒng)、鍋爐制粉系統(tǒng)、除氧給水系統(tǒng)和汽機(jī)潤滑油系統(tǒng)等控制邏輯的優(yōu)化改進(jìn),使得整個順序控制系統(tǒng)更加完善,聯(lián)鎖保護(hù)動作更加準(zhǔn)確可靠,對提高機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行具有積極意義。

關(guān)鍵詞順序控制熱工保護(hù)調(diào)試

中圖分類號:TP2文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A

1 機(jī)組概況

豫聯(lián)集團(tuán)二期擴(kuò)建2300MW機(jī)組(4#、5#機(jī)組),鍋爐由東方鍋爐股份有限公司生產(chǎn),型號為DG1025/17.4-/Ⅱ14型亞臨界自然循環(huán)汽包爐;雙拱型單爐膛“W”火焰燃燒、一次中間再熱、平衡通風(fēng)、露天布置、全鋼結(jié)構(gòu)、固態(tài)排渣爐。汽輪機(jī)由東方汽輪機(jī)廠生產(chǎn),型號為N300-16.7/537/537-8型,型式:亞臨界、一次中間再熱、單軸、雙缸、雙排汽、凝汽式汽輪機(jī)。發(fā)電機(jī)由東方電機(jī)股份有限公司生產(chǎn),型號為QFSN-300-2-20B型,冷卻方式為水氫氫,采用自并勵靜態(tài)勵磁方式。

2 控制系統(tǒng)及性能介紹

本期DCS控制系統(tǒng)采用北京ABB貝利控制有限公司生產(chǎn)的Symphony分散控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)由分散控制單元BRC、人機(jī)接口站(包括操作員站、工程師站)、外設(shè)、網(wǎng)絡(luò)接口模塊(NIS和NPM)、通訊網(wǎng)絡(luò)等組成。共有三個通訊環(huán)路:#4機(jī)DCS環(huán)路、#5機(jī)DCS環(huán)路、DCS公用中心環(huán)路。#4機(jī)DCS環(huán)路、#5機(jī)DCS環(huán)路分別為#4、#5機(jī)組的控制環(huán)網(wǎng),公共DCS網(wǎng)絡(luò)為公用系統(tǒng)控制環(huán)路,并通過網(wǎng)絡(luò)接口分別和#4機(jī)DCS網(wǎng)絡(luò)、#5機(jī)DCS網(wǎng)絡(luò)相聯(lián),完成公用系統(tǒng)和單元機(jī)組之間的數(shù)據(jù)通訊。

3 控制邏輯改進(jìn)內(nèi)容

鍋爐、汽機(jī)順序控制系統(tǒng)由于控制全廠主要輔機(jī)的安全運(yùn)行,涉及鍋爐、汽機(jī)及外圍輔助系統(tǒng),調(diào)試范圍較廣。在對豫聯(lián)集團(tuán)二期擴(kuò)建2300MW機(jī)組的順序控制系統(tǒng)的具體調(diào)試過程中,發(fā)現(xiàn)原設(shè)計(jì)邏輯存在一定的缺陷,與輔機(jī)的實(shí)際運(yùn)行要求不適應(yīng),不利于各輔機(jī)系統(tǒng)安全、有效地運(yùn)行,在與設(shè)計(jì)院及調(diào)試人員討論后,對原邏輯中不合理的部分進(jìn)行了修改,以便于各輔機(jī)系統(tǒng)更好的實(shí)現(xiàn)其程控啟、停及保護(hù)功能?，F(xiàn)將改進(jìn)措施介紹如下:

