大型燃煤發(fā)電機(jī)組汽動引風(fēng)機(jī)控制方案設(shè)計(jì)

Design of the Control Scheme for Steam Driven Induced Draft Fans

in Large Scale Coal-fired Generation Units

孫　漾　杭莉莉

(中國電力工程顧問集團(tuán)華東電力設(shè)計(jì)院 ，上?！?00063)

大型燃煤發(fā)電機(jī)組汽動引風(fēng)機(jī)控制方案設(shè)計(jì)

Design of the Control Scheme for Steam Driven Induced Draft Fans

in Large Scale Coal-fired Generation Units

孫漾杭莉莉

(中國電力工程顧問集團(tuán)華東電力設(shè)計(jì)院 ，上海200063)

摘要：大型燃煤發(fā)電機(jī)組鍋爐常規(guī)采用電動引風(fēng)機(jī)。汽動引風(fēng)機(jī)能夠大幅提高引風(fēng)機(jī)的運(yùn)行效率。結(jié)合某1 000 MW超超臨界燃煤發(fā)電機(jī)組鍋爐汽動引風(fēng)機(jī)改造工程，討論了采用汽動引風(fēng)機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)，介紹了汽動引風(fēng)機(jī)改造相關(guān)工藝系統(tǒng)及設(shè)備，分析了汽動引風(fēng)機(jī)的運(yùn)行模式，提出了相關(guān)的調(diào)節(jié)、聯(lián)鎖與保護(hù)控制需求以及儀表和控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。該方案現(xiàn)已順利完成安裝、調(diào)試并投入運(yùn)行，完全能夠滿足機(jī)組實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行的需要。

關(guān)鍵詞：大型燃煤發(fā)電機(jī)組汽動引風(fēng)機(jī)抽背式控制方案儀表與控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)節(jié)能降耗

Abstract：Very common, in large-scale coal-fired power generation units, the electric induced draft (ID) fans are used for boiler. While it is found that the steam driven ID fans can greatly improve the operating efficiency of the fans. With the retrofit project of ID fans in certain 1 000 MW ultra super critical coal-fired power generation unit as example, the advantages and disadvantages of the steam driven ID fans are discussed, and relevant technological system and equipment of the retrofit project are introduced. The operation mode of the steam driven ID fans are analyzed, and the related control demands for regulation, interlock and protection, as well as the design strategy of I&C control system are proposed. The installation, commissioning of the strategy have been completed and the system has been put into operation, the design meets the requirements of practical production operation.

Keywords：Large scale coal-fired generation unitSteam driven induced draft fanExtraction backpressureControl scheme

Design of I&C systemEnergy saving and reducing consumption

0引言

目前，國內(nèi)1 000 MW級超超臨界燃煤機(jī)組鍋爐常規(guī)采用靜葉可調(diào)軸流電動引風(fēng)機(jī)。電動引風(fēng)機(jī)是機(jī)組最大的耗電設(shè)備之一[1-2]，其耗電量往往可達(dá)單臺機(jī)組發(fā)電量的1.4%以上[3]。大型燃煤發(fā)電機(jī)組已廣泛采用汽輪機(jī)驅(qū)動給水泵。近年來，國內(nèi)已有工程開始嘗試采用汽輪機(jī)驅(qū)動引風(fēng)機(jī)。某電廠1號機(jī)組為1 000 MW超超臨界燃煤發(fā)電機(jī)組，2007年底正式投運(yùn)。該機(jī)組于2013年進(jìn)行大修，同時(shí)，實(shí)施電動引風(fēng)機(jī)改用汽輪機(jī)驅(qū)動技術(shù)改造。本文結(jié)合該機(jī)組汽動引風(fēng)機(jī)技改工程，介紹了機(jī)組原有工藝系統(tǒng)和儀控系統(tǒng)概況，分析了采用汽動引風(fēng)機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)，描述了汽動引風(fēng)機(jī)的工藝流程，并根據(jù)相關(guān)工藝系統(tǒng)，探討了其控制方式和控制要求，提出了儀表和控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。

