某燃?xì)廨啓C通風(fēng)系統(tǒng)運行方式優(yōu)化的技術(shù)改造

摘要：某9E燃?xì)廨啓C電廠為調(diào)峰電廠，電網(wǎng)調(diào)度對其機組的及時性和安全性要求較高，原機組設(shè)計配置了一臺透平間抽風(fēng)機88BT和一臺負(fù)荷間送風(fēng)機88VG，這兩臺風(fēng)機的作用是在燃?xì)廨啓C運行期間，將輔機間、透平間、負(fù)荷間艙室內(nèi)的熱量帶走，保證燃?xì)廨啓C安全運行。而這兩臺風(fēng)機均無冗余備用風(fēng)機，一旦任何一臺風(fēng)機出現(xiàn)故障，將使透平間和負(fù)荷間冷卻風(fēng)量瞬時失去，由于燃?xì)廨啓C故障造成全廠聯(lián)合循環(huán)非計劃停運。鑒于此，通過對燃?xì)廨啓C通風(fēng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的深入研究，采取了透平間和負(fù)荷間各增加一臺在線備用風(fēng)機的優(yōu)化方案，消除了機組的安全隱患。

關(guān)鍵詞：通風(fēng)系統(tǒng);燃?xì)廨啓C;邏輯聯(lián)鎖;控制系統(tǒng);風(fēng)機

中圖分類號：TK473;TM611.31? 文獻標(biāo)志碼：A? 文章編號：1671-0797（2022）03-0072-05

DOI：10.19514/j.cnki.cn32-1628/tm.2022.03.021

0? ? 引言

某9E燃?xì)廨啓C電廠采用GE公司生產(chǎn)的PG9171E型燃?xì)廨啓C，于1996年投產(chǎn)，之后一直用作調(diào)峰發(fā)電。隨著對該9E燃?xì)廨啓C的深入了解，發(fā)現(xiàn)其透平間抽風(fēng)機和負(fù)荷間送風(fēng)機設(shè)計冗余不夠，未設(shè)計在線備用切換風(fēng)機，對機組的安全穩(wěn)定運行構(gòu)成一定威脅。雖然該電廠已制作了備用風(fēng)機，但出現(xiàn)故障時更換風(fēng)機所需要的時間較長，無法滿足電網(wǎng)的應(yīng)急需求。

1? ? 燃?xì)廨啓C原通風(fēng)系統(tǒng)概述

機組原通風(fēng)系統(tǒng)布置如圖1所示。

燃?xì)廨啓C通風(fēng)系統(tǒng)由透平間和負(fù)荷間通風(fēng)系統(tǒng)組成。燃?xì)廨啓C需要全天候運行，其機組被安裝在完全密閉的罩殼內(nèi)部，輔機間、透平間還有負(fù)荷間的頂壁和四周均鋪設(shè)了具有良好隔熱性能的裝配材料，以便控制這兩個區(qū)域的空氣溫度并維持艙室的設(shè)計溫度，為機組提供理想的運行環(huán)境。因此，無論是輔機間、透平間還是負(fù)荷間，艙室溫度均需要進行24 h控制。為達到這一要求，燃?xì)廨啓C在各艙室頂部安裝了通風(fēng)系統(tǒng)，以保證艙室內(nèi)部空氣始終處于流通的狀態(tài)。

2? ? 燃?xì)廨啓C通風(fēng)系統(tǒng)存在的問題

2.1? ? 透平間抽風(fēng)系統(tǒng)原理

透平間抽風(fēng)機負(fù)責(zé)輔機間和透平間的通風(fēng)冷卻，設(shè)計使輔機間溫度始終被控制在60 ℃以內(nèi)，透平間溫度被控制在80 ℃以內(nèi)，箱體內(nèi)外將始終處于0.05～0.1 kPa的微負(fù)壓狀態(tài)，使空氣由輔機間流向透平間被抽風(fēng)機抽走，解決透平間熱量向輔機間傳遞的問題[1]。就設(shè)備本身而言，一旦透平間抽風(fēng)機88BT出現(xiàn)故障，將會導(dǎo)致輔機間和透平間冷卻風(fēng)量瞬時失去，使透平間內(nèi)熱通道部件工況發(fā)生變化，引起燃?xì)廨啓C振動增大，同時高溫還會威脅到透平間和輔機間內(nèi)的熱工元件以及輔機和油系統(tǒng)的安全運行。

