提高熱工設(shè)備運(yùn)行可靠性的技術(shù)措施

董春雷

（浙能溫州發(fā)電有限公司，浙江 溫州 325602）

浙江浙能溫州發(fā)電有限公司3-6號機(jī)組容量為300 MW，主設(shè)備分別為上海汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的中間再熱凝汽式汽輪機(jī)，上海鍋爐廠制造的亞臨界壓力一次再熱控制循環(huán)、四角切向燃燒鍋爐，中速磨直吹式制粉系統(tǒng)，燃用具有中等結(jié)渣性的煙煤。3，4號機(jī)組的控制系統(tǒng)采用Infi90系統(tǒng)，5，6號機(jī)組采用Symphony系統(tǒng)。

投產(chǎn)運(yùn)行以來，發(fā)生多起因熱工系統(tǒng)設(shè)備原因而導(dǎo)致的機(jī)組跳閘，其中火焰檢測 （簡稱火檢）、汽機(jī)跳閘保護(hù)（ETS）、風(fēng)機(jī)振動、風(fēng)量信號失準(zhǔn)、磨煤機(jī)油站控制系統(tǒng)等問題尤為突出，影響機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。為此進(jìn)行了隱患排查與整治，采取了一些有效的改進(jìn)措施，提高了熱工系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性。

1 火檢系統(tǒng)

1.1 問題分析

由于部分火焰檢測器質(zhì)量缺陷，運(yùn)行中時(shí)有信號誤發(fā)造成制粉系統(tǒng)誤跳閘，甚至導(dǎo)致全爐膛滅火等不安全事件發(fā)生。

某日4號機(jī)組負(fù)荷210 MW，A，B，C 3套制粉系統(tǒng)運(yùn)行，在加負(fù)荷過程中啟動D給煤機(jī)，啟動后堵煤，疏通后煤量變化，煤量前饋加至二次風(fēng)調(diào)節(jié)，引起風(fēng)量調(diào)節(jié)不穩(wěn)，爐膛負(fù)壓波動，爐膛燃燒不穩(wěn)。而此時(shí)各層火檢相繼失去，最后全爐膛失火主燃料跳閘（MFT）。

事后分析認(rèn)為，事件的直接原因是煤量變化引起燃燒不穩(wěn)，但主要原因是火焰檢測裝置運(yùn)行不可靠，誤發(fā)無火信號所致。該類火焰檢測器運(yùn)行以來，一直存在以下問題：

（1）火檢系統(tǒng)工作不穩(wěn)定，在制粉啟停、火焰飄動較大等情況下，有時(shí)會發(fā)出自檢故障信號，甚至無火信號，而且自檢故障信號不能由系統(tǒng)自動復(fù)歸，只能手動復(fù)位，從而埋下了誤發(fā) “全爐膛失火”信號的隱患。

（2）在機(jī)組運(yùn)行過程中，火檢光纖組件不能更換。若出現(xiàn)光纖鏡片積灰、光纖鏡片燒毀、光纖損壞等情況只能等停爐、搭設(shè)腳手架后在爐膛內(nèi)部重新安裝，不僅影響機(jī)組的正常監(jiān)控而且維護(hù)不便。

1.2 改進(jìn)措施

（1）更換該類火焰檢測裝置，從根本上提高裝置運(yùn)行可靠性，減少誤發(fā)信號的概率。

（2）更換2臺火檢冷卻風(fēng)機(jī)，確保滿足冷卻風(fēng)管末端的一次風(fēng)壓力要求，消除火焰探頭因冷卻風(fēng)量不足引起的損壞。

（3）由于內(nèi)外導(dǎo)管前端都是軟體部分，安裝的時(shí)候如未加注意，前端軟體部分彎曲，使火檢光纖透光性變差，出現(xiàn)火檢模擬量閃動的現(xiàn)象。機(jī)組檢修時(shí)應(yīng)加強(qiáng)檢查和處理，確保前端軟體部分處于拉直狀態(tài)。

（4）加強(qiáng)火檢系統(tǒng)的日常巡查，及時(shí)消除火檢缺陷，減少火檢系統(tǒng)強(qiáng)制退出現(xiàn)象。

實(shí)施以上措施后，強(qiáng)制火檢信號和誤發(fā)無火信號的情況基本消失，火檢系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性得到提高。

