新鄉(xiāng)豫新發(fā)電有限責(zé)任公司＃6、7機組熱控聯(lián)鎖保護(hù)的優(yōu)化

李運明 郭海麗 藺新發(fā)

【摘 要】本文總結(jié)了國電投新鄉(xiāng)豫新發(fā)電有限責(zé)任公司兩臺330MW機組近幾年來熱工控制系統(tǒng)中部分重要信號、組態(tài)邏輯及回路的改造及優(yōu)化，改造后效果良好，提高了聯(lián)鎖保護(hù)的可靠性，使熱控系統(tǒng)更符合“二十五項反措”及相關(guān)技術(shù)監(jiān)督要求，保證了機組安全運行。

【關(guān)鍵詞】 聯(lián)鎖? ?保護(hù) ?誤動 ?信號 ?邏輯 ?控制回路 ?優(yōu)化

一、引言

熱控聯(lián)鎖保護(hù)是火電廠實現(xiàn)安全可靠運行的重要一環(huán)，聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)如果不夠完善可靠，輕則引起主輔設(shè)備的誤動作或拒動作，重則在異常工況下導(dǎo)致設(shè)備損壞或人員傷亡事故.為了確保熱控聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)的完善和可靠運行，本文結(jié)合新鄉(xiāng)豫新發(fā)電有限責(zé)任公司多年來熱控部分重要信號、聯(lián)鎖保護(hù)、控制回路在運行維護(hù)中暴露出來的問題，就聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)中隱含的部分不合理之處進(jìn)行探討，并對其進(jìn)行優(yōu)化。

二、部分重要信號、邏輯及控制回路已優(yōu)化項目：

1 、重要輔機軸承溫度聯(lián)鎖保護(hù)的優(yōu)化

豫新公司三大輔機（引風(fēng)、送風(fēng)、一次風(fēng)機）、磨煤機、汽泵及凝泵等重要設(shè)備均采用大量PT100熱電阻溫度元件參與聯(lián)鎖保護(hù)，由于測量一次元件安裝位置、接線盒易受轉(zhuǎn)動機械震動、灰塵影響，很容易發(fā)生接觸不良或斷線等故障，DCS系統(tǒng)上該溫度測點示值急劇變化。在實際生產(chǎn)現(xiàn)場，溫度保護(hù)有采用單溫度測點、雙溫度測點和三溫度測點三種情況。

1.1、單溫度測點

對單溫度測點輔機而言，原單點溫度保護(hù)邏輯如圖1所示，正常情況下溫度測點具有不突變的特性，而回路中間環(huán)節(jié)的某個接線端子松動會使溫度急劇升高，但該保護(hù)邏輯無法將之與測點溫度的緩慢上升加以區(qū)分，將可能導(dǎo)致跳閘信號輸出，引起設(shè)備誤跳。

為此，利用DCS組態(tài)慢信號保護(hù)模塊功能塊（SAIPro），該功能塊既能設(shè)置跳閘值也具有溫度速率判斷邏輯功能。原單點溫度保護(hù)邏輯改為如圖2所示，當(dāng)某一溫度變化速率超過5℃/s時，屏蔽掉此溫度點，防止保護(hù)誤動作，并發(fā)出光字牌報警。

1.2、雙溫度測點

具備雙溫度測定的軸承，原溫度保護(hù)邏輯為：只要任一測點溫度達(dá)到跳閘值就輸出跳閘信號，因此存在誤動可能，現(xiàn)對此類設(shè)備的溫度保護(hù)進(jìn)行了優(yōu)化，并加入了速率判斷邏輯。

（1）當(dāng)一測點溫度超過跳閘值，與另一點超過報警值，即輸出跳閘信號;

（2）當(dāng)一測點溫度超過報警值，與另一點超過跳閘值，即輸出跳閘信號。

1.3、三溫度測點

對于三溫度測點輔機的溫度保護(hù)，原保護(hù)邏輯同雙溫度測點一樣，當(dāng)任一測點溫度達(dá)到跳閘值，就輸出跳閘信號，也存在誤動可能。因此采用“三取二”進(jìn)行優(yōu)化，并加入速率判斷邏輯。

2、小汽輪機軸承振動聯(lián)鎖保護(hù)的優(yōu)化

豫新電廠小汽機振動保護(hù)采用現(xiàn)場振動信號采集后經(jīng)前置放大器處理后，進(jìn)入汽輪機監(jiān)控系統(tǒng)（MTSI）進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，本承的X向和Y向振動信號配置在一個振動模件（雙通道），再經(jīng)邏輯判斷，最終跳閘信號送至METS系統(tǒng)進(jìn)行緊急跳閘。原軸振測點為單點保護(hù)，即任一軸承的任一振動測點超過跳閘值，就輸出跳閘信號，因此存在誤動可能。2018年3月，在小機外置式軸振探頭安裝標(biāo)識牌工作中，操作不當(dāng)，使用電動螺絲刀緊固標(biāo)識牌的管掐，造成#7機B小機1X軸振信號急劇上升，導(dǎo)致保護(hù)誤動，機組RB動作。