2.2? ? 負(fù)荷間送風(fēng)系統(tǒng)原理

負(fù)荷間通風(fēng)冷卻依靠負(fù)荷間送風(fēng)機88VG來完成，其作用如下：其一，將負(fù)荷間溫度控制在180 ℃左右;其二，將艙室內(nèi)部空間維持在微正壓狀態(tài)。一旦負(fù)荷間送風(fēng)機88VG出現(xiàn)故障，將直接導(dǎo)致負(fù)荷間溫度升高，威脅到燃?xì)廨啓C24個排煙熱電偶，改變?nèi)細(xì)廨啓C3#軸瓦的工作溫度場，引起燃?xì)廨啓C振動上升，并且一旦負(fù)荷間軸隧溫度達到250 ℃，燃?xì)廨啓C將會自動減負(fù)荷停機。

2.3? ? 通風(fēng)系統(tǒng)存在的問題

由此可見，燃?xì)廨啓C通風(fēng)系統(tǒng)具有十分重要的作用，一旦出現(xiàn)故障，將無法對處于運行狀態(tài)的燃?xì)廨啓C的透平間、負(fù)荷間溫度加以控制，若透平間、負(fù)荷間溫度超過規(guī)定值[2]，將直接導(dǎo)致機組非計劃停運。而該9E燃?xì)廨啓C原僅有一臺透平間抽風(fēng)機和一臺負(fù)荷間送風(fēng)機，一旦出現(xiàn)故障，均無在線備用風(fēng)機及時進行切換，存在很大的安全隱患。

3? ? 技術(shù)重難點和優(yōu)化方案

3.1? ? 技術(shù)重難點

（1）燃?xì)廨啓C通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化的實質(zhì)原因是原機組設(shè)計的冗余量不足，最常見的優(yōu)化方法是增加一臺同容量的風(fēng)機作為備用風(fēng)機。經(jīng)過現(xiàn)場實地勘察，原機組的兩臺風(fēng)機設(shè)置在燃?xì)廨啓C排氣出口頂部，受熱輻射較為嚴(yán)重，而且機組設(shè)計之初并沒有預(yù)留設(shè)置備用風(fēng)機的場地和氣流、動力電纜、控制電纜等通道，這和目前改造后的同機組設(shè)置有很大不同，缺乏相關(guān)的參考技術(shù)資料。

（2）該電廠燃?xì)廨啓C已改為艾默生的OVATION控制系統(tǒng)，和GE原Mark V控制系統(tǒng)有一定的差別，改造后的系統(tǒng)啟動控制、風(fēng)機故障自動切換等程序的修改等關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)，需要專業(yè)技術(shù)人員執(zhí)行。

3.2? ? 方案選擇

燃?xì)廨啓C通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計布置如圖2所示。

該電廠依據(jù)原機組風(fēng)機參數(shù)，各仿制了一臺透平間抽風(fēng)機和一臺負(fù)荷間送風(fēng)機，作為燃?xì)廨啓C通風(fēng)系統(tǒng)故障時的緊急應(yīng)對措施，但更換時間較長，不能滿足調(diào)峰電廠對機組的應(yīng)急要求。目前部分9E同類型燃?xì)廨啓C電廠對燃?xì)廨啓C通風(fēng)系統(tǒng)的優(yōu)化改造，是基于其原風(fēng)機位于機組箱體地面左右兩側(cè)，若將原風(fēng)機移至左右兩側(cè)地面，雖然機組設(shè)置更加合理，但由于風(fēng)機揚程的限制，原機組的風(fēng)機以及風(fēng)道等都將不再適配，代價較大。而且目前這種風(fēng)機改造優(yōu)化設(shè)計缺少大量理論數(shù)據(jù)支持，優(yōu)化方案需要進行多次試驗，周期長、成本高。

經(jīng)過實地考察分析，從安全性、經(jīng)濟性方面考慮，最終選擇擴容新增風(fēng)機設(shè)計布置如下：在燃?xì)廨啓C透平間右側(cè)和煙道前方增加剛性風(fēng)機平臺，將原機組風(fēng)機移出排氣煙道上方，和新增風(fēng)機一起置于該平臺，以減少排氣煙氣熱輻射，且獲得更好的布置方式，還很好地滿足了電廠日常巡檢和檢修要求。

3.3? ? 新增MCC小室方案

因新增多臺備用風(fēng)機等，而原控制室內(nèi)沒有配置多余MCC柜開關(guān)抽屜，需新增一個MCC小室，MCC小室內(nèi)配置MCC柜，以滿足新增設(shè)備的使用功能。

MCC小室供應(yīng)項目清單如表1所示。

3.4? ? 具體組態(tài)配置

3.4.1? ? 透平間抽風(fēng)機程序優(yōu)化

原機組通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計有一臺透平間抽風(fēng)機88BT和一臺負(fù)荷間送風(fēng)機88VG，88BT在燃?xì)廨啓C啟動零轉(zhuǎn)速以上自動投運，停機熄焰后退出，60 min后，88BT再次投入，在燃?xì)廨啓CCO2滅火保護系統(tǒng)投入時88BT退出，透平間溫度高開關(guān)26BT-1高于149 ℃報警[3]。增加一臺透平間抽風(fēng)機88BT-2后的88BT-1/2信號及邏輯聯(lián)鎖設(shè)計如下。