2 ETS系統(tǒng)

2.1 問題分析

（1）壓力開關(guān)動作值偏移大，開關(guān)接頭滲油現(xiàn)象嚴(yán)重，需要提高安裝工藝保證嚴(yán)密性。

（2）操作器面板按鈕偏大且位置設(shè)置不合理，“試驗(yàn)確認(rèn)”鍵上方為“試驗(yàn)退出”按鈕，間隔很小，操作時(shí)存在誤碰的可能。退出試驗(yàn)邏輯設(shè)計(jì)不完善、IO站和控制器的通訊及IO站模件電源未冗余、部分冗余信號2個(gè)點(diǎn)設(shè)計(jì)在同一DI模件上。

（3）部分ETS系統(tǒng)由繼電器硬接線搭成，無首出記錄或記錄數(shù)據(jù)不全，不能為機(jī)組故障跳閘原因分析查找提供有效的參數(shù)。

（4）管理措施不到位，尤其在進(jìn)行ETS定期試驗(yàn)時(shí)，存在試驗(yàn)程序不夠嚴(yán)謹(jǐn)或措施執(zhí)行不到位現(xiàn)象。

如某日5號機(jī)組進(jìn)行每月定期的ETS通道試驗(yàn)，當(dāng)時(shí)負(fù)荷293 MW。按操作票操作順序做“通道1”試驗(yàn)，在進(jìn)行到試驗(yàn)項(xiàng)目 “軸向位移GV”時(shí)，軸向位移信號“試驗(yàn)確認(rèn)”后“通道1”遮斷亮，在按“輸入狀態(tài)”時(shí)，汽機(jī)跳閘，首出遮斷信號是“軸向位移大”。事后檢查ETS系統(tǒng)及相關(guān)歷史記錄信號，未發(fā)現(xiàn)任何異常。結(jié)合ETS試驗(yàn)過程和跳機(jī)時(shí)的曲線分析，并經(jīng)模擬試驗(yàn)，認(rèn)為故障原因是試驗(yàn)時(shí)運(yùn)行人員在按“試驗(yàn)確認(rèn)”按鈕（即觸發(fā)“軸向位移大”信號）2 s左右后誤碰了“試驗(yàn)確認(rèn)”鍵上方的 “試驗(yàn)退出”按鈕，此時(shí)軸位移保護(hù)信號尚未恢復(fù)，由于“試驗(yàn)退出”邏輯設(shè)計(jì)不完善，因而造成了軸向位移保護(hù)動作。

2.2 改進(jìn)措施

（1）操作器面板按鈕改小，對“退出試驗(yàn)”邏輯增加延時(shí)和軸位移信號的閉鎖電路。

（2）更換并增加 RIO（遠(yuǎn)程I/O）模件及RIO站的電源模件，使ETS系統(tǒng)的通訊和電源具備冗余功能。

（3）更換ETS壓力開關(guān)，改造壓力取樣管路，消除了壓力開關(guān)動作值漂移和現(xiàn)場壓力取樣管路泄漏現(xiàn)象。

（4）將由繼電器硬接線搭成的ETS系統(tǒng)改造為冗余的2套可編程控制器（PLC）控制，完善了首出記錄信號。數(shù)字電液調(diào)節(jié)（DEH）系統(tǒng)增加隔膜閥油壓、自動停機(jī)遮斷油壓力 （ASL）、自動停機(jī)遮斷油先導(dǎo)壓力 （ASP）模擬量參數(shù)顯示，將ETS系統(tǒng)的中間電磁閥狀態(tài)和ASL油壓低信號引入事件順序記錄系統(tǒng)（SOE）進(jìn)行記錄，轉(zhuǎn)速保護(hù)改為三取二，以此提高ETS系統(tǒng)故障時(shí)的分析能力。

（5）重新制定ETS試驗(yàn)制度，要求試驗(yàn)過程需相關(guān)專業(yè)到場確認(rèn)，確保試驗(yàn)過程嚴(yán)謹(jǐn)規(guī)范。

3 風(fēng)機(jī)振動系統(tǒng)

3.1 問題分析

風(fēng)機(jī)振動保護(hù)是發(fā)電廠三大風(fēng)機(jī)的重要保護(hù)之一，但部分風(fēng)機(jī)振動保護(hù)設(shè)計(jì)不合理，對信號誤發(fā)等現(xiàn)象考慮不足，由此造成風(fēng)機(jī)誤跳閘事件頻發(fā)，影響了機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

某日5號機(jī)組負(fù)荷180 MW時(shí)，一次風(fēng)機(jī)B在運(yùn)行中跳閘，機(jī)組快速減負(fù)荷（RB）動作。檢查CRT振動顯示趨勢，發(fā)現(xiàn)振動趨勢正常，但振動HH（高高）開關(guān)量已發(fā)信。再檢查B一次風(fēng)機(jī)就地二次表箱，發(fā)現(xiàn)二次表接線螺絲有受潮生銹現(xiàn)象，導(dǎo)致絕緣下降使振動HH信號誤發(fā)而引起B(yǎng)一次風(fēng)機(jī)跳閘。

