脫硝系統(tǒng)電加熱器超溫保護(hù)裝置及系統(tǒng)

郭 猛

(馬鞍山當(dāng)涂發(fā)電有限公司，安徽 馬鞍山 243102)

0 前言

660MW超臨界機(jī)組脫硝系統(tǒng)采用的是選擇性催化還原(SCR)煙氣脫硝工藝。脫硝電加熱器共有21組電加熱棒，有六支熱電偶溫度元件，通過就地變送器轉(zhuǎn)換成4～20mA模擬量信號送至就地控制柜數(shù)顯表，數(shù)顯表內(nèi)部設(shè)定650度保護(hù)定值，單點達(dá)到定值后數(shù)顯表輸出接點閉合，通過就地PLC聯(lián)跳電加熱器，脫硝退出。

傳統(tǒng)電加熱器超溫保護(hù)方案存在以下不足：(1)電加熱器超溫保護(hù)由就地PLC控制，可控性不強(qiáng)；(2)電加熱器超溫保護(hù)經(jīng)過溫度元件、溫度變送器、智能數(shù)顯表，故障點多；(3)電加熱器就地控制柜環(huán)境差，內(nèi)部溫度高，屢次發(fā)生儀表損壞事件；(4)電加熱器就地溫度數(shù)顯表三路輸入信號采用單點保護(hù)，可靠性差，一旦單點故障保護(hù)極易誤動；(5)電加熱器就地溫度只能在就地顯示，無法遠(yuǎn)傳，不利于運行人員對設(shè)備運行情況判斷分析。針對上述問題，有必要改造現(xiàn)有脫硝系統(tǒng)電加熱器超溫保護(hù)裝置，降低其由于電加熱器超溫誤動作導(dǎo)致的脫硝退出，保證脫硝系統(tǒng)安全可靠運行。

1 保護(hù)裝置及系統(tǒng)要解決的技術(shù)問題

為解決現(xiàn)有電加熱器超溫保護(hù)方案存在的不足，提供了一種660MW機(jī)組脫硝系統(tǒng)電加熱器超溫保護(hù)裝置及系統(tǒng)，將脫硝電加熱器溫度信號直接引入熱電偶卡件，減少了信號傳遞過程中的故障點，采取DCS邏輯保護(hù)，避免因單個信號異常導(dǎo)致脫硝系統(tǒng)誤退，大大提高了脫硝系統(tǒng)運行的可靠性。

2 技術(shù)方案

該種660MW機(jī)組脫硝系統(tǒng)電加熱器超溫保護(hù)裝置，在電加熱器的兩端分別插入三個溫度元件，從脫硝系統(tǒng)電加熱器敷設(shè)補償導(dǎo)線到DCS控制單元，補償導(dǎo)線連接溫度元件，將溫度信號直接引入DCS控制單元的TC卡件，實現(xiàn)與DCS控制單元的連接通訊。

同時DCS控制單元連接計算機(jī)，在計算機(jī)顯示屏上顯示溫度信息；DCS控制單元同時與報警器連接通訊。所述的報警信息作用于操作員站，電加熱器超溫情況下，操作員站關(guān)停幾組加熱棒，調(diào)整電加熱器輸出。

結(jié)合圖1，該種660MW機(jī)組脫硝系統(tǒng)電加熱器超溫保護(hù)裝置，在電加熱器的兩端分別插入三個溫度元件1，所述的溫度元件采用K型熱電偶，從脫硝系統(tǒng)電加熱器敷設(shè)補償導(dǎo)線到DCS控制單元，該補償導(dǎo)線為K型補償導(dǎo)線，電加熱器其中一端的三個K型熱電偶中，一個用于測介質(zhì)溫度，另兩個用于測加熱元件表面溫度，能真實反映電加熱器內(nèi)部溫度變化情況。電加熱器側(cè)邊設(shè)置有接線盒2，K型熱電偶接入該接線盒2，接線盒2設(shè)置有防水接頭3，防水接頭3連接K型補償導(dǎo)線。K型補償導(dǎo)線將溫度信號直接引入DCS控制單元的TC卡件，實現(xiàn)與DCS控制單元的連接通訊。從脫硝電加熱器敷設(shè)補償導(dǎo)線到鍋爐電子間脫硝DCS機(jī)柜，將溫度信號直接引入TC(熱電偶)卡件。直接引入溫度信號后，可以甩開溫度變送器、就地數(shù)顯表 ，減少信號傳遞過程中的故障點。