1原有系統(tǒng)概況

① 工藝系統(tǒng)概況

本機(jī)組鍋爐為哈爾濱鍋爐廠有限責(zé)任公司設(shè)計(jì)制造的超超臨界參數(shù)變壓運(yùn)行、帶中間混合集箱垂直管圈水冷壁直流爐、單爐膛、一次中間再熱、八角雙火焰切圓燃燒方式、平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣、全鋼懸吊結(jié)構(gòu)Π型、露天布置燃煤鍋爐。汽機(jī)為哈爾濱汽輪機(jī)廠有限責(zé)任公司和日本東芝聯(lián)合設(shè)計(jì)制造的超超臨界、一次中間再熱、凝汽式、單軸、四缸四排汽汽輪機(jī)。發(fā)電機(jī)為哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司和日本東芝聯(lián)合設(shè)計(jì)制造的水氫氫冷卻、靜態(tài)勵(lì)磁汽輪發(fā)電機(jī)。

鍋爐設(shè)置2臺50%動葉可調(diào)軸流式送風(fēng)機(jī)，2臺50%動葉可調(diào)軸流式一次風(fēng)機(jī)，2臺50%三分倉回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器，2臺50%靜葉可調(diào)軸流式引風(fēng)機(jī)。機(jī)組設(shè)置2×3臺高壓加熱器，4臺低壓加熱器，1臺臥式除氧器，2臺50%汽動給水泵+1臺30%電動給水泵，高、低壓二級串聯(lián)液動旁路。

② 控制系統(tǒng)概況

本機(jī)組采用爐、機(jī)、電集中控制方式，自動控制系統(tǒng)主要包括分散控制系統(tǒng)(DCS)、汽機(jī)數(shù)字電液調(diào)速系統(tǒng)(DEH)、汽機(jī)緊急跳閘系統(tǒng)(ETS)、汽機(jī)本體監(jiān)測儀表(TSI)、給水泵汽機(jī)電液調(diào)速系統(tǒng)(MEH)、給水泵汽機(jī)緊急跳閘系統(tǒng)(METS)、給水泵汽機(jī)監(jiān)測儀表(MTSI)等。

DCS是整套控制系統(tǒng)的核心，采用Emerson公司的Ovation系統(tǒng)。DCS包括分散處理站、人機(jī)接口裝置和網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)等，負(fù)責(zé)采集和處理機(jī)組運(yùn)行所需的全部數(shù)據(jù)、設(shè)備順序啟?？刂?、聯(lián)鎖保護(hù)、模擬量調(diào)節(jié)、爐膛安全監(jiān)控等，以及機(jī)組運(yùn)行監(jiān)視、數(shù)據(jù)顯示、報(bào)警、性能計(jì)算和記錄等。單元機(jī)組DCS約7 000個(gè)I/O點(diǎn)，29對DPU，在電子設(shè)備間布置57面控制機(jī)柜，就地布置5面遠(yuǎn)程I/O柜。

DEH采用Toshiba公司的TOSMAP系統(tǒng)，負(fù)責(zé)控制汽機(jī)的轉(zhuǎn)速和負(fù)荷。ETS采用與DEH一體化的系統(tǒng)，獨(dú)立冗余的控制單元，負(fù)責(zé)監(jiān)視汽機(jī)跳閘信號，當(dāng)運(yùn)行參數(shù)超過極限時(shí)，立即關(guān)斷汽機(jī)進(jìn)汽，實(shí)現(xiàn)緊急停機(jī)。TSI對汽機(jī)轉(zhuǎn)子、汽缸和軸承等部件運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行連續(xù)監(jiān)視，并將模擬量參數(shù)信號、報(bào)警或跳閘信號通過硬接線或通信方式送至DCS、DEH、ETS及汽機(jī)振動監(jiān)測和故障診斷系統(tǒng)(TDM)。DEH、ETS及TSI均隨汽輪機(jī)成套配供。MEH、METS及MTSI隨給水泵汽輪機(jī)成套配供，負(fù)責(zé)給水泵汽輪機(jī)的監(jiān)視、控制與保護(hù)。MEH、METS采用與DCS相同的硬件組成一體化控制系統(tǒng)。其他如等離子燃燒控制、爐管泄漏監(jiān)測等系統(tǒng)采用PLC控制，通過硬接線接入機(jī)組DCS。

