脫硫保安段供電可靠性改造

李福青

（江蘇徐塘發(fā)電有限責(zé)任公司，江蘇 邳州 221300）

0 引言

江蘇徐塘發(fā)電有限公司6、7號(hào)機(jī)組是兩臺(tái)300MW燃煤機(jī)組，采用了石灰石－石膏濕法煙氣脫硫工藝，以及兩臺(tái)爐兩座吸收塔帶旁路擋板的模式，一旦主機(jī)系統(tǒng)或者脫硫系統(tǒng)發(fā)生故障，可以開啟其旁路擋板，主機(jī)系統(tǒng)可以正常運(yùn)行。我公司按照環(huán)保部門要求對(duì)6、7號(hào)機(jī)組脫硫系統(tǒng)開展旁路擋板門封堵工作，改造后脫硫跳閘將直接導(dǎo)致鍋爐MFT保護(hù)動(dòng)作，對(duì)脫硫保安段電源的可靠性要求大大提高［1］。目前我廠6、7號(hào)機(jī)組脫硫保安段只有一段母線，該段母線出現(xiàn)問題將導(dǎo)致兩臺(tái)機(jī)組鍋爐滅火。需要對(duì)6、7號(hào)脫硫400V保安段進(jìn)行改造，將其從原有的一段母線開斷為兩段，實(shí)現(xiàn)保安6、7段相互備用。同時(shí)在熱控DCS上增加了脫硫保安6、7段失電連鎖邏輯和供電恢復(fù)邏輯，從脫硫保安段電源一次系統(tǒng)、二次系統(tǒng)和熱控DCS等方面全面考慮分析，確保脫硫保安段安全可靠運(yùn)行。

1 脫硫保安段電源結(jié)構(gòu)改進(jìn)優(yōu)化

1.1 原有6、7號(hào)機(jī)組脫硫保安段電源結(jié)構(gòu)分析

改造前6、7號(hào)機(jī)組脫硫保安段共有3組進(jìn)線電源，進(jìn)線電源1、2分別來自脫硫400 V工作段61段和71段，進(jìn)線3為應(yīng)急電源，來自6號(hào)機(jī)主廠房保安段。3條進(jìn)線電源都接于脫硫保安段母線上，母線帶所有保安段負(fù)載，如增壓風(fēng)機(jī)冷卻風(fēng)機(jī)、增壓風(fēng)機(jī)稀油站等重要負(fù)載。原有6、7號(hào)機(jī)組脫硫保安段一次圖如圖1所示。

圖1 原有6、7號(hào)機(jī)組脫硫保安段一次系統(tǒng)圖

根據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況，由于種種原因，有數(shù)次發(fā)生了脫硫保安段失電情況，造成6、7號(hào)脫硫停運(yùn)的嚴(yán)重后果。經(jīng)過分析，6、7號(hào)機(jī)組脫硫保安段的電源結(jié)構(gòu)存在如下問題［2］:

1）兩套系統(tǒng)公用一段母線

脫硫保安段電源為單母線運(yùn)行方式，6號(hào)和7號(hào)脫硫保安段公用一段母線，無法實(shí)現(xiàn)分系統(tǒng)分母線運(yùn)行，而實(shí)際公用一段母線直接導(dǎo)致的安全隱患就是脫硫保安段出現(xiàn)問題必然導(dǎo)致兩臺(tái)機(jī)組跳機(jī)。

2）電源開關(guān)無法實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖備用

根據(jù)火電廠廠用電系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求，廠用電系統(tǒng)應(yīng)分段布置并能做到相互備用。而實(shí)際上脫硫保安段進(jìn)線電源開關(guān)1、2只能實(shí)現(xiàn)獨(dú)立供電，無法實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖操作，其中任何一臺(tái)開關(guān)故障后其余兩臺(tái)開關(guān)均不能自動(dòng)聯(lián)鎖啟動(dòng)，事故停電與恢復(fù)供電之間存在一定的時(shí)間差，無法實(shí)現(xiàn)重要負(fù)荷的無間斷供電，失去備用和應(yīng)急的作用。

