東汽DEH 系統(tǒng)在臺電五期的應(yīng)用及改進(jìn)

徐朔文

（浙江臺州發(fā)電廠，浙江臺州 318016）

東汽DEH 系統(tǒng)在臺電五期的應(yīng)用及改進(jìn)

徐朔文

（浙江臺州發(fā)電廠，浙江臺州 318016）

對東汽DEH系統(tǒng)在臺州發(fā)電廠五期工程中出現(xiàn)的問題進(jìn)行了分析，提出了改進(jìn)措施。實際運行和試驗結(jié)果表明，優(yōu)化改進(jìn)取得了較好效果。

DEH;ETS;邏輯;改進(jìn)

1 系統(tǒng)概況

臺州發(fā)電廠五期工程9#汽輪機為亞臨界、中間再熱、兩缸兩排汽、凝汽式汽輪機，機組型號為N30016.7/538/538。該機組由東方汽輪機廠按照日本日立公司提供的技術(shù)制造。

汽輪機本體通流部分由一個高中壓缸和一個雙流低壓缸組成。汽輪機進(jìn)汽采用噴嘴調(diào)節(jié)，共有四組高壓缸進(jìn)汽噴嘴，分歸四個調(diào)速汽門控制。來自鍋爐的新蒸汽首先通過兩個高壓主汽門，然后流入調(diào)門。這些蒸汽分別通過四根導(dǎo)管將汽缸上半部和下半部的進(jìn)汽套管與噴嘴室連接。蒸汽通過高壓缸膨脹作功后，從外缸的排汽口流到鍋爐再熱器，再熱后的蒸汽通過兩只中壓主汽門至中壓調(diào)門回到中壓缸。中壓調(diào)門出口與中壓缸的進(jìn)汽室相連，蒸汽流經(jīng)中壓通流部分膨脹作功，再經(jīng)聯(lián)通管進(jìn)入低壓缸，蒸汽在通流部分的中央進(jìn)入，并流向兩端的排汽口，進(jìn)入凝汽器。高壓缸由一個單列調(diào)節(jié)級和八個壓力級構(gòu)成，中壓缸由六個壓力級構(gòu)成;低壓缸雙流，每流六級?？倝毫?1級，總結(jié)構(gòu)級27級。

本機組DEH系統(tǒng)采用OVATION公司的軟、硬件平臺和東方汽輪機廠的邏輯和畫面組態(tài)，該系統(tǒng)采用數(shù)字計算機作為控制器，電液轉(zhuǎn)換機構(gòu)、高壓抗燃油系統(tǒng)和油動機作為執(zhí)行器，對汽輪發(fā)電機組實行轉(zhuǎn)速和負(fù)荷的自動控制。通過調(diào)節(jié)保安油系統(tǒng)的調(diào)節(jié)油控制蒸汽閥門，保安油回路和危急遮斷器實現(xiàn)汽機遮斷。DEH控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖1所示。

DEH系統(tǒng)的主要功能就是實現(xiàn)對汽機的轉(zhuǎn)速控制和負(fù)荷控制，即根據(jù)實際轉(zhuǎn)速和設(shè)定轉(zhuǎn)速的偏差、實際負(fù)荷和設(shè)定負(fù)荷的偏差調(diào)節(jié)閥門開度。

圖1 DEH系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡圖

除了上述的調(diào)節(jié)功能外，DEH系統(tǒng)還包括自動同期、閥門管理、汽壓和負(fù)荷限制、超速保護(hù)、閥門試驗等一系列附加功能。

2 存在問題及改進(jìn)措施

東汽DEH系統(tǒng)在臺州發(fā)電廠五期的應(yīng)用中，出現(xiàn)了一些問題，顯示其系統(tǒng)功能不夠完善，不能滿足運行要求。我們對此采取了相應(yīng)的改進(jìn)措施。

2.1 DEH閥門活動性試驗的改進(jìn)

根據(jù)汽機運行要求，每周一次進(jìn)行相應(yīng)閥門的部分行程的活動試驗。通過閥門試驗，能準(zhǔn)確掌握閥門開關(guān)的靈活程度，保障機組在加、減負(fù)荷中響應(yīng)的速度，保障機組在開、停機過程中的安全。臺電五期工程投產(chǎn)以來，DEH系統(tǒng)閥門活動性試驗頻繁出現(xiàn)不成功，需要由集控操作員手動退出試驗。手動退出試驗后，試驗就失去了其本來的意義，不能有效地監(jiān)測閥門的動作情況。閥門活動性試驗的流程圖如圖2所示。

