680MW機組取消旁路后增壓風機控制策略

陶力威

680MW機組取消旁路后增壓風機控制策略

陶力威

（湖北西塞山發(fā)電有限公司，湖北黃石 435000）

以2×680MW超超臨界機組為例，介紹了取消煙氣旁路后增壓風機和引風機的運行方式，論述了增壓風機穩(wěn)定運行對機組可靠運行的影響，給出了優(yōu)化控制策略，保證了機組的穩(wěn)定運行。

煙氣脫硫；增壓風機；引風機；控制策略

0 引言

隨著人們對環(huán)境保護的日益重視，國家和地方針對燃煤電廠污染物排放的標準日趨嚴格，燃煤火電廠取消脫硫旁路門已成為大勢所趨。燃煤火電廠取消脫硫旁路門主要有兩種方式：一種為取消脫硫增壓風機，更換成大揚程的引風機，采用“引增合一”的運行方式；另一種為保留脫硫增壓風機，采用1臺增壓風機2臺引風機的運行方式。在后一種方式中，煙氣脫硫（FGD）系統(tǒng)和增壓風機能否可靠運行，直接關系到整臺發(fā)電機組的穩(wěn)定運行。近年來，因其控制系統(tǒng)故障導致機組非計劃停運的事故時有發(fā)生，提高FGD系統(tǒng)和增壓風機控制的可靠性，對保證機組穩(wěn)定運行十分必要和急迫。

1 FGD系統(tǒng)和增壓風機保護邏輯

以2臺680MW超超臨界機組為例，取消脫硫旁路門后的保護邏輯如下。

1.1 FGD保護邏輯

按照保證機組穩(wěn)定運行的原則，最終確認FGD系統(tǒng)動作首發(fā)原因及聯(lián)鎖關系如下。

（1）增壓風機跳閘聯(lián)鎖鍋爐主燃料跳閘（MFT）動作，并聯(lián)跳送風機、引風機。

（3）煙氣換熱器（GGH）驅動電機全速、半速及輔電機均停（運行反饋信號取反），延時10min聯(lián)鎖鍋爐MFT動作，并聯(lián)跳送風機、引風機。

（4）吸收塔出口溫度達“HH”（3取2溫度測點），延時10 s聯(lián)鎖鍋爐MFT動作。

（5）原煙氣入口溫度達“HH”（3取2溫度測點），延時10min聯(lián)鎖鍋爐MFT動作。

1.2 增壓風機保護邏輯

（1）GGH驅動電機全速、半速及輔電機均停（運行反饋信號取反），延時10min聯(lián)鎖增壓風機跳閘。

（2）增壓風機運行，并在任意2臺循環(huán)漿液泵運行后，5臺循環(huán)泵均停聯(lián)鎖增壓風機跳閘。

（3）增壓風機2臺潤滑油泵均停，延時20 s聯(lián)鎖增壓風機跳閘。

由于供給缺口和閑置產(chǎn)能均主要來自OPEC國家，因而OPEC的產(chǎn)量變動在很大程度上決定了OECD國家的原油庫存周期。將2010年以來的OPEC產(chǎn)量與布倫特油價格進行簡單線性擬合（見圖4），從擬合結果可以得出，100萬桶/日的產(chǎn)量缺口可以導致約14美元/桶的油價上漲。在實際交易中，真實產(chǎn)量缺口的數(shù)據(jù)往往嚴重滯后，油價的漲幅經(jīng)常偏離產(chǎn)量缺口，交易者應當更關注當前的產(chǎn)量缺口與價格變動的預期偏差，以及閑置產(chǎn)能投產(chǎn)預期下的價格回歸。

增壓風機軸承溫度、振動和失速只作為顯示信號，并做熱工音響報警進行監(jiān)視提醒，沒有設置保護。

從上述保護邏輯中可以看出，F(xiàn)GD系統(tǒng)和增壓風機保護的動作將直接影響主機組的穩(wěn)定運行，要提高和確保FGD系統(tǒng)及增壓風機控制的可靠性。

