河南豫聯電廠2×300MW機組順控系統的改進

摘要鍋爐、汽輪機順序控制系統是目前國內電廠輔機設備控制中應用較多的控制方式，本文提出對豫聯集團二期擴建2€?00MW幾個重要的輔機系統，如鍋爐風煙系統、鍋爐制粉系統、除氧給水系統和汽機潤滑油系統等控制邏輯的優化改進，使得整個順序控制系統更加完善，聯鎖保護動作更加準確可靠，對提高機組的安全穩定運行具有積極意義。

關鍵詞順序控制熱工保護調試

中圖分類號:TP2文獻標識碼:A

1 機組概況

豫聯集團二期擴建2300MW機組(4#、5#機組)，鍋爐由東方鍋爐股份有限公司生產，型號為DG1025/17.4-/Ⅱ14型亞臨界自然循環汽包爐;雙拱型單爐膛“W”火焰燃燒、一次中間再熱、平衡通風、露天布置、全鋼結構、固態排渣爐。汽輪機由東方汽輪機廠生產，型號為N300-16.7/537/537-8型，型式:亞臨界、一次中間再熱、單軸、雙缸、雙排汽、凝汽式汽輪機。發電機由東方電機股份有限公司生產，型號為QFSN-300-2-20B型，冷卻方式為水氫氫，采用自并勵靜態勵磁方式。

2 控制系統及性能介紹

本期DCS控制系統采用北京ABB貝利控制有限公司生產的Symphony分散控制系統。該系統由分散控制單元BRC、人機接口站(包括操作員站、工程師站)、外設、網絡接口模塊(NIS和NPM)、通訊網絡等組成。共有三個通訊環路:#4機DCS環路、#5機DCS環路、DCS公用中心環路。#4機DCS環路、#5機DCS環路分別為#4、#5機組的控制環網，公共DCS網絡為公用系統控制環路，并通過網絡接口分別和#4機DCS網絡、#5機DCS網絡相聯，完成公用系統和單元機組之間的數據通訊。

3 控制邏輯改進內容

鍋爐、汽機順序控制系統由于控制全廠主要輔機的安全運行，涉及鍋爐、汽機及外圍輔助系統，調試范圍較廣。在對豫聯集團二期擴建2300MW機組的順序控制系統的具體調試過程中，發現原設計邏輯存在一定的缺陷，與輔機的實際運行要求不適應，不利于各輔機系統安全、有效地運行，在與設計院及調試人員討論后，對原邏輯中不合理的部分進行了修改，以便于各輔機系統更好的實現其程控啟、停及保護功能。現將改進措施介紹如下:

3.1 汽輪機BDV閥、VV閥控制邏輯的優化

東汽廠事故排放閥(BDV閥)、通風閥(VV)、節流閥、RFV閥等四個閥的控制邏輯在DEH邏輯、DCS邏輯中均沒有設計，后經與東汽自控、ABB貝利公司、工程處、調試所召開專題會議，決定在DCS、DEH內部分別增加此四個閥的相關邏輯，并且保證DEH控制邏輯的相對獨立性。DCS、DEH之間的連鎖信號則采用硬接線來實現。其設計思路如下:

(1)由于汽輪機采用高中壓缸為合缸布置，設置BDV閥，主要是為了防止高中壓缸間軸封齒頂間隙增大后，機組甩負荷時高壓缸內蒸汽由外竄入中壓缸造成汽輪機超速。該閥在機組甩負荷時打開，使高壓缸至中壓缸的軸封泄漏排向凝汽器，進一步抑止汽輪機超速。在邏輯設計中，由DEH做邏輯送出“中壓調門閥位小于15%”信號經繼電器隔離送出信號經電纜至DCS，DCS內部做邏輯來實現:當中調門閥位大于15%時，關BDV閥;當中調門閥位小于15%時，開BDV閥。

(2)通風閥(VV)、節流閥、RFV閥，不做順序控制邏輯，只做單操。其開關允許條件由東汽廠提供。通風閥(VV閥)的作用是在中壓缸啟動過程中通風閥打開，將高壓缸與排汽裝置連通，排出高壓缸因鼓風產生的熱量。

3.2 鍋爐制粉系統控制邏輯改進

3.2.1 磨煤機子組

鍋爐配套的BBD4062型雙進雙出磨煤機正壓直吹式制粉系統， 原設計中磨煤機油站相對于磨煤機啟動的允許條件為:磨煤機油站無故障，而油站無故障信號是根據油站油泵運行信號判斷的，如果油泵啟動正常，即認為油站無故障。調試組討論認為此允許條件不完善，因為磨煤機油站的主要功能是給磨煤機運行提供一定的潤滑油壓，從而保障磨煤機的軸承和軸瓦之間有足夠的潤滑油潤滑，減少磨煤機軸承和軸瓦的摩擦。采用磨煤機油站無故障作為磨煤機啟動允許的閉鎖信號，就不能確保磨煤機潤滑油壓是否達到額定值，如果油站油泵運行，而其出口油閥未開或未全開，或油壓達不到需要的潤滑油壓就啟動磨煤機，也會對磨煤機的軸承和軸瓦造成磨損。