3）重要負(fù)荷的工作及備用電源均接在同一段母線上，如增壓風(fēng)機(jī)的兩臺(tái)冷卻風(fēng)機(jī)、UPS等，失去備用意義。

4）開關(guān)控制電源選取不合理

根據(jù)廠用電控制電源設(shè)計(jì)要求，重要廠用電系統(tǒng)的控制電源應(yīng)選擇直流電源，確實(shí)無法取用的應(yīng)選擇不間斷電源。而實(shí)際上，6、7號(hào)機(jī)組脫硫保安段電源開關(guān)1、2、3的控制電源直接取自其上口動(dòng)力電源，當(dāng)上一級(jí)電源出現(xiàn)故障后，此開關(guān)將無法實(shí)現(xiàn)分合閘操作，不具備聯(lián)鎖和備用的作用。

1.2 改造后的6、7號(hào)脫硫保安段電源結(jié)構(gòu)分析

為了提高6、7號(hào)脫硫400V保安段供電可靠性，將現(xiàn)有的保安段一段母線分?jǐn)酁閮啥文妇€，分別為脫硫保安6段和7段，通過母聯(lián)開關(guān)實(shí)現(xiàn)切換備用，應(yīng)急電源分成2路，分別送到脫硫保安6、7段。改造后的6、7號(hào)脫硫保安段電源一次系統(tǒng)圖如圖2所示。

圖2 改造后的6、7號(hào)脫硫保安段電源一次系統(tǒng)圖

脫硫保安段改造后的優(yōu)越性:

（1）改造后的脫硫保安段運(yùn)行方式 由進(jìn)線電源1（脫硫工作61段）帶脫硫保安6段運(yùn)行，進(jìn)線電源2（脫硫工作71段）帶脫硫保安7段運(yùn)行，聯(lián)絡(luò)開關(guān)和應(yīng)急電源1、2處于熱備用狀態(tài)。

（2）脫硫保安段電源連鎖切換邏輯 當(dāng)一段母線失電或電源開關(guān)跳閘，母聯(lián)開關(guān)動(dòng)作，由另外一段母線同時(shí)帶脫硫保安6、7段運(yùn)行;當(dāng)兩段母線都失電或電源開關(guān)都跳閘，跳開母聯(lián)開關(guān)，由各自對(duì)應(yīng)的應(yīng)急電源供電。若進(jìn)線電源1、2開關(guān)都發(fā)生電氣保護(hù)動(dòng)作，則閉鎖該邏輯推進(jìn)。

（3）脫硫保安段電源恢復(fù)供電邏輯 在恢復(fù)原來運(yùn)行方式時(shí)，采用先分后合的串聯(lián)切換方式，先斷開母聯(lián)開關(guān)和應(yīng)急電源開關(guān)，再合進(jìn)線電源開關(guān)。

（4）增壓風(fēng)機(jī)軸承冷卻風(fēng)機(jī)和稀油站電源等分兩路進(jìn)線電源，一路接至脫硫400工作段，一路接至相應(yīng)機(jī)組的保安段上，提高了重要負(fù)荷的供電安全可靠性。

（5）熱控DCS及電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制電源也采用兩路進(jìn)線電源，一路由主廠房直流系統(tǒng)提供，另一路由脫硫UPS電源提供，提高了DCS及控制電源的抗干擾性和可靠性［3］。

（6）應(yīng)急電源是在脫硫保安6、7段失電或全廠停電的情況下，由6號(hào)柴油發(fā)電機(jī)（500 kW）帶主廠房保安段及脫硫保安段運(yùn)行［4］。

2 熱控DCS電源切換邏輯改造

2.1 原有脫硫保安段DCS切換邏輯

脫硫保安段一次接線方式為:進(jìn)線電源1接脫硫工作61段，進(jìn)線電源2接脫硫工作71段，應(yīng)急電源1、2接6號(hào)機(jī)保安段。DCS邏輯:正常情況下，進(jìn)線電源開關(guān)1作為脫硫保安段工作電源使用，母線失電或電源1跳閘后，電源2通過手動(dòng)切換實(shí)現(xiàn)電源恢復(fù)。若進(jìn)線電源1、2都跳閘或失電，進(jìn)線電源3為緊急后備電源使用，沒有自投邏輯，只能手動(dòng)操作實(shí)現(xiàn)脫硫保安段供電。