3.1 汽輪機(jī)BDV閥、VV閥控制邏輯的優(yōu)化

東汽廠事故排放閥(BDV閥)、通風(fēng)閥(VV)、節(jié)流閥、RFV閥等四個閥的控制邏輯在DEH邏輯、DCS邏輯中均沒有設(shè)計(jì),后經(jīng)與東汽自控、ABB貝利公司、工程處、調(diào)試所召開專題會議,決定在DCS、DEH內(nèi)部分別增加此四個閥的相關(guān)邏輯,并且保證DEH控制邏輯的相對獨(dú)立性。DCS、DEH之間的連鎖信號則采用硬接線來實(shí)現(xiàn)。其設(shè)計(jì)思路如下:

(1)由于汽輪機(jī)采用高中壓缸為合缸布置,設(shè)置BDV閥,主要是為了防止高中壓缸間軸封齒頂間隙增大后,機(jī)組甩負(fù)荷時高壓缸內(nèi)蒸汽由外竄入中壓缸造成汽輪機(jī)超速。該閥在機(jī)組甩負(fù)荷時打開,使高壓缸至中壓缸的軸封泄漏排向凝汽器,進(jìn)一步抑止汽輪機(jī)超速。在邏輯設(shè)計(jì)中,由DEH做邏輯送出“中壓調(diào)門閥位小于15%”信號經(jīng)繼電器隔離送出信號經(jīng)電纜至DCS,DCS內(nèi)部做邏輯來實(shí)現(xiàn):當(dāng)中調(diào)門閥位大于15%時,關(guān)BDV閥;當(dāng)中調(diào)門閥位小于15%時,開BDV閥。

(2)通風(fēng)閥(VV)、節(jié)流閥、RFV閥,不做順序控制邏輯,只做單操。其開關(guān)允許條件由東汽廠提供。通風(fēng)閥(VV閥)的作用是在中壓缸啟動過程中通風(fēng)閥打開,將高壓缸與排汽裝置連通,排出高壓缸因鼓風(fēng)產(chǎn)生的熱量。

3.2 鍋爐制粉系統(tǒng)控制邏輯改進(jìn)

3.2.1 磨煤機(jī)子組

鍋爐配套的BBD4062型雙進(jìn)雙出磨煤機(jī)正壓直吹式制粉系統(tǒng), 原設(shè)計(jì)中磨煤機(jī)油站相對于磨煤機(jī)啟動的允許條件為:磨煤機(jī)油站無故障,而油站無故障信號是根據(jù)油站油泵運(yùn)行信號判斷的,如果油泵啟動正常,即認(rèn)為油站無故障。調(diào)試組討論認(rèn)為此允許條件不完善,因?yàn)槟ッ簷C(jī)油站的主要功能是給磨煤機(jī)運(yùn)行提供一定的潤滑油壓,從而保障磨煤機(jī)的軸承和軸瓦之間有足夠的潤滑油潤滑,減少磨煤機(jī)軸承和軸瓦的摩擦。采用磨煤機(jī)油站無故障作為磨煤機(jī)啟動允許的閉鎖信號,就不能確保磨煤機(jī)潤滑油壓是否達(dá)到額定值,如果油站油泵運(yùn)行,而其出口油閥未開或未全開,或油壓達(dá)不到需要的潤滑油壓就啟動磨煤機(jī),也會對磨煤機(jī)的軸承和軸瓦造成磨損。

3.2.2增加磨煤機(jī)的跳閘條件

下列條件中任何一個出現(xiàn),則發(fā)生磨煤機(jī)跳閘。

(1)MFT;(2)喪失一次風(fēng)(兩臺一次風(fēng)機(jī)全停,或者一次風(fēng)壓低于跳閘值3.4kpa);(3)兩臺密封風(fēng)機(jī)全?；蛘呙芊怙L(fēng)與兩側(cè)容量風(fēng)之間差壓任一低于2.5kpa;(4)磨煤機(jī)任一軸承溫度>65℃;(5)磨煤機(jī)油嚴(yán)重故障信號(兩低壓潤滑油泵停,或潤滑油壓<0.05MPA),由油站PLC給出;(6)磨機(jī)運(yùn)行時,兩側(cè)分離器出口至燃燒器氣動門全關(guān);(7)磨機(jī)運(yùn)行時,出口一次風(fēng)關(guān)斷門全關(guān);(8)任一給煤機(jī)運(yùn)行時,對應(yīng)磨的冷熱風(fēng)關(guān)斷門全關(guān);(9)磨出口溫度高高;(10)RB聯(lián)跳磨煤機(jī)。