各系統(tǒng)組成一套完整的控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對整套機(jī)組的運(yùn)行監(jiān)視、控制和保護(hù)等。

2汽動引風(fēng)機(jī)改造主要工藝系統(tǒng)及設(shè)備

電動引風(fēng)機(jī)通常采用靜葉擋板進(jìn)行風(fēng)量調(diào)節(jié)。當(dāng)機(jī)組負(fù)荷較低時(shí)，電動機(jī)功率不變，引風(fēng)機(jī)靜葉擋板開度較低，截流能量損失嚴(yán)重。汽動引風(fēng)機(jī)采用蒸汽驅(qū)動，通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速控制風(fēng)量，靜葉擋板的節(jié)流損耗能夠被消除。常用的汽輪機(jī)有凝汽式和背壓式兩種。對于熱用戶較少的電廠，凝汽式汽輪機(jī)組更加便于合理回收工質(zhì)；對于長期穩(wěn)定對外供熱機(jī)組，背壓式汽輪機(jī)能夠提供更加靈活的供熱方式。因此，采用汽動引風(fēng)機(jī)能夠利用鍋爐的富余出力，在部分負(fù)荷下，尤其是低負(fù)荷下提高引風(fēng)機(jī)的運(yùn)行效率，最多可使引風(fēng)機(jī)消耗的功率減少一半[4]，從而大幅降低廠用電耗，增加售電收益[5]。同時(shí)，避免了風(fēng)機(jī)啟動過程中大電流對廠用電系統(tǒng)的沖擊[6-7]。對于對外供熱機(jī)組，采用背壓機(jī)供熱能夠減少供熱蒸汽的節(jié)流降壓損失，提高售熱經(jīng)濟(jì)效益[8]。但是，采用汽動引風(fēng)機(jī)將增加機(jī)組工藝系統(tǒng)的復(fù)雜度、前期設(shè)備投資、安裝調(diào)試及運(yùn)行維護(hù)的工作量。本機(jī)組汽動引風(fēng)機(jī)技改采用抽背式汽輪機(jī)，其主要相關(guān)工藝系統(tǒng)如下。

① 鍋爐煙系統(tǒng)

本機(jī)組原有2臺50%電動引風(fēng)機(jī)A和B。本次汽動引風(fēng)機(jī)技改鍋爐煙系統(tǒng)新增一臺50%靜葉可調(diào)軸流式引風(fēng)機(jī)，并新增相應(yīng)的引風(fēng)機(jī)入口、出口擋板。引風(fēng)機(jī)A和B采用汽輪機(jī)驅(qū)動，引風(fēng)機(jī)C采用電動機(jī)驅(qū)動，如圖1所示。

圖1　鍋爐煙系統(tǒng)P&ID圖

保留一臺電動引風(fēng)機(jī)能夠增加機(jī)組運(yùn)行的靈活性和可靠性。在機(jī)組啟動階段，本機(jī)無法提供汽源，電動引風(fēng)機(jī)可作為機(jī)組的啟動引風(fēng)機(jī)。當(dāng)機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，可采用兩臺汽動引風(fēng)機(jī)并列運(yùn)行、電動引風(fēng)機(jī)備用的方式。當(dāng)有汽動引風(fēng)機(jī)故障時(shí)，可采用一電一汽引風(fēng)機(jī)并列運(yùn)行的方式。當(dāng)機(jī)組出現(xiàn)Runback工況時(shí)[9-10]，可采用電動引風(fēng)機(jī)或單臺汽動引風(fēng)機(jī)運(yùn)行的方式。

② 汽動引風(fēng)機(jī)蒸汽系統(tǒng)