3.2.2增加磨煤機的跳閘條件

下列條件中任何一個出現，則發生磨煤機跳閘。

(1)MFT;(2)喪失一次風(兩臺一次風機全停，或者一次風壓低于跳閘值3.4kpa);(3)兩臺密封風機全停或者密封風與兩側容量風之間差壓任一低于2.5kpa;(4)磨煤機任一軸承溫度>65℃;(5)磨煤機油嚴重故障信號(兩低壓潤滑油泵停，或潤滑油壓<0.05MPA)，由油站PLC給出;(6)磨機運行時，兩側分離器出口至燃燒器氣動門全關;(7)磨機運行時，出口一次風關斷門全關;(8)任一給煤機運行時，對應磨的冷熱風關斷門全關;(9)磨出口溫度高高;(10)RB聯跳磨煤機。

3.3SOE順序記錄整理

順序控制系統(SCS)對重要輔機的測點除做有SOE(事故追憶)外，另外對重要輔機的聯鎖在Conductor NT(操作員站)畫面上均做有跳閘首出，跳閘首出原因(下轉第145頁)(上接第143頁)作為事故跳閘原因的重要追溯手段之一，對于幫助運行人員盡快查明跳閘原因，及時處理問題非常有用。具有跳閘首出的輔機包括:引風機、送風機、一次風機、磨煤機、電動給水泵等。原DCS廠家配置的SOE點不盡合理，如設計有A/B凝結水泵停止、A/B密封油泵停止等信號，這些信號實際用處不大。而一些重要的ETS停機首出、左，右高壓主汽門關閉信號、二段抽汽逆止門---六段抽汽逆止門關閉信號、高排逆止門已關信號均沒有進SOE卡，不便于事故狀態查找原因。為解決這一問題，我們將影響機組安全的信號全部加入SOE記錄，并對原SOE點重新逐個核對，修改了SOE端子板的接線位置，并在DCS廠家配合下對SOE內部邏輯進行了完善。

3.4 汽機潤滑油系統、發電機定冷水系統保護定值修正

在豫聯二期熱工保護定值編審過程中，經查東汽廠《N300-16.7/537/537-8型汽輪機啟動、運行說明書》，潤滑油壓低至0.039Mpa時為停機值、0.029Mpa為停盤車值、0.049Mpa為報警值。以上定值取的基準零點為:軸承中分面處。但是參與油潤滑油系統跳機的開關均由東汽廠成套供貨，安裝在主廠房零米主油箱頂部的低油壓遮斷裝置箱內，二者之間存在物理位置高度差。后經就地實測汽機運行平臺與主油箱開關安裝高度，對原跳機值、報警值、停盤車等最重要的保護定值進行了修正。發電機定子水保護是水—氫—氫發電機的常用保護，作用是防止發電機定子冷卻水中斷或者流量低時導致發電機線圈冷卻不足對發電機造成損害，是一項主要停機保護之一。經查東方電機廠氫油水系統控制說明書，其停機保護是通過46PdS11A、46PdS11B、46PdS11C三個流量開關(差壓開關)經“三取二”硬聯接后進行ETS實現跳機。按照其說明，定冷水正常流量為45t/h，跳機值為低于35t/h并延時30秒。但是實際5#發電機定冷水泵流量比設計值偏低8 t/h左右，最終經協調討論，將定值仍嚴格按照東電說明書進行設置，差壓開關的差壓值依據節流孔板計算書進行推算，差壓動作值為:29.4kPa，斷水延時由原30秒改為3秒。后經機組試運時定冷水泵通水試驗，實際觀測定冷水流量跳機值約為32t/h左右，基本滿足了發電機安全運行的需要。

3.5 關于重要輔機電接點溫度信號誤動作，引起輔機跳閘問題的處理

雙金屬電接點溫度表作為熱控的重要元件之一，對監測輔機各測點的溫度變化有著不可替代的作用，然而它也存在一定的缺陷:如在溫度接近動作值時會因為就地振動導致誤發信號，引起保護誤動作，影響整個機組的正常運行。為妥善解決這一問題，各重要輔機的電接點溫度信號，全部改用Pt100熱電阻信號接入DCS系統，并在DCS邏輯內部取門檻值來做為輔機軸承溫度高高保護條件，這樣即消除了因為振動而誤發的脈沖信號，又確保了測點的正常保護動作，而電接點溫度計不再做為跳閘信號源，僅僅作為運行人員就地巡檢時監測參考用。

3.6 對機側重要的自動調節閥定位器的處理

汽機側參于自動調節的氣動調節閥故障率較高，特別是閥門定位器經常出現零位飄移，無法按照運行人員的意愿動作，使被調工況達到運行參數的要求。試運時，4#機所用的定位器頻繁出現控制輸出氣路堵塞、反饋信號不穩定、輸出氣源不平衡、線性不好等缺陷，使閥門無法按照運行人員的意愿動作，使調節閥失控。對于機側比較重要設備的自動調節，如凝結器水位自動調節、除氧器水位自動調節、除氧器壓力自動調節等，這些設備運行狀況的好壞，直接影響到機側自動投入率。在全部更換為西門子定位器后，效果明顯改善，保證了自動調節的可靠投入。該型定位器在我廠已有近一年時間的使用實踐，工作穩定，故障率低，調節特性靈敏，達到了改造目的。

4 結論

豫聯二期2€?00MW機組順序控制系統(SCS)及保護系統中類似改進還有很多，本文僅將主要部分的改進措施提出來供大家參考。改進后的順序控制系統(SCS)控制邏輯比原來更加完善，各聯鎖保護系統的動作也更為準確、可靠，使各主要控制系統在試運期間運行情況良好，各項指標在空負荷、帶負荷及滿負荷調試驗評中均達到了《火電工程調整試運質量及評定標準》規定的優良標準。