3.3SOE順序記錄整理

順序控制系統(tǒng)(SCS)對重要輔機(jī)的測點(diǎn)除做有SOE(事故追憶)外,另外對重要輔機(jī)的聯(lián)鎖在Conductor NT(操作員站)畫面上均做有跳閘首出,跳閘首出原因(下轉(zhuǎn)第145頁)(上接第143頁)作為事故跳閘原因的重要追溯手段之一,對于幫助運(yùn)行人員盡快查明跳閘原因,及時處理問題非常有用。具有跳閘首出的輔機(jī)包括:引風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)、一次風(fēng)機(jī)、磨煤機(jī)、電動給水泵等。原DCS廠家配置的SOE點(diǎn)不盡合理,如設(shè)計(jì)有A/B凝結(jié)水泵停止、A/B密封油泵停止等信號,這些信號實(shí)際用處不大。而一些重要的ETS停機(jī)首出、左,右高壓主汽門關(guān)閉信號、二段抽汽逆止門---六段抽汽逆止門關(guān)閉信號、高排逆止門已關(guān)信號均沒有進(jìn)SOE卡,不便于事故狀態(tài)查找原因。為解決這一問題,我們將影響機(jī)組安全的信號全部加入SOE記錄,并對原SOE點(diǎn)重新逐個核對,修改了SOE端子板的接線位置,并在DCS廠家配合下對SOE內(nèi)部邏輯進(jìn)行了完善。

3.4 汽機(jī)潤滑油系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)定冷水系統(tǒng)保護(hù)定值修正

在豫聯(lián)二期熱工保護(hù)定值編審過程中,經(jīng)查東汽廠《N300-16.7/537/537-8型汽輪機(jī)啟動、運(yùn)行說明書》,潤滑油壓低至0.039Mpa時為停機(jī)值、0.029Mpa為停盤車值、0.049Mpa為報警值。以上定值取的基準(zhǔn)零點(diǎn)為:軸承中分面處。但是參與油潤滑油系統(tǒng)跳機(jī)的開關(guān)均由東汽廠成套供貨,安裝在主廠房零米主油箱頂部的低油壓遮斷裝置箱內(nèi),二者之間存在物理位置高度差。后經(jīng)就地實(shí)測汽機(jī)運(yùn)行平臺與主油箱開關(guān)安裝高度,對原跳機(jī)值、報警值、停盤車等最重要的保護(hù)定值進(jìn)行了修正。發(fā)電機(jī)定子水保護(hù)是水—?dú)洹獨(dú)浒l(fā)電機(jī)的常用保護(hù),作用是防止發(fā)電機(jī)定子冷卻水中斷或者流量低時導(dǎo)致發(fā)電機(jī)線圈冷卻不足對發(fā)電機(jī)造成損害,是一項(xiàng)主要停機(jī)保護(hù)之一。經(jīng)查東方電機(jī)廠氫油水系統(tǒng)控制說明書,其停機(jī)保護(hù)是通過46PdS11A、46PdS11B、46PdS11C三個流量開關(guān)(差壓開關(guān))經(jīng)“三取二”硬聯(lián)接后進(jìn)行ETS實(shí)現(xiàn)跳機(jī)。按照其說明,定冷水正常流量為45t/h,跳機(jī)值為低于35t/h并延時30秒。但是實(shí)際5#發(fā)電機(jī)定冷水泵流量比設(shè)計(jì)值偏低8 t/h左右,最終經(jīng)協(xié)調(diào)討論,將定值仍嚴(yán)格按照東電說明書進(jìn)行設(shè)置,差壓開關(guān)的差壓值依據(jù)節(jié)流孔板計(jì)算書進(jìn)行推算,差壓動作值為:29.4kPa,斷水延時由原30秒改為3秒。后經(jīng)機(jī)組試運(yùn)時定冷水泵通水試驗(yàn),實(shí)際觀測定冷水流量跳機(jī)值約為32t/h左右,基本滿足了發(fā)電機(jī)安全運(yùn)行的需要。