通過對風(fēng)機(jī)誤跳情況的統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)現(xiàn)引起風(fēng)機(jī)跳閘的主要原因，除了風(fēng)機(jī)振動保護(hù)信號設(shè)計(jì)不合理（均為單點(diǎn)信號保護(hù)），容易發(fā)生風(fēng)機(jī)誤跳外，安裝、檢修工藝不到位，也是一個(gè)因素。

3.2 改進(jìn)措施

（1）對部分安裝工藝不佳的風(fēng)機(jī)振動系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行了改造和完善。

（2）增加振動探頭，原單點(diǎn)信號保護(hù)邏輯增加冗余信號。

（3）改造保護(hù)邏輯，將引風(fēng)機(jī)X，Y方向的“高”與“高高”信號相“與”，將一次風(fēng)機(jī)同側(cè)2個(gè)探頭的振動“高”與“高高”信號相“與”。

4 風(fēng)量信號

4.1 問題分析

在風(fēng)量信號測量系統(tǒng)中，由于大量使用了先進(jìn)智能變送器，使風(fēng)量測量系統(tǒng)中的變送器故障率大為降低，但仍存在測點(diǎn)積灰的問題，雖有各種防堵取樣裝置，但其防堵功能并不理想，且一旦堵后就難以疏通。

如某日5號機(jī)組停機(jī)過程中，A，B制粉系統(tǒng)，AB層4支油槍和BC層1，2，3號油槍運(yùn)行。二次風(fēng)量突然在13 s內(nèi)從336 t/h急劇減少到198 t/h，并引起送、引風(fēng)機(jī)擋板波動，調(diào)節(jié)過程中總風(fēng)量大幅波動，在第三個(gè)波谷處總風(fēng)量低于25%并超過15 s，引發(fā)機(jī)組風(fēng)量低MFT。現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)二次風(fēng)量測點(diǎn)積灰，尤其正壓側(cè)積灰嚴(yán)重，停爐時(shí)二次風(fēng)壓較低，造成部分時(shí)段二次風(fēng)量測點(diǎn)正壓側(cè)壓力波動而引發(fā)了風(fēng)量低保護(hù)動作。

6號機(jī)組給煤機(jī)曾頻繁出現(xiàn)因一次風(fēng)量低引起跳閘，現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)機(jī)組出灰系統(tǒng)工作不正常，使一次風(fēng)量測點(diǎn)帶灰嚴(yán)重，而出灰問題只能在機(jī)組檢修時(shí)解決。在此之前，因一次風(fēng)量測點(diǎn)發(fā)生積灰未及時(shí)疏通而導(dǎo)致一次風(fēng)量低給煤機(jī)跳閘的事件頻發(fā)。

4.2 改進(jìn)措施

風(fēng)量測量裝置帶灰問題可能長期存在，測點(diǎn)在達(dá)到一定的積灰量后會使測量信號失準(zhǔn)，由于難以根治，所以只有預(yù)先判斷并進(jìn)行處理才能有效提高其可靠性。根據(jù)長期積累的檢修經(jīng)驗(yàn)，采用趨勢比對分析法進(jìn)行預(yù)先判斷，并依據(jù)判斷結(jié)果采取相應(yīng)措施是一種有效的方法。

（1）相似趨勢比對分析：如針對二次風(fēng)量信號的分析，6個(gè)測點(diǎn)為A，B側(cè)各3個(gè)，每日先對A側(cè)3個(gè)測量信號進(jìn)行趨勢比對分析，對運(yùn)行趨勢異于其它信號的測點(diǎn)采取相應(yīng)措施 （如測點(diǎn)吹掃、變送器標(biāo)定等）；再用相同比對分析法對B側(cè)3個(gè)測量信號進(jìn)行排查。然后，將A，B側(cè)測量信號進(jìn)行相互比對，分析不同之處并進(jìn)行相應(yīng)處理。

（2）相關(guān)趨勢比對分析。如針對磨煤機(jī)一次風(fēng)量信號的分析，將每臺磨煤機(jī)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行趨勢組態(tài)，內(nèi)容包括磨煤機(jī)的一次風(fēng)量、風(fēng)壓、風(fēng)溫、調(diào)門開度、給煤量，在日常工作時(shí)，對相關(guān)趨勢進(jìn)行比對分析，判斷磨煤機(jī)一次風(fēng)量處理是否有異常情況，如一次風(fēng)量變化與一次風(fēng)壓反向、風(fēng)門變化不匹配等，并采取相應(yīng)措施。

