國(guó)產(chǎn)300MW以上機(jī)組熱控系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)化的幾點(diǎn)建議

寇望輝 張永霞

[摘要] 本文針對(duì)國(guó)產(chǎn)300MW以上機(jī)組熱控系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用情況，從設(shè)計(jì)、安裝、運(yùn)行的角度出發(fā)，對(duì)熱控系統(tǒng)的部分設(shè)備進(jìn)行了分析，提出一些探討性意見(jiàn),供參考。

[關(guān)鍵詞] 熱控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 小型控制系統(tǒng) 輔控網(wǎng) 三取二 液位測(cè)量

選題依據(jù)： 電廠自動(dòng)化發(fā)展的需要&熱控設(shè)計(jì)優(yōu)化的必要性

1 前言

在工業(yè)自動(dòng)化高速發(fā)展的今天，大型火電廠的自動(dòng)化控制已經(jīng)達(dá)到了一個(gè)前所未有的水平，作為指揮火電廠工作的“大腦”，熱控的設(shè)計(jì)尤為重要，它的好壞直接決定了一臺(tái)機(jī)組的自動(dòng)化水平。熱控設(shè)計(jì)好的機(jī)組，自動(dòng)投入率、保護(hù)投入率都非常高，機(jī)組安全性也得到了保障，反之則會(huì)影響機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行。

近幾年來(lái)，國(guó)產(chǎn)300MW以上的機(jī)組在各地蜂擁而上，由于設(shè)備費(fèi)用、選型、設(shè)計(jì)、調(diào)試等原因，很多的機(jī)組雖然已經(jīng)投產(chǎn)了，但是由于業(yè)主、設(shè)計(jì)院、設(shè)備廠商、施工單位在基建期未進(jìn)行很好的溝通，導(dǎo)致熱控設(shè)備在機(jī)組試運(yùn)行甚至投產(chǎn)后出現(xiàn)了一些問(wèn)題。根據(jù)本人近幾年來(lái)和所參與建設(shè)和設(shè)計(jì)的電廠部分人員的交流和工作中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，現(xiàn)將國(guó)產(chǎn)300MW以上機(jī)組熱控系統(tǒng)設(shè)計(jì)中常見(jiàn)的一些問(wèn)題及優(yōu)化措施作以總結(jié)，供參考。

2 國(guó)產(chǎn)300MW以上機(jī)組熱控系統(tǒng)設(shè)計(jì)中常見(jiàn)的問(wèn)題及優(yōu)化措施

2.1 機(jī)組重要信號(hào)“三取二”的設(shè)計(jì)

從新投產(chǎn)機(jī)組的運(yùn)行情況來(lái)看，在剛投產(chǎn)的一年內(nèi)，保護(hù)誤動(dòng)的事情時(shí)有發(fā)生，嚴(yán)重的影響了機(jī)組的安全、可靠運(yùn)行。究其原因，很多都是保護(hù)信號(hào)設(shè)計(jì)不合理、不規(guī)范的原因造成的。有的是保護(hù)信號(hào)只有一個(gè)，設(shè)備壞了導(dǎo)致保護(hù)信號(hào)誤發(fā)；有的是設(shè)備裝了三個(gè)，DCS的模件只設(shè)計(jì)了一個(gè)，模件一壞，保護(hù)信號(hào)就誤發(fā)了。

其實(shí)，采取“三取二”的保護(hù)信號(hào)處理方式就能避免保護(hù)誤發(fā)。所謂的“三取二”是指帶保護(hù)的設(shè)備、設(shè)備的取樣、信號(hào)回路、DCS輸入模件、DCS機(jī)架的配置就象一條流水線一樣，從現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備到DCS里的邏輯，全部是三條單獨(dú)的回路，最后送到DCS系統(tǒng)里進(jìn)行邏輯組態(tài)，三個(gè)取平均或三取中都可以，相比之下，三個(gè)取平均、每?jī)蓚€(gè)信號(hào)之間偏差大于定值剔除是最好的選擇。其中最重要的有兩點(diǎn)，一點(diǎn)是現(xiàn)場(chǎng)的三個(gè)設(shè)備（如水位變送器）一定要單獨(dú)取樣，不能三個(gè)共用一套取樣系統(tǒng)，否則當(dāng)這套系統(tǒng)出問(wèn)題時(shí)，三個(gè)設(shè)備的測(cè)量值就全部不對(duì)了；另一點(diǎn)是DCS的配置，不僅要做到帶同一保護(hù)的三個(gè)信號(hào)要從三個(gè)不同的模件上輸入或輸出，而且要保證這三塊模件在不同的三層機(jī)架，很多電廠的DCS的每個(gè)處理器只配置有兩層機(jī)架，這樣會(huì)導(dǎo)致“三取二”的信號(hào)至少有一層必然是兩個(gè)信號(hào)，當(dāng)這一層機(jī)架失去通訊時(shí)，就可能使保護(hù)拒動(dòng)或勿動(dòng)。

“三取二”的配置完整、規(guī)范是非常重要的，它關(guān)系到了一臺(tái)機(jī)組重大設(shè)備的安全性。所以，在設(shè)計(jì)初期，一定要將“三取二”的配置進(jìn)行一個(gè)深入的研究、完好的設(shè)計(jì)，使機(jī)組的安全運(yùn)行可控在控。