2.2 改造后脫硫保安段DCS切換邏輯

以脫硫保安6段為例，根據(jù)脫硫保安段失電和恢復(fù)供電的情況下，分別對(duì)脫硫保安段失電連鎖邏輯和脫硫保安段供電恢復(fù)邏輯進(jìn)行改進(jìn)。

1）脫硫保安段失電連鎖邏輯

DCS應(yīng)做“脫硫保安段連鎖邏輯投入”、“脫硫保安段連鎖邏輯退出”按鈕。

熱控DCS“脫硫保安段連鎖邏輯投入”后，在Q11、Q12、母聯(lián)開關(guān)保護(hù)都未動(dòng)作的情況下，即脫硫保安6段負(fù)載正常。若脫硫保安6段失電，經(jīng)0.5 S延時(shí)后，確認(rèn)失電的情況下，DCS發(fā)出Q12跳閘的信號(hào)。同時(shí)，對(duì)Q12、應(yīng)急電源開關(guān)1分位以及脫硫保安7段有電進(jìn)行判斷，滿足條件的情況下，DCS發(fā)出母聯(lián)開關(guān)合閘信號(hào)。在合母聯(lián)開關(guān)后，延時(shí)10S后，若脫硫保安6段仍失電，且應(yīng)急電源1有電，則DCS發(fā)出母聯(lián)開關(guān)跳閘信號(hào)，并在確認(rèn)母聯(lián)已處于分位，DCS發(fā)出應(yīng)急電源開關(guān)1合閘信號(hào)。若Q11、Q12開關(guān)電氣保護(hù)動(dòng)作，則閉鎖該邏輯推進(jìn)［5］。脫硫保安段DCS邏輯圖如圖3所示。

圖3 脫硫保安6段連鎖邏輯框圖

2）脫硫保安段供電恢復(fù)邏輯

DCS應(yīng)做:“脫硫保安段母聯(lián)合位恢復(fù)6段邏輯”、“脫硫保安段母聯(lián)分位恢復(fù)6段邏輯”按鈕。

當(dāng)脫硫保安6、7段負(fù)載恢復(fù)正常，脫硫保安段進(jìn)線電源有電時(shí)，若母聯(lián)開關(guān)在合閘位置，按“母聯(lián)合位恢復(fù)6段邏輯”按鈕，DCS發(fā)出母聯(lián)開關(guān)合閘信號(hào)。確認(rèn)母聯(lián)開關(guān)跳開處于分位，且應(yīng)急電源開關(guān)1也處于分位時(shí)，DCS發(fā)出QF12合閘信號(hào)，脫硫保安6段供電恢復(fù)。脫硫保安段母聯(lián)合位恢復(fù)邏輯圖如圖4所示。

當(dāng)脫硫保安6、7段負(fù)載恢復(fù)正常，脫硫保安段進(jìn)線電源有電時(shí)，若母聯(lián)開關(guān)在分閘位置，按“母聯(lián)分位恢復(fù)6段邏輯”按鈕，DCS發(fā)出應(yīng)急電源開關(guān)1跳閘信號(hào)，再經(jīng)過重跳后，此時(shí)母聯(lián)開關(guān)處于分位時(shí)，DCS發(fā)出QF12合閘信號(hào)，脫硫保安6段供電恢復(fù)。脫硫保安段母聯(lián)分位恢復(fù)邏輯圖如圖5所示。

圖5 脫硫保安段母聯(lián)分位恢復(fù)邏輯圖

3 結(jié)束語(yǔ)

本文介紹了我廠6、7號(hào)機(jī)組脫硫保安段電源系統(tǒng)改造，完成了熱控DCS失電連鎖邏輯及供電恢復(fù)邏輯修改工作，通過相關(guān)邏輯試驗(yàn)工作及實(shí)際投運(yùn)情況驗(yàn)證，表明了6、7號(hào)機(jī)組脫硫保安段電源改造的正確性和合理性，提高了全廠脫硫系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和可靠性。

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