3.5 關(guān)于重要輔機(jī)電接點(diǎn)溫度信號誤動作,引起輔機(jī)跳閘問題的處理

雙金屬電接點(diǎn)溫度表作為熱控的重要元件之一,對監(jiān)測輔機(jī)各測點(diǎn)的溫度變化有著不可替代的作用,然而它也存在一定的缺陷:如在溫度接近動作值時會因?yàn)榫偷卣駝訉?dǎo)致誤發(fā)信號,引起保護(hù)誤動作,影響整個機(jī)組的正常運(yùn)行。為妥善解決這一問題,各重要輔機(jī)的電接點(diǎn)溫度信號,全部改用Pt100熱電阻信號接入DCS系統(tǒng),并在DCS邏輯內(nèi)部取門檻值來做為輔機(jī)軸承溫度高高保護(hù)條件,這樣即消除了因?yàn)檎駝佣`發(fā)的脈沖信號,又確保了測點(diǎn)的正常保護(hù)動作,而電接點(diǎn)溫度計(jì)不再做為跳閘信號源,僅僅作為運(yùn)行人員就地巡檢時監(jiān)測參考用。

3.6 對機(jī)側(cè)重要的自動調(diào)節(jié)閥定位器的處理

汽機(jī)側(cè)參于自動調(diào)節(jié)的氣動調(diào)節(jié)閥故障率較高,特別是閥門定位器經(jīng)常出現(xiàn)零位飄移,無法按照運(yùn)行人員的意愿動作,使被調(diào)工況達(dá)到運(yùn)行參數(shù)的要求。試運(yùn)時,4#機(jī)所用的定位器頻繁出現(xiàn)控制輸出氣路堵塞、反饋信號不穩(wěn)定、輸出氣源不平衡、線性不好等缺陷,使閥門無法按照運(yùn)行人員的意愿動作,使調(diào)節(jié)閥失控。對于機(jī)側(cè)比較重要設(shè)備的自動調(diào)節(jié),如凝結(jié)器水位自動調(diào)節(jié)、除氧器水位自動調(diào)節(jié)、除氧器壓力自動調(diào)節(jié)等,這些設(shè)備運(yùn)行狀況的好壞,直接影響到機(jī)側(cè)自動投入率。在全部更換為西門子定位器后,效果明顯改善,保證了自動調(diào)節(jié)的可靠投入。該型定位器在我廠已有近一年時間的使用實(shí)踐,工作穩(wěn)定,故障率低,調(diào)節(jié)特性靈敏,達(dá)到了改造目的。

4 結(jié)論

豫聯(lián)二期2?00MW機(jī)組順序控制系統(tǒng)(SCS)及保護(hù)系統(tǒng)中類似改進(jìn)還有很多,本文僅將主要部分的改進(jìn)措施提出來供大家參考。改進(jìn)后的順序控制系統(tǒng)(SCS)控制邏輯比原來更加完善,各聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)的動作也更為準(zhǔn)確、可靠,使各主要控制系統(tǒng)在試運(yùn)期間運(yùn)行情況良好,各項(xiàng)指標(biāo)在空負(fù)荷、帶負(fù)荷及滿負(fù)荷調(diào)試驗(yàn)評中均達(dá)到了《火電工程調(diào)整試運(yùn)質(zhì)量及評定標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的優(yōu)良標(biāo)準(zhǔn)。