汽動引風(fēng)機(jī)蒸汽系統(tǒng)包括引風(fēng)機(jī)汽機(jī)供汽系統(tǒng)、引風(fēng)機(jī)汽機(jī)排汽至除氧器蒸汽系統(tǒng)、汽機(jī)排汽至輔助蒸汽母管蒸汽系統(tǒng)、抽汽至廠區(qū)供熱管網(wǎng)蒸汽系統(tǒng)，以及兩臺機(jī)組間的汽機(jī)供汽聯(lián)絡(luò)管道系統(tǒng)等，如圖2所示。引風(fēng)機(jī)汽機(jī)進(jìn)汽來源于機(jī)組冷段及鍋爐一級再熱器出口的混合蒸汽，兩臺汽機(jī)的抽汽母管連接至廠區(qū)供熱管網(wǎng)，排汽母管連接分別連接至除氧器及機(jī)組輔助蒸汽母管。汽動引風(fēng)機(jī)蒸汽系統(tǒng)包括回?zé)岷凸醿煞N主要運(yùn)行模式。回?zé)崮Ｊ綍r(shí)，引風(fēng)機(jī)汽機(jī)排汽全部回到除氧器回收工質(zhì)。供熱模式時(shí)，可采用汽機(jī)排汽或抽汽對外供應(yīng)工業(yè)蒸汽。

引風(fēng)機(jī)汽機(jī)布置在爐后，除氧器及輔助蒸汽母管在爐前主廠房中，管道長度約200 m。因此，在汽機(jī)抽汽母管分別接出兩路管道,用于啟動時(shí)對200 m長的排汽管道進(jìn)行暖管。

為防止汽機(jī)進(jìn)水，在汽機(jī)主汽門前設(shè)沖管/暖管電動閥，抽汽和排汽管道均設(shè)有逆止門。此外，所有管道低點(diǎn)設(shè)置疏水點(diǎn)。

圖2　汽動引風(fēng)機(jī)蒸汽系統(tǒng)P&ID圖

③ 引風(fēng)機(jī)汽輪機(jī)本體系統(tǒng)

引風(fēng)機(jī)汽機(jī)本體系統(tǒng)包括引風(fēng)機(jī)汽機(jī)本體、蒸汽及疏水系統(tǒng)、潤滑油系統(tǒng)、控制油系統(tǒng)。汽機(jī)本體、蒸汽及疏水系統(tǒng)包括汽機(jī)本體、主汽門、主汽調(diào)節(jié)閥、軸封系統(tǒng)、疏水系統(tǒng)，以及相應(yīng)的管道及接口等。汽機(jī)潤滑油系統(tǒng)包括潤滑油箱、潤滑油泵、排油煙風(fēng)機(jī)、蓄能器、濾油器、冷油器及相應(yīng)的管道等。汽機(jī)控制油系統(tǒng)包括速關(guān)組合電磁閥組、數(shù)字電液轉(zhuǎn)換器等。

3汽動引風(fēng)機(jī)系統(tǒng)控制方案

1) 汽動引風(fēng)機(jī)蒸汽系統(tǒng)的運(yùn)行模式

如前所述，汽動引風(fēng)機(jī)蒸汽系統(tǒng)可采用回?zé)岷凸醿煞N主要運(yùn)行模式。不同運(yùn)行模式下，蒸汽系統(tǒng)的控制方式如下。

(1) 回?zé)崮Ｊ剑号牌凛o汽母管電動閥關(guān)閉，排汽至除氧器電動閥全開，引風(fēng)機(jī)汽機(jī)的背壓控制為滑壓運(yùn)行方式。此時(shí)，汽機(jī)背壓約等于除氧器壓力。當(dāng)除氧器壓力高時(shí)，開啟排汽至輔汽氣動調(diào)節(jié)閥,調(diào)節(jié)輔助蒸汽母管壓力，間接降低除氧器壓力。如果背壓持續(xù)升高，且以上閥門動作無效，則依次開啟引風(fēng)機(jī)汽機(jī)PCV閥、機(jī)械式安全閥降低背壓，防止排汽超壓。