圖2 DEH閥門活動性試驗流程示意圖

通過對各個流程進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)在DEH閥門活動性試驗中判斷閥門是否開至85%的判據(jù)非常單一:只通過就地的一個行程開關(guān)作為判斷依據(jù)。當(dāng)出現(xiàn)就地行程開關(guān)動作不正確的情況，即判斷為閥門未開至85%。從而繼續(xù)發(fā)開閥門的指令，最終會導(dǎo)致主汽門全關(guān)，甚至造成機組跳閘的不良影響。就地的行程開關(guān)由于閥桿漏水，導(dǎo)致行程開關(guān)觸點氧化，造成觸點不通的情況，使DEH閥門活動性試驗的邏輯失去了判斷的依據(jù)。

根據(jù)分析出的故障原因，我們進(jìn)行了如下的改進(jìn):首先，為了保證就地的行程開關(guān)動作正確，采取了可靠的防潮措施，用防潮罩保證行程開關(guān)的工作環(huán)境干燥。其次，對DEH閥門活動性試驗的邏輯也進(jìn)行了修改。一是增加閥門關(guān)至85%的判據(jù)。將閥門全開信號消失后延時12秒作為閥門松動判據(jù)。邏輯修改示意圖見圖3;二是為了防止閥門持續(xù)關(guān)小，增加保護(hù)邏輯，將試驗開始后延時16秒作為復(fù)位試驗的判據(jù)。這樣有效地保證了當(dāng)所有行程開關(guān)失靈時，試驗?zāi)軌蛟诎踩臅r間內(nèi)終止，不會對機組的安全產(chǎn)生影響。

圖3 邏輯修改比較圖

通過改進(jìn)后，DEH閥門活動性試驗成功率達(dá)到90%，真正發(fā)揮了其設(shè)計的意義，有效地監(jiān)測閥門的活動性。

2.2 功率負(fù)荷不平衡（PLU）的改進(jìn)

PLU是在發(fā)電機突然甩負(fù)荷時對汽輪機的一項保護(hù)功能，能有效抑制甩負(fù)荷后的汽輪機超速。其原理如下:系統(tǒng)把再熱汽壓力作為汽輪機的功率信號，把發(fā)電機的實際功率作為汽輪機負(fù)荷信號，汽輪機負(fù)荷大于40%額定負(fù)荷時，當(dāng)汽機負(fù)荷瞬間減少（變化率大于3MW/ms）且功率與負(fù)荷的差值大于40%額定負(fù)荷時PLU動作，通過CV、IV的快關(guān)電磁閥將CV、IV快速關(guān)閉，以防止汽輪機超速，同時CV、IV調(diào)門指令清零。每次PLU動作均發(fā)出2s脈沖信號，當(dāng)PLU動作2s后，調(diào)門重新開啟維持汽機3000r/min運行。

2010年9月19日17:33:39，臺州電廠9#、10#機組負(fù)荷同時突降;9月19日17:33:53，10#機組逆功率保護(hù)動作，10#發(fā)變組跳閘，主變220kV開關(guān)跳閘;9月19日17:37:14，9#機組MFT動作，汽輪機跳閘，主變220kV開關(guān)跳閘，MFT首出:汽包水位低低MFT。事件發(fā)生后，經(jīng)檢查后發(fā)現(xiàn)因電網(wǎng)系統(tǒng)故障沖擊，9#、10#機組汽機PLU保護(hù)同時誤動作。在這次事件中，PLU保護(hù)暴露出了以下問題:

（1）PLU保護(hù)設(shè)計考慮不夠全面、過于謹(jǐn)慎，增加了保護(hù)不必要動作的可能性;

（2）從保護(hù)的取信看，無論是發(fā)電機電流或功率信號，在電網(wǎng)的瞬間故障或電氣側(cè)短路時，電氣信號很可能瞬間受到影響，實際信號到達(dá)保護(hù)觸發(fā)值。從熱工保護(hù)的可靠性角度出發(fā)，此問題難以防范;

（3）目前的網(wǎng)架實際上已足夠大，電網(wǎng)的瞬間故障，其自身能夠快速動態(tài)穩(wěn)定，根本不需要通過發(fā)電機組的保護(hù)來改善電網(wǎng)的動態(tài)特性，保護(hù)的誤動作反而影響電網(wǎng)穩(wěn)定。