2.2 溫度元件的套管

電廠各熱力系統(tǒng)中使用的溫度元件如熱電阻、熱電偶、雙金屬溫度表等，都是用來(lái)測(cè)量被測(cè)介質(zhì)水、蒸汽、油的溫度，所以它們必須與這些介質(zhì)有良好的接觸。正常情況下，溫度計(jì)都是有套管的，套管是盲孔設(shè)計(jì)，與被測(cè)介質(zhì)的管道為焊接方式連接。這樣的話，溫度計(jì)在機(jī)組運(yùn)行中壞掉的話，需要更換時(shí)不會(huì)存在漏點(diǎn)，可以隨時(shí)更換，高溫高壓的系統(tǒng)都是按這個(gè)要求做的。但由于設(shè)計(jì)、材料供應(yīng)、施工外包等原因，低溫低壓的系統(tǒng)一般由施工隊(duì)伍包工包料，施工隊(duì)伍為了省錢(qián)、省事，溫度計(jì)都不加套管就裝在了被測(cè)介質(zhì)的管道上，在運(yùn)行初期這些問(wèn)題暴露不出來(lái)。機(jī)組運(yùn)行一段時(shí)間以后，就會(huì)出現(xiàn)溫度計(jì)接頭滲漏、溫度計(jì)壞的事情發(fā)生，而此時(shí)要進(jìn)行處理時(shí)，會(huì)由于沒(méi)有套管而無(wú)法將溫度計(jì)拆下來(lái)，結(jié)果導(dǎo)致問(wèn)題處理不了或設(shè)備的保護(hù)不能正常投入，甚至有時(shí)會(huì)因?yàn)橐粋€(gè)漏點(diǎn)無(wú)法處理而停運(yùn)機(jī)組。所以，不管是高、低壓系統(tǒng)，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該將溫度計(jì)套管作為標(biāo)準(zhǔn)配置來(lái)設(shè)計(jì)，這對(duì)電廠的工藝系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，投資甚小，但卻是百年大計(jì)。

2.3 低溫低壓容器液位測(cè)量元件的選型

電廠熱力系統(tǒng)中的低壓加熱器、凝汽器、空預(yù)器的疏水?dāng)U容器等低溫低壓容器在正常運(yùn)行時(shí)都是微負(fù)壓的，這些容器的液位的正常測(cè)量與機(jī)組的安全運(yùn)行也是密切相關(guān)的。國(guó)產(chǎn)機(jī)組多年以來(lái)設(shè)計(jì)上都采用差壓變送器測(cè)量的方式來(lái)測(cè)量液位，差壓變送器的正壓側(cè)裝有平衡容器，用來(lái)更好的維持變送器正壓側(cè)的壓力。但實(shí)際運(yùn)行中這種方式有幾個(gè)缺點(diǎn)：一是當(dāng)容器內(nèi)部的壓力上、下波動(dòng)時(shí)，特別是正、負(fù)壓交替波動(dòng)時(shí)，變送器正壓側(cè)的平衡容器會(huì)因?yàn)閴毫Φ牟▌?dòng)而導(dǎo)致平衡容器里的部分水被吸入到加熱器中，從而不能保證變送器的正壓側(cè)的壓力，使得測(cè)量值偏大，誤差過(guò)大，無(wú)法正常調(diào)節(jié)水位；二是有的機(jī)組為了保證正壓側(cè)的正常水壓，加裝有注水管路。但即使有注水，在系統(tǒng)初投運(yùn)時(shí)，也會(huì)由于系統(tǒng)壓力不穩(wěn)定，頻繁波動(dòng)，不能長(zhǎng)期、正常的保證正壓側(cè)的壓力。

事實(shí)上，使用電容式或?qū)Рɡ走_(dá)液位計(jì)測(cè)量低壓系統(tǒng)的液位已經(jīng)在一些電廠開(kāi)始使用，這兩種液位計(jì)具有耐高溫、測(cè)量精確、不受容器內(nèi)部壓力波動(dòng)的影響、運(yùn)行穩(wěn)定、免維護(hù)等很多優(yōu)點(diǎn)，可以完全替代差壓式變送器。某廠的低加、凝汽器用的電容式液位計(jì)，自投產(chǎn)三年以來(lái)，一次故障都未發(fā)生過(guò)，液位的測(cè)量也一直非常準(zhǔn)確。所以，建議在機(jī)組的設(shè)計(jì)初期，對(duì)于壓力在微負(fù)壓或正、負(fù)壓交替的容器液位測(cè)量元件的選型上，選用這種代表新技術(shù)的電容式或?qū)Рɡ走_(dá)液位計(jì)。

結(jié)束語(yǔ)

火力發(fā)電廠中，一臺(tái)機(jī)組熱控系統(tǒng)的好壞直接關(guān)系到了這臺(tái)機(jī)組的安全、穩(wěn)定運(yùn)行及各項(xiàng)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，如果能在基建、設(shè)計(jì)初期就對(duì)熱控系統(tǒng)的設(shè)備、設(shè)計(jì)、邏輯進(jìn)行優(yōu)化，所能起到的作用是顯而易見(jiàn)的。相信在不久的將來(lái)，熱控系統(tǒng)的各項(xiàng)配置會(huì)越來(lái)越完善，在電廠的運(yùn)行中占有越來(lái)越重要的地位。