(2) 供熱模式：根據(jù)本項(xiàng)目引風(fēng)機(jī)汽機(jī)選型可知，引風(fēng)機(jī)汽機(jī)供熱模式下，單臺汽機(jī)最大抽汽量為10 t/h，抽汽溫度400 ℃左右，壓力可達(dá)1.5 MPa以上；機(jī)組滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，排汽流量約80~90 t/h，排汽參數(shù)約為1.2 MPa/320 ℃。因此，供熱模式總體上可分為采用抽汽的小流量/高參數(shù)供熱模式和采用排汽的大流量/低參數(shù)供熱模式兩種工況。

① 抽汽供熱模式：通過抽汽至供熱管道進(jìn)行供熱，每臺引風(fēng)機(jī)汽機(jī)最大抽汽量不超過10 t/h，機(jī)組最大供汽量不超過20 t/h。抽汽至供熱氣動調(diào)節(jié)閥維持供熱母管壓力，通過調(diào)節(jié)兩臺汽動引風(fēng)機(jī)的抽汽管道電動球閥開度,保持兩臺引風(fēng)機(jī)汽機(jī)抽汽量基本相同。排汽至除氧器或輔汽母管的氣動調(diào)節(jié)門調(diào)節(jié)汽機(jī)背壓。

② 排汽供熱模式：排汽至輔助蒸汽管道進(jìn)行供熱，開啟排汽至輔汽電動閥，關(guān)閉排汽至輔汽氣動調(diào)節(jié)閥和排汽至除氧器電動閥，采用排汽至除氧器氣動調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)汽機(jī)背壓。如果汽機(jī)背壓高，部分開啟排汽至除氧器電動閥，使更多的排汽溢流至除氧器，如果汽機(jī)背壓及除氧器壓力持續(xù)升高，開啟汽機(jī)PCV閥并報(bào)警。

2) 汽動引風(fēng)機(jī)系統(tǒng)模擬量調(diào)節(jié)控制要求

(1) 兩臺汽動引風(fēng)機(jī)并列運(yùn)行時(shí)，通過調(diào)節(jié)汽機(jī)調(diào)門開度調(diào)節(jié)汽機(jī)轉(zhuǎn)速，從而調(diào)節(jié)引風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，控制爐膛壓力。當(dāng)有電動引風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，仍采用引風(fēng)機(jī)靜葉開度調(diào)節(jié)爐膛壓力。

(2) 兩臺引風(fēng)機(jī)并列運(yùn)行時(shí)(兩臺汽動或一電一汽)，引風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速應(yīng)協(xié)調(diào)控制。

(3) 引風(fēng)機(jī)汽機(jī)進(jìn)汽/排汽溫度控制：引風(fēng)機(jī)汽機(jī)排汽溫度的控制主要通過合理的控制進(jìn)汽溫度來實(shí)現(xiàn)。引風(fēng)機(jī)汽機(jī)的進(jìn)汽由兩部分混合組成，一部分為溫度較低的冷段蒸汽，另一部分為溫度較高的一級再熱器出口蒸汽。在冷段蒸汽管道設(shè)置氣動調(diào)節(jié)閥，調(diào)節(jié)兩部分蒸汽的混合比例，從而調(diào)節(jié)混合蒸汽溫度，進(jìn)而間接調(diào)節(jié)引風(fēng)機(jī)排汽溫度。

(4) 回?zé)崮Ｊ较?，調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)應(yīng)維持回?zé)崞胶?，保證除氧器不超壓；供熱模式下，調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)應(yīng)維持熱網(wǎng)平衡，在系統(tǒng)安全的前提下，維持供熱母管壓力。

3) 汽動引風(fēng)機(jī)系統(tǒng)順控、聯(lián)鎖與保護(hù)

汽動引風(fēng)機(jī)相關(guān)系統(tǒng)至少應(yīng)實(shí)現(xiàn)以下順控、聯(lián)鎖及保護(hù)功能。

(1) 引風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)汽輪機(jī)及相關(guān)輔助設(shè)備的保護(hù)。