對此，將小機的軸振保護(hù)改為如圖3所示邏輯，任一軸承的一向振動值超過跳閘值和本軸另一向振動達(dá)到報警值相“與”后輸出跳閘信號，同時加入信號品質(zhì)判斷功能，并在MTSI系統(tǒng)將本軸的X、Y向軸振信號分別配置在不同的模件上，例如將1X/2Y分配在一卡件，2X/1Y分配在一卡件，以此類推，進(jìn)一步提高保護(hù)可靠性。

3、重要輔機涉及進(jìn)/出口閥門全關(guān)保護(hù)邏輯

爐側(cè)的重要風(fēng)機或機側(cè)的重要水泵在運行過程中，如果其進(jìn)或口門突然關(guān)閉，要聯(lián)跳風(fēng)機或泵，例如凝泵出口門、汽泵排汽電動門、前置泵入口電動門、開式泵出口電動門等。在實際運行過程中，熱工邏輯可能出現(xiàn)閥門全關(guān)狀態(tài)瞬間觸發(fā)的現(xiàn)象，此類故障一般是由閥門控制回路故障或信號線間短路引起的，造成不必要的輔機跳閘、RB等現(xiàn)象。對此，將保護(hù)邏輯修改為如圖4所示，閥門開信號消失且關(guān)狀態(tài)出現(xiàn)來設(shè)置保護(hù)，既能有效的防止誤動，又能真實反應(yīng)閥門關(guān)閉的過程，從而更好地保護(hù)輔機。

4、重要輔機設(shè)備停信號邏輯

MFT保護(hù)邏輯中，六大風(fēng)機停信號為SOE類型，該類型信號存在不能翻轉(zhuǎn)現(xiàn)象，因此需要增加風(fēng)機運行信號取反和電流信號作為輔助判斷。風(fēng)機停運、風(fēng)機運行信號取反、風(fēng)機不出力（電流小于設(shè)定值），“三取二”判斷，表示風(fēng)機停止?fàn)顟B(tài)（見圖5）。

5、三個冗余模擬量信號保護(hù)邏輯

由于單測點保護(hù)的較高誤動特性，現(xiàn)代大型機組對水位、壓力、流量、轉(zhuǎn)速等重要模擬量信號采用3個獨立取樣點，并將冗余測點布置在不同的模件上，信號“三取中”后進(jìn)行邏輯運算。需要特別注意三選一功能塊相關(guān)參數(shù)的設(shè)定，如果設(shè)定不好就會引起參數(shù)的波動。以上海新華系統(tǒng)中THRSEL選擇器為例，測點間的偏差越限（DB的設(shè)置值）及測點品質(zhì)情況，均會使選擇器的輸出發(fā)生變化。因此不建議信號“三取中”后進(jìn)行高低判斷，再輸出跳閘信號，可優(yōu)化為信號先分別進(jìn)行高低判斷，再“三取二”邏輯判斷（見圖6）。

6、火檢冷卻風(fēng)壓力低動作MFT邏輯優(yōu)化

鍋爐FSSS控制系統(tǒng)中的火檢冷卻風(fēng)壓力低動作MFT，原邏輯為#1、3、4角火檢冷卻風(fēng)母管壓力低1.5KPa（三取二）與兩臺火檢風(fēng)機均停，延時30S后動作MFT停爐。主要是為了防止火檢冷卻風(fēng)壓力低時燒毀FSSS系統(tǒng)的火焰探頭，造成全爐膛無火MFT，從而使損失更大。但現(xiàn)邏輯存在一些問題，如當(dāng)兩臺火檢風(fēng)機運行反饋信號故障（接點粘連等）或風(fēng)機入口堵塞及電機、機械故障等，雖然電機已合閘，但實際風(fēng)壓低，還存在風(fēng)機運行反饋信號等，均會造成火檢冷卻風(fēng)壓力低動作MFT保護(hù)拒動，從而燒毀火焰探頭。取消兩臺火檢風(fēng)機均停邏輯判斷，直接由#1、3、4角火檢冷卻風(fēng)母管壓力低1.5KPa（三取二）延時30S動作MFT，增加了保護(hù)動作可靠性。