（1）88BT-1/2信號列表如表2所示。

（2）優(yōu)化后88BT-1/2邏輯聯(lián)鎖實現(xiàn)功能如下：

1）兩臺風(fēng)機具備預(yù)選功能，可以選擇任一風(fēng)機首先啟動;

2）兩臺風(fēng)機具備切換功能，機組運行狀態(tài)下，可任意切換運行的風(fēng)機;

3）在機組正常運行狀態(tài)下，33BT-1/52BT-1聯(lián)鎖啟動88BT-2風(fēng)機，任一條件動作則啟動88BT-2風(fēng)機;

4）在機組正常運行狀態(tài)下，33BT-2/52BT-2聯(lián)鎖啟動88BT-1風(fēng)機，任一條件動作則啟動88BT-1風(fēng)機;

5）在機組正常運行狀態(tài)下，30BT-1聯(lián)鎖啟動88BT-2風(fēng)機，若出現(xiàn)88BT-1電氣故障則啟動88BT-2風(fēng)機;

6）在機組正常運行狀態(tài)下，30BT-2聯(lián)鎖啟動88BT-1風(fēng)機，若出現(xiàn)88BT-2電氣故障則啟動88BT-1風(fēng)機。

3.4.2? ? 負(fù)荷間送風(fēng)機程序優(yōu)化

負(fù)荷間送風(fēng)機88VG檢測到火焰后，88VG投入，熄焰后直至負(fù)荷間溫度低于35 ℃，88VG退出，在燃?xì)廨啓CCO2滅火保護系統(tǒng)投入時88VG退出，負(fù)荷間溫度高開關(guān)26VG-1高于204 ℃報警，軸隧溫度高TTIB1達到250 ℃，并網(wǎng)前會自動停機，并網(wǎng)后會自動減負(fù)荷[3]。增加一臺負(fù)荷間送風(fēng)機88VG-2后的88VG-1/2信號及邏輯聯(lián)鎖設(shè)計如下。

（1）88VG-1/2信號列表如表3所示。

（2）優(yōu)化后88VG-1/2邏輯聯(lián)鎖實現(xiàn)功能如下：

1）兩臺風(fēng)機具備預(yù)選功能，可以選擇任一風(fēng)機首先啟動;

2）兩臺風(fēng)機具備切換功能，機組運行狀態(tài)下，可任意切換運行的風(fēng)機;

3）在機組正常運行狀態(tài)下，33VG-1/52VG-1聯(lián)鎖啟動88VG-2風(fēng)機，任一條件動作則啟動88VG-2風(fēng)機;

4）在機組正常運行狀態(tài)下，33VG-2/52VG-2聯(lián)鎖啟動88VG-1風(fēng)機，任一條件動作則啟動88VG-1風(fēng)機;

5）在機組正常運行狀態(tài)下，30VG-1聯(lián)鎖啟動88VG-2風(fēng)機，若出現(xiàn)88VG-1電氣故障則啟動88VG-2風(fēng)機;

6）在機組正常運行狀態(tài)下，30VG-2聯(lián)鎖啟動88VG-1風(fēng)機，若出現(xiàn)88VG-2電氣故障則啟動88VG-1風(fēng)機。

3.4.3? ? 風(fēng)機信號聯(lián)絡(luò)表

通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化后的風(fēng)機信號聯(lián)絡(luò)表如表4所示。

3.4.4? ? 畫面修改

在燃?xì)廨啓C“UNIT CONTROL”下的“MOTORS”畫面上增加了88TK-3的控制和狀態(tài)顯示，如圖3所示。

3.5? ? 靜態(tài)、動態(tài)試驗和調(diào)試

就地接線和邏輯修改完成后，接下來進行信號傳動、靜態(tài)邏輯測試、動態(tài)試驗等工作，電氣數(shù)據(jù)如表5所示。

4? ? 結(jié)語

綜上所述，通過調(diào)試和試運行，燃?xì)廨啓C通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化后能在一臺常用風(fēng)機停用后迅速啟動備用風(fēng)機，并能保持輔機間、透平間和負(fù)荷間溫度基本保持不變，維持燃?xì)廨啓C的正常穩(wěn)定運行。這表明機組在風(fēng)機發(fā)生故障后，這個通風(fēng)系統(tǒng)仍能保持正常運行，使運行可靠性得到了顯著提高，從而有效消除了風(fēng)機故障造成非計劃停運和事故的隱患，系統(tǒng)優(yōu)化改造達到了預(yù)期效果。

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收稿日期：2021-11-16

作者簡介：肖永兵（1978—），男，湖北武漢人，工程師，長期從事燃?xì)廨啓C電廠檢修管理工作。