圖1 電加熱器結(jié)構(gòu)圖 圖2 電加熱器保護(hù)邏輯圖

控制保護(hù)系統(tǒng)方面，如圖2所示，該種660MW機(jī)組脫硝系統(tǒng)電加熱器超溫保護(hù)系統(tǒng)，包括現(xiàn)場設(shè)備I、DCS控制單元II和電加熱器超溫保護(hù)單元III，其中，所述的現(xiàn)場設(shè)備I包括如實施例1所述的六個K型熱電偶，K型熱電偶通過K型補償導(dǎo)線與DCS控制單元II的TC卡件連接，輸送溫度信號至DCS控制單元II，DCS控制單元II對接收信號進(jìn)行處理，當(dāng)電加熱器溫度出現(xiàn)異常時，DCS控制單元II發(fā)送溫度異常保護(hù)信號至電加熱器超溫保護(hù)單元III，電加熱器超溫保護(hù)單元III包括進(jìn)風(fēng)閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)和跳閘執(zhí)行機(jī)構(gòu)，DCS控制單元II控制進(jìn)風(fēng)閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)動作，實現(xiàn)進(jìn)風(fēng)閥的開度調(diào)節(jié)；DCS控制單元II控制跳閘執(zhí)行機(jī)構(gòu)動作，實現(xiàn)電加熱器超溫保護(hù)跳閘。DCS控制單元II連接計算機(jī)，在計算機(jī)顯示屏上顯示溫度信息；DCS控制單元II同時與報警器連接通訊。報警信息作用于操作員站，電加熱器超溫情況下，操作員站關(guān)停幾組加熱棒，調(diào)整電加熱器輸出。

該保護(hù)系統(tǒng)針對傳統(tǒng)任一溫度信號達(dá)到保護(hù)定值觸發(fā)保護(hù)動作的問題，采取DCS邏輯保護(hù)，對電加熱器邏輯進(jìn)行完善，當(dāng)脫硝電加熱器溫度1、2、3或脫硝電加熱器溫度4、5、6中有兩個溫度大于550℃且有一個溫度大于650℃，觸發(fā)電加熱器超溫，脫硝退出，避免因單個信號異常導(dǎo)致脫硝系統(tǒng)誤退，大大提高了脫硝系統(tǒng)運行的可靠性。同時將電加熱器內(nèi)部六組溫度信號顯示在操作員控制畫面，利于運行人員對設(shè)備運行狀況的判讀，并將溫度信號加入歷史數(shù)據(jù)庫中，便于調(diào)取趨勢，分析問題。改造后將數(shù)顯表取消，溫度信號直接送入DCS系統(tǒng)。通過DCS系統(tǒng)內(nèi)部邏輯組態(tài)實現(xiàn)電加熱器超溫保護(hù)，超溫保護(hù)更加穩(wěn)定、安全。

3 效果分析

通過對原有系統(tǒng)的改造，該種660MW機(jī)組脫硝系統(tǒng)電加熱器超溫保護(hù)裝置及系統(tǒng)具有如下顯著效果：

(1)將溫度信號直接引入DCS控制單元的TC卡件，實現(xiàn)與DCS控制單元的連接通訊，直接引入溫度信號后，可以甩開溫度變送器、就地數(shù)顯表，減少信號傳遞過程中的故障點；

(2)該種660MW機(jī)組脫硝系統(tǒng)電加熱器超溫保護(hù)裝置，采用6個K型熱電偶，K型熱電偶具有分體式變送功能，能真實反映電加熱器內(nèi)部溫度變化情況；

(3)該種660MW機(jī)組脫硝系統(tǒng)電加熱器超溫保護(hù)裝置，采取DCS邏輯保護(hù)，當(dāng)脫硝電加熱器溫度1、2、3或脫硝電加熱器溫度4、5、6中有兩個溫度大于550℃且有一個溫度大于650℃，觸發(fā)電加熱器超溫，脫硝退出，避免因單個信號異常導(dǎo)致脫硝系統(tǒng)誤退，大大提高了脫硝系統(tǒng)運行的可靠性；

(4)DCS控制單元連接計算機(jī)，在計算機(jī)顯示屏上顯示溫度信息；DCS控制單元同時與報警器連接通訊，運行人員通過畫面顯示的內(nèi)部溫度測點能夠更直觀的分析設(shè)備運行狀況，大大提高了設(shè)備運行的穩(wěn)定性、安全性；

(5)DCS控制單元控制進(jìn)風(fēng)閥的開度、超溫保護(hù)跳閘，報警信息作用于操作員站，電加熱器超溫情況下，操作員站關(guān)停幾組加熱棒，調(diào)整電加熱器輸出，超溫保護(hù)更加靈活方便。

綜上所述，該種660MW機(jī)組脫硝系統(tǒng)電加熱器超溫保護(hù)裝置通過電加熱控制柜、DCS系統(tǒng)、現(xiàn)場電加熱器及現(xiàn)場測溫傳感器等設(shè)備對接調(diào)試，避免電加熱控制系統(tǒng)與其他子系統(tǒng)間多控制器的整合，提高設(shè)備運行穩(wěn)定性、可靠性，降低了設(shè)備維護(hù)及檢修難度。