2 提高控制可靠性的策略

2.1 嚴格遵循3取2冗余設計原則

FGD系統(tǒng)的控制系統(tǒng)要嚴格遵循3取2冗余設計原則，熱控一次測量系統(tǒng)要遵循3取2冗余原則引入不同CPU下的模件通道中，同時，從電氣系統(tǒng)引入的3取2冗余開關量也應來自不同的輔助繼電器。脫硫分散控制系統(tǒng)（DCS）到主控DCS出口繼電器也必須設計和安裝成3取2冗余硬接線模式，避免使用通信方式。

2.2 循環(huán)漿液泵全停跳閘邏輯的組態(tài)方式

循環(huán)漿液泵均停聯(lián)鎖鍋爐MFT動作，聯(lián)跳送、引風機跳閘邏輯如圖1所示。在組態(tài)邏輯時，為了避免初次啟動循環(huán)漿液泵瞬間接觸器抖動而導致聯(lián)鎖保護動作，采用2臺循環(huán)漿液泵運行后發(fā)運行證實信號15 s內5臺循環(huán)漿液泵全停才發(fā)聯(lián)鎖信號的方式，既可防止運行人員誤操作導致聯(lián)鎖保護誤動作，又保證了因循環(huán)漿液泵供電電源失電后此項保護的正確動作。

圖1 循環(huán)漿液泵全停跳閘邏輯

2.3 增壓風機輔助系統(tǒng)控制可靠性

2.3.1 油泵系統(tǒng)電源的可靠性

增壓風機油系統(tǒng)一般有2臺液壓油泵和2臺潤滑油泵。油泵的穩(wěn)定運行直接影響到增壓風機的穩(wěn)定運行，特別是潤滑油泵，2臺潤滑油泵的跳閘直接引起增壓風機跳閘，從而導致機組跳閘。曾因油泵電源廠家設計不合理導致增壓風機停運事故，油泵系統(tǒng)雖然使用2路電源可靠供電，但2臺油泵共用1個電源開關并設計在1個控制柜內，一臺油泵因電機接地電源跳閘，會導致另一臺油泵無法聯(lián)啟，最終造成增壓風機跳閘?？梢?，油泵系統(tǒng)電源的可靠性十分重要。

2.3.2 潤滑油泵備投邏輯的更改

2.3.2.1 潤滑油泵備投聯(lián)鎖原邏輯

油泵備投聯(lián)鎖原邏輯為一個油泵有一個備投投入開關，其邏輯如圖2所示。

圖2 潤滑油泵備投開關原邏輯

以＃1油泵備投開關投入條件為例進行說明：只有在＃2油泵運行、＃1油泵停止運行且滿足＃1油泵啟動條件下，方可投入＃1油泵的備投開關。當＃1油泵運行或＃2油泵已停止運行時，＃1油泵備投將自動切除。

這種邏輯的弊端為：油泵進行一次切換后必須人為再次投入備投開關，否則將不能聯(lián)啟油泵，導致增壓風機跳閘。在實際運行過程中，因運行操作人員沒有監(jiān)控到油泵已進行切換導致沒有投入備投，或因電源切換時間很短導致油泵切換，再次進行電源切換時都無法聯(lián)啟油泵，最終導致增壓風機事故跳閘。

2.3.2.2 潤滑油泵備投開關的改進

針對上述問題進行了改進，2臺油泵共用1個備投投入開關，只要運行人員投入，備投開關將一直投入，只有運行人員才能切除備投，刪除了油泵允許啟動條件，備投開關成為超馳聯(lián)鎖投入開關，只要一臺油泵跳閘，另一臺油泵無條件啟動，提高了油泵聯(lián)鎖的可靠性。