因此，我們做了如下的改進(jìn)，如圖4所示。

圖4 PLU邏輯改進(jìn)示意圖

改進(jìn)后的邏輯增加了判斷PLU保護(hù)啟動的條件，當(dāng)發(fā)生負(fù)荷壓力不平衡、負(fù)荷變化率超過預(yù)定值時（由于這樣的信號都是瞬時量，所以加了1秒的延時），而且與此同時機組的轉(zhuǎn)速發(fā)生飛升或者機組解列，才啟動PLU保護(hù)。通過這樣的改進(jìn)后，PLU能有效地避開電網(wǎng)故障引起的功率不平衡，也能有效抑制機組轉(zhuǎn)速飛升，從而達(dá)到保護(hù)的準(zhǔn)確動作。

2.3 ETS系統(tǒng)中單點保護(hù)的改進(jìn)

在ETS保護(hù)中，部分保護(hù)采用單點保護(hù)，使得保護(hù)的可靠性得不到保障。為了改善這種情況，我們對部分邏輯進(jìn)行優(yōu)化，防止保護(hù)誤動，增加保護(hù)的可靠性。

2.3.1 優(yōu)化ETS系統(tǒng)的發(fā)變組保護(hù)邏輯

初始邏輯示意圖見圖5，優(yōu)化后的邏輯見圖6。

圖5 發(fā)變組保護(hù)初始邏輯示意圖

圖6 發(fā)變組保護(hù)優(yōu)化后邏輯示意圖

在原來的邏輯中，發(fā)變組保護(hù)任一動作，ETS保護(hù)立即觸發(fā)。因此，當(dāng)發(fā)變組保護(hù)出現(xiàn)誤動或干擾時，ETS就會動作，造成機組跳閘。為了防止誤動現(xiàn)象的發(fā)生，我們對ETS的邏輯進(jìn)行了優(yōu)化。即在發(fā)變組保護(hù)信號發(fā)出后，如果有主變開關(guān)分閘或者滅磁開關(guān)分閘狀態(tài)，則表示發(fā)變組保護(hù)信號沒有誤發(fā)，此時ETS動作，機組跳閘?；蛘甙l(fā)變組保護(hù)信號維持1秒以上的時長，排除信號干擾的可能。這樣優(yōu)化后，既能有效地觸發(fā)ETS動作，也能消除誤動和干擾，保護(hù)的可靠性得到了增強。

2.3.2 優(yōu)化MFT跳汽輪機邏輯

初始邏輯中 MFT跳汽輪機采用了 MFT1和MFT2相或的邏輯。由于兩個都是硬點，又是單點保護(hù)，存在誤動的可能性。為了消除誤動，在原來兩個硬點的基礎(chǔ)上又增加了一個上網(wǎng)點MFT-NET，上網(wǎng)點不容易被干擾，誤動的可能性小，但是上網(wǎng)點由于通訊的原因，存在拒動的可能性。因此最后再對三個點進(jìn)行三取二，以保證保護(hù)的可靠準(zhǔn)確。

3 結(jié)束語

東汽DEH系統(tǒng)在臺州發(fā)電廠五期的應(yīng)用中，出現(xiàn)了一些與設(shè)計理念不相符的情況，進(jìn)行相應(yīng)的改進(jìn)后，取得了較好的效果。在以后機組的運行中，我們還要針對實際情況不斷地改進(jìn)，以實現(xiàn)系統(tǒng)的完善運行。

［1］ 王付生，齊憲華.熱工自動與保護(hù)［M］.北京:中國電力出版社，2005.

［2］ 王志祥.熱工保護(hù)和順序控制［M］.北京:中國電力出版社，1995.

［3］ 王爽心.汽輪機數(shù)字電液控制系統(tǒng)［M］.北京:中國電力出版社，2004.

The Application of DEH in the Fifth-stage Project of Taizhou Power Plant and Its Improvement

XU Shuo-wen
（Taizhou Power Plant，Taizhou Zhejiang 318016，China）

This essay analyzes the problems of the DEH produced by Dongfang Turbine Co.，Ltd.in the fifth-stage project of Taizhou Power Plant and gives relevant improvement measures.The results of the actual operation and the experiment show that the improvement measures are effective.

DEH;ETS;logic;improvement

TK263.72

B

1008-8032（2012）03-0081-03

2012-04-09

徐朔文（1970－），助理工程師，從事火電廠熱工工作。