7、發(fā)電機斷水保護(hù)改進(jìn)

發(fā)電機斷水保護(hù)邏輯設(shè)置為定子冷卻水流量低30t/h，三取二保護(hù)動作，延時30秒，送至電氣發(fā)電機跳閘。原設(shè)計發(fā)電機定子冷卻水流量測量方式為流量變送器、三個流量開關(guān)（斷水保護(hù)用）公用一個節(jié)流孔板，而且從節(jié)流孔板引出的正、負(fù)壓差壓管路只有一路，其上連接了以上四個測量、保護(hù)設(shè)備。這樣設(shè)計存在嚴(yán)重事故隱患，因為每套測量、保護(hù)設(shè)備均設(shè)有三閥組，正常運行中如果其中一個三閥組的平衡門漏泄或人為誤操作，會使正、負(fù)壓差壓管路差壓減小，造成DCS中流量計指示偏小，斷水保護(hù)開關(guān)誤動作，發(fā)電機誤跳閘。

因此對此節(jié)流孔板上進(jìn)行了更換，采用三對取壓孔的孔板，即接出三路正、負(fù)壓差壓管路，將三個流量開關(guān)（斷水保護(hù)用）分開接引，防止發(fā)電機斷水保護(hù)誤動作發(fā)生。

8、汽輪機直流潤滑油泵增加低油壓硬保護(hù)回路

豫新電廠#6、7汽輪機直流潤滑油泵低油壓保護(hù)邏輯，為潤滑油壓降為0.12MPa時聯(lián)鎖啟動交流潤滑油泵，潤滑油壓降為0.10MPa時汽輪機跳閘并聯(lián)鎖啟動直流潤滑油泵，其聯(lián)動為壓力控制器接點進(jìn)入DCS運算、判斷后通過DCS系統(tǒng)DO點控制直流油泵的啟動。根據(jù)事故案例及《分散控制系統(tǒng)設(shè)計和配置原則》中相關(guān)要求，為避免DCS控制系統(tǒng)失靈時發(fā)生潤滑油泵不能及時聯(lián)啟，造成斷油燒瓦事故的發(fā)生，增加低油壓硬保護(hù)回路，在DCS失靈時由低油壓硬保護(hù)回路不經(jīng)DCS系統(tǒng)直接啟動直流潤滑油泵，保證機組安全。此優(yōu)化方案，也在小汽輪機直流潤滑油泵低油壓保護(hù)回路中實施。

9、增加獨立于DCS系統(tǒng)外的電源失去報警

根據(jù)省公司技術(shù)監(jiān)控的要求，為保證機組DCS系統(tǒng)在DCS系統(tǒng)主備電源消失的狀態(tài)下仍然能夠發(fā)出報警信息，及時提醒運行及檢修人員注意并采取必要的安全措施，保證機組安全運行，對機組DCS系統(tǒng)電源消失報警進(jìn)行改造。原設(shè)計機組DCS系統(tǒng)供電電源有兩路，分別取自保安段電源和UPS段電源;當(dāng)DCS電源消失，在DCS光字牌報警中將有“DCS 系統(tǒng)UPS段失電報警”、“DCS系統(tǒng)保安段失電報警”，無獨立于DCS系統(tǒng)外電源失電報警。如圖7所示，在電源柜內(nèi)增加電源監(jiān)視繼電器（JR1、JR2），當(dāng)UPS或保安段電源失去時，電鈴控制回路接通，電鈴報警。報警回路電源取自柜內(nèi)新華公司電源切換裝置的輸出電源，保證可靠性。

三、優(yōu)化效果

近幾年，通過對豫新電廠熱工聯(lián)鎖保護(hù)邏輯、回路的持續(xù)優(yōu)化，收到了較好的效果，大幅降低了保護(hù)拒動、誤動的次數(shù)，從根本上保證了機組的安全運行。

四、結(jié)束語

以上以豫新電廠#6、7號機組近幾年的生產(chǎn)實際為例，探討了熱控聯(lián)鎖保護(hù)控制邏輯、回路優(yōu)化的策略，增加了機組及重要輔機運行的可靠性。但隨機組運行時間的增加，一些問題還會相繼暴露，因此還要認(rèn)真對照新版標(biāo)準(zhǔn)（“二十五項反措”、“熱工控制系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定”等）及其他廠事故經(jīng)驗教訓(xùn)，對控制系統(tǒng)進(jìn)行仔細(xì)核查，對不符合要求的控制邏輯、回路繼續(xù)進(jìn)行優(yōu)化，保證熱工自動控制、聯(lián)鎖保護(hù)的可靠，保證機組的安全運行。

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