2.4 主機DCS邏輯組態(tài)的可靠性

主機DCS與脫硫DCS的聯(lián)絡要使用硬線連接，并采用3取2方式，以保證可靠性。為了保證鍋爐滅火后能夠及時進行吹掃，要采用脈沖方式觸發(fā)MFT動作及引送風機跳閘邏輯。

2.5 提高增壓風機導葉自動調節(jié)系統(tǒng)和執(zhí)行器的可靠性

增壓風機動葉執(zhí)行器的可靠運行，直接關系到機組的穩(wěn)定運行，一旦增壓風機動葉執(zhí)行器全關，將導致機組MFT動作，所以，提高增壓風機動葉執(zhí)行器的可靠性非常重要。

（1）確認執(zhí)行機構的“三斷保護”動作可靠，發(fā)生“三斷保護”后執(zhí)行機構應保持原位或執(zhí)行機構處于全開位置。

（2）當執(zhí)行器發(fā)出停電故障或DCS的AO指令模塊出現(xiàn)故障需要處理時，應首先將執(zhí)行器由遠方控制切換到就地控制，再進行故障處理。確認DCS指令大于執(zhí)行器反饋信號時，才允許將執(zhí)行器由就地控制切換到遠方控制，以防DCS的AO模塊初始化指令回零導致執(zhí)行器全關。

（3）增壓風機動葉自動調節(jié)系統(tǒng)應引入前饋信號。本例中將2臺引風機動葉執(zhí)行器的反饋信號經(jīng)函數(shù)轉換后作為前饋信號加入比例-積分-微分（PID）調節(jié)，以提高其自動調節(jié)的快速性。

（4）設計增壓風機導葉自動調節(jié)系統(tǒng)強制手動條件時應考慮周全，增壓風機導葉自動調節(jié)系統(tǒng)強制手動條件至少包括以下幾項：1）增壓風機主電機跳閘；2）增壓風機液壓油壓力低；3）增壓風機入口壓力（原煙壓力）品質壞；4）導葉執(zhí)行器指令與反饋偏差大；5）執(zhí)行器指令品質壞；6）手動強制；7）給定值與測量值偏差大；8）引風機動葉執(zhí)行器反饋信號品質壞；9）增壓風機導葉切換到就地；10）PID調節(jié)器正負偏差大等。

（5）增壓風機導葉自動調節(jié)時應設置最小指令限制，以防自動調節(jié)品質不好時導致增壓風機導葉執(zhí)行器關到最小。

2.6 重視執(zhí)行機構終端開關是否是電子開關

在循環(huán)漿液泵跳閘條件中，有循環(huán)漿液泵運行時其入口電動門開反饋消失后將導致循環(huán)漿液泵跳閘的邏輯。電動門開反饋一般取執(zhí)行機構終端開關，執(zhí)行機構終端開關一般有硬開關和電子開關。如SIPOS品牌部分執(zhí)行器為電子開關，當供電源消除時，電子開關會轉換，要引起高度重視，組態(tài)邏輯時要考慮執(zhí)行機構電源消除后執(zhí)行機構終端開關的變化情況，以防設備發(fā)生誤動或拒動。

3 結束語

脫硫旁路門取消后，凸顯了脫硫FGD系統(tǒng)及增壓風機可靠運行對機組的重要影響，本文發(fā)現(xiàn)了影響其可靠運行的問題并及時采取措施進行改進，提高了FGD系統(tǒng)和增壓風機控制的可靠性，保證了機組的穩(wěn)定運行。

［1］孫克勤.電廠煙氣脫硫設備及運行［M］.北京：中國電力出版社，2007.

（本文責編：白銀雷）

TK 223.26

：B

：1674-1951（2015）03-0007-03

陶力威（1966—），男，黑龍江寧安人，高級工程師，享受國務院政府特殊津貼，從事火電廠熱控維護、檢修和管理方面的工作（E-mail：tlw611＠sohu.com）。

2014-09-12；

2015-01-12