① 引風(fēng)機(jī)防喘振保護(hù)、引風(fēng)機(jī)軸承及電機(jī)防超溫保護(hù)。

② 引風(fēng)機(jī)汽機(jī)進(jìn)汽過熱度低，停機(jī)保護(hù)。

③ 引風(fēng)機(jī)汽機(jī)排汽溫度過高，停機(jī)保護(hù)。

④ 引風(fēng)機(jī)汽機(jī)背壓高，PCV閥快開，背壓高高，安全閥動作。

⑤ 引風(fēng)機(jī)汽機(jī)超速、軸位移、振動、軸承溫度、潤滑油壓力保護(hù)等。

(2) 機(jī)組啟動時(shí)，可選擇采用電動引風(fēng)機(jī)啟動或采用鄰機(jī)汽源驅(qū)動汽動引風(fēng)機(jī)進(jìn)行啟動。

(3) 機(jī)組運(yùn)行過程中，汽動引風(fēng)機(jī)可選擇采用本機(jī)汽源或鄰機(jī)汽源進(jìn)行驅(qū)動及兩路汽源的自動切換。

(4) 機(jī)組運(yùn)行過程中，兩臺引風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，第三臺引風(fēng)機(jī)備用。

(5) 當(dāng)引風(fēng)機(jī)汽機(jī)汽源無法滿足進(jìn)汽及出力要求時(shí)(如負(fù)荷降低或停機(jī)過程中)，退出汽動引風(fēng)機(jī)，聯(lián)鎖啟動電動引風(fēng)機(jī)。

(6) 所有疏水點(diǎn)通過工質(zhì)的過熱度對疏水閥進(jìn)行控制。

(7) 當(dāng)機(jī)組出現(xiàn)Runback工況時(shí)，因鍋爐出力減小，蒸汽參數(shù)下降，考慮機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)妥性，如采用單臺汽動引風(fēng)機(jī)運(yùn)行方式時(shí)，應(yīng)采用回?zé)崮Ｊ?，切斷對外供熱，并在可能的情況下，盡量采用電動引風(fēng)機(jī)。

4汽動引風(fēng)機(jī)系統(tǒng)儀表配置及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1) 汽動引風(fēng)機(jī)系統(tǒng)儀表配置

(1) 鍋爐煙系統(tǒng)儀表配置

如圖1所示，虛線框內(nèi)的儀表為本次技改工程新增儀表，包括引風(fēng)機(jī)C入口及出口壓力、引風(fēng)機(jī)C出口溫度、引風(fēng)機(jī)C流量。

(2) 汽動引風(fēng)機(jī)蒸汽系統(tǒng)儀表配置

如圖2所示，汽動引風(fēng)機(jī)蒸汽系統(tǒng)儀表配置如下。

① 在引風(fēng)機(jī)汽機(jī)進(jìn)汽母管設(shè)置溫度儀表，用于引風(fēng)機(jī)汽機(jī)進(jìn)汽溫度的調(diào)節(jié)。

② 引風(fēng)機(jī)汽機(jī)進(jìn)汽管道設(shè)置長徑噴嘴測量流量，并在噴嘴前設(shè)置壓力儀表，噴嘴后設(shè)置溫度儀表，用于流量補(bǔ)償。

③ 引風(fēng)機(jī)汽機(jī)排汽母管設(shè)置壓力儀表，用于指示汽機(jī)背壓。

④ 排汽母管靠近汽機(jī)房除氧器側(cè)設(shè)置溫度儀表，用于啟動暖管。

⑤ 引風(fēng)機(jī)汽機(jī)抽汽管道設(shè)置長徑噴嘴測量流量，用于調(diào)節(jié)兩臺汽機(jī)抽汽量平衡。

⑥ 引風(fēng)機(jī)汽機(jī)抽汽母管至供熱蒸汽管道設(shè)置壓力、溫度儀表，用于指示供熱蒸汽參數(shù)。

⑦ 疏水點(diǎn)控制：所有疏水點(diǎn)處設(shè)置溫度、壓力儀表并由DCS計(jì)算過熱度，通過過熱度對疏水閥進(jìn)行控制。

(3) 引風(fēng)機(jī)汽機(jī)本體儀表配置

① 汽機(jī)排汽設(shè)置三重冗余的壓力和溫度儀表，用于排汽超壓及超溫聯(lián)鎖保護(hù)。

② 汽機(jī)本體設(shè)置六重冗余的轉(zhuǎn)速儀表，3只用于轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，3只用于超速停機(jī)保護(hù)。