5 磨煤機(jī)油站控制系統(tǒng)

5.1 問題分析

磨煤機(jī)油站的PLC控制器安裝在磨煤機(jī)附近，由于現(xiàn)場環(huán)境惡劣，導(dǎo)致磨煤機(jī)油站控制系統(tǒng)頻頻出現(xiàn)故障，并引起信號誤發(fā)。而且就地PLC控制系統(tǒng)無信息采集功能，給故障分析判斷也帶來困難。

某日4號機(jī)組負(fù)荷300 MW，D磨煤機(jī)跳閘，首出磨煤機(jī)油站故障，RB動作。檢查發(fā)現(xiàn)D磨煤機(jī)油站PLC溫度模件故障，導(dǎo)致溫度保護(hù)誤動作。

又如某日6號機(jī)組負(fù)荷300 MW時(shí)，B制粉系統(tǒng)跳閘 （首出為潤滑油系統(tǒng)故障），機(jī)組RB動作，負(fù)荷至245 MW，就地控制柜PLC電源不能合上。現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)，進(jìn)入B磨煤機(jī)油站PLC控制的溫度開關(guān)的接線絕緣皮破損并連接至外殼，由于油站控制柜中所有信號測點(diǎn)的火線均并聯(lián)在PLC控制電源上，從而導(dǎo)致PLC控制電源的火線接地，開關(guān)跳閘且不能重合。

5.2 改進(jìn)措施

針對繁發(fā)的故障案例，對磨煤機(jī)的油站控制系統(tǒng)進(jìn)行了改造。

（1）取消就地PLC控制系統(tǒng)，將磨煤機(jī)油站各控制信號（包括溫度、油位等）改由分散控制系統(tǒng)（DCS）采集，避免了因就地環(huán)境惡劣影響模件的因素。

（2）更換新的電控柜，每臺電控柜包含磨煤機(jī)油泵、加熱器、盤熱管加熱帶的就地啟停操作按鈕及狀態(tài)反饋信號。

（3）將就地PLC控制器實(shí)現(xiàn)的邏輯移至DCS實(shí)現(xiàn)。包括：磨煤機(jī)潤滑油系統(tǒng)正常信號（作為磨煤機(jī)的啟動條件之一）、磨煤機(jī)潤滑油系統(tǒng)故障（跳磨條件之一），以及油泵、油箱加熱器、盤熱管加熱帶的啟停邏輯。

（4）在各臺磨煤機(jī)油站操作畫面中增加了油箱加熱器、盤熱管加熱帶的操作塊，以及磨煤機(jī)潤滑油系統(tǒng)相關(guān)熱控信號的報(bào)警。

改造后磨煤機(jī)潤滑油系統(tǒng)的控制邏輯在DCS中實(shí)現(xiàn)，油泵、油箱加熱器、伴熱帶可實(shí)現(xiàn)就地操作、CRT遠(yuǎn)方操作，不但方便了運(yùn)行操作監(jiān)視，也大大降低了磨煤機(jī)的誤跳次數(shù)。

6 取得的成效

通過對熱工系統(tǒng)問題的分析，制定相應(yīng)的技術(shù)措施進(jìn)行專項(xiàng)整治后，火檢信號強(qiáng)制現(xiàn)象和誤發(fā)無火信號的情況基本消除，ETS系統(tǒng)的熱工安全隱患得到有效控制，風(fēng)機(jī)振動系統(tǒng)誤發(fā)信號的情況得到明顯改善，因風(fēng)量測點(diǎn)問題引發(fā)的不安全事件率有效降低，磨煤機(jī)油站控制系統(tǒng)改造不僅方便了運(yùn)行操作監(jiān)視，而且大大降低了磨煤機(jī)的誤跳次數(shù)。熱工系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性得到了很大提高，因熱工系統(tǒng)引起的機(jī)組跳閘事件逐年減少，2009年全廠降為零次。

改進(jìn)措施的執(zhí)行重在到位、貴在堅(jiān)持。只有重視安全、堅(jiān)持不懈地提高設(shè)備的可靠性，機(jī)組才能真正安全運(yùn)行。

[1]張麗香，王琦.模擬量控制系統(tǒng)[M].北京：中國電力出版社，2006.

[2]DL/T 5175-2003火力發(fā)電廠熱工控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定[S].北京：中國電力出版社，2003.