③ 汽機(jī)本體設(shè)置冗余的軸位移、軸承振動、軸承溫度、潤滑油壓力、調(diào)節(jié)油壓力儀表，用于汽機(jī)設(shè)備保護(hù)。

2) 汽動引風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

如前所述，工藝系統(tǒng)及儀表設(shè)計(jì)方案確定后，經(jīng)統(tǒng)計(jì)，本次技改工程鍋爐煙系統(tǒng)新增I/O點(diǎn)41點(diǎn)，引風(fēng)機(jī)汽機(jī)蒸汽系統(tǒng)及汽機(jī)本體I/O點(diǎn)共421點(diǎn)。通過對機(jī)組原有DCS控制器功能及I/O點(diǎn)分布進(jìn)行研究，決定將本次技改煙系統(tǒng)新增設(shè)備的控制納入原有DCS煙風(fēng)系統(tǒng)控制器中。同時(shí)，新增2對控制器，分別用于引風(fēng)機(jī)汽機(jī)A、B本體(包括引風(fēng)機(jī)汽機(jī)MEH及METS)及引風(fēng)機(jī)汽機(jī)蒸汽系統(tǒng)的控制。新增控制器仍然采用Emerson公司的Ovation系統(tǒng)，并與原有DCS構(gòu)成一體化的控制系統(tǒng)。

為實(shí)現(xiàn)新增設(shè)備/控制器與原有工藝系統(tǒng)/控制器間的可靠協(xié)調(diào)與聯(lián)鎖，新增的2對控制器與原有DCS系統(tǒng)間設(shè)置用于跳閘和重要保護(hù)的硬接線信號26點(diǎn)，包括MFT、轉(zhuǎn)速指令與反饋、啟動允許、停機(jī)、復(fù)位信號等。

本次技改新增的2對控制器及其電源、卡件等共4面機(jī)柜，另有1面引風(fēng)機(jī)汽機(jī)本體監(jiān)視儀表(MTSI)機(jī)柜，布置在機(jī)組原有的電子設(shè)備間中。新增控制器采用集控室原有操作員站進(jìn)行監(jiān)控。

5結(jié)束語

本文結(jié)合某1 000 MW超超臨界機(jī)組汽動引風(fēng)機(jī)改造工程，介紹了該機(jī)組原有工藝系統(tǒng)、儀表與控制系統(tǒng)配置情況，研究了燃煤機(jī)組采用汽輪機(jī)驅(qū)動引風(fēng)機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)，描述了本次汽動引風(fēng)機(jī)改造鍋爐煙系統(tǒng)、引風(fēng)機(jī)汽機(jī)蒸汽系統(tǒng)及引風(fēng)機(jī)汽機(jī)本體系統(tǒng)主要工藝系統(tǒng)及設(shè)備。根據(jù)工藝配置情況，分析并提出了汽動引風(fēng)機(jī)相關(guān)系統(tǒng)的運(yùn)行模式、調(diào)節(jié)控制與聯(lián)鎖保護(hù)要求。根據(jù)系統(tǒng)控制功能，提出了系統(tǒng)儀表配置及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。采用汽動引風(fēng)機(jī)增加了工藝系統(tǒng)的復(fù)雜度、前期設(shè)備投資及安裝調(diào)試工作量，但長期運(yùn)行后，節(jié)約廠用電及增加售熱收入效果顯著。目前，該系統(tǒng)已經(jīng)順利完成安裝、調(diào)試，并已正式投入運(yùn)行。本文提出的儀表與控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案能夠滿足機(jī)組實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行的需要。

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中圖分類號：TP273

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

DOI:10.16086/j.cnki.issn1000-0380.201502006

修改稿收到日期：2014-07-13。

第一作者孫漾(1984-)，男，2012年畢業(yè)于華東理工大學(xué)控制科學(xué)與工程專業(yè)，獲博士學(xué)位，工程師；主要從事過程建模與控制優(yōu)化、大型火力發(fā)電機(jī)組自動化系統(tǒng)的研究。