300MW機組熱控安裝調試的常見問題及對策

摘要：火力發電廠的熱控系統是整個機組不可或缺的重要組成部分。簡要介紹了2X300MW機組各重要系統組件，闡述熱控系統在安裝、調試過程中遇到的常見問題，給出具體的處理對策，以期能對電廠工程建設及調試期間的一些工作給出建議。

關鍵詞：DCS；SYM-PHON；Y ABB熱控系統；安裝調試

作者簡介：張代玉（1982-），男，山東菏澤人，湖南省火電建設公司國際工程公司，助理工程師。（湖南 長沙 410000）

中圖分類號：TM8 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）30-0222-02

本文介紹的工程為兩組300MW機組安裝施工過程。其中的鍋爐爐型參數為亞臨界、自然循環、中間再熱汽包鍋爐。鍋爐燃燒方式為四角切圓燃燒。鍋爐采用全鋼構架“II”型半露天布置。汽輪機購自東方汽輪機公司，汽輪機型為單軸、兩缸兩排汽、凝汽式亞臨界參數。[1]發電機冷卻方式為水-氫-氫，磁方式為自并勵靜止勵，一體化DCS分散控制系統。ABB 公司的SYM-PHONY控制系統作為DCS、DEH、MEH、BOP等內核系統，其中東方汽輪廠負責DEH的硬件供貨。每臺機組操作員站和工程師站配置分別為5臺和2臺。該工程于2010年開始施工，經過兩年多的建設安裝調試期，兩臺機組分別通過168h滿負荷試運行測試后正式并入主網運行，設備在運轉過程中能夠保持穩定的狀態。筆者就此次火電機組工程的熱控安裝及調試過程中所遇到的重要難題和相關注意事項進行歸納和總結，以供大家參考。

一、熱控安裝施工過程常遇見的情況

由于整個機組設備的各個部件是不同廠家生產的，因此設備的工藝控制水平標準不盡相同，不可能做到完全一致。加上工程量很大，施工人員眾多，所以在整個建設過程中會遇到各種情況，具體到現場情況可以總結為以下幾大類：設備之間的接口差異、設備個別設計與用戶實際情況有出入、設備安裝不到位、系統電源設計不合理、接線布局圖有錯誤等。

1.現場設備設計和實際施工過程中的差異

首先，鍋爐爐頂大罩蓋用于測量減溫水前后溫度的熱電偶原為WRN- 621型。設備實際運行這些電偶的溫度補償導線所在工作區的溫度高達300度。WRN-621型熱電偶導線將會燒毀而無法工作，因此用12m長的鎧裝熱電偶WRNK-391替代前者可以使高溫問題得以解決。[2]其次在安裝汽輪機本體測點時遇到情況比較多，主要有#1號軸瓦溫度測點的攻絲深度、熱電阻長度、熱電阻引線均達不到要求；前箱扣蓋造成固定高中壓缸熱膨脹支架的螺栓被砸斷。啟動油泵的#2號軸承箱出線盒出現漏油現象。施工中決定#1機組由廠家重新供貨，加航空插頭解決前箱蓋砸斷螺栓的問題。通過振動和移動測點的外殼和加熱縮套管等方法解決#2機組軸承箱出線盒漏油現象。其他的自行攻絲解決。

2.設備接口的差異

設備中比較重要的幾套輔助組件有真空泵系統、電動濾水器系統、儲油凈化處理裝置等。真空泵系統廠家隨系統提供一套控制柜，用于控制真空泵和其入口蝶閥的控制及連鎖。按施工程序上是要將控制柜接入到DCS而受控，實際情況是控制柜提供220VAC的非干接點的反饋信號。220V的信號輸入不僅會使DCS模件燒毀，而且部分連鎖條件還不能符合實際需要，所以最后決定由DCS直接控制。[3]通過改良設計了電動濾水器控制裝置的接口，使DCS能與之進行對接，并對設備進行遠程控制和監視。儲油凈化處理裝置設計上是用DCS遠程控制的。由于現場設備的就地控制柜結構緊湊，而且此設備的受控等級較低，所以施工時移除DCS控制要求，所有設備保持就地監視和控制。

3.系統供電電源等設計問題

項目設計時由#1機組通過電源分配盤向公用系統的HCU供電。當此機組檢修停止運行時，HCU將失電無法運行，必將嚴重影響電廠生產。通過將#1、#2機組中4路交流電源進行交叉編組切換的方式，確保存在兩路交流電源能夠流入到公用線路的HCU模塊中。正常設備的正常運轉過程中，出現機組供電停止時，就能夠主動的切換為第二組機組進行供電，這樣就避免了斷電的發生。本工程中汽輪機側氣動截止閥門大多數為單控電磁閥，設計上要求是雙控電磁閥，最后在施工中決定取消每一個閥門冗余的電源供給線路。在調節型氣動執行定位器機構和反饋裝置的供電方面，采取了DCS直接供電而非原設計了另外一路220VAC 供電方案。在設計規劃中DCS系統電源上沒有設置小汽機電液轉換器用的24VDC電源。在施工現場添置了8個SIEMENS SITOP電源（ 220VAC/24VDC）電液轉換器電源。

二、機組調試過程中出現的技術問題及解決對策

1.DCS、DEH 操作員站數據庫一體化技術問題

由于控制單元DCS和DEH通常為不同的廠家提供，數據庫可標簽量不同，這就造成了這兩個單元在進行數據合并時會產生不對等問題。一般廠家提供的DEH操作員站的軟件加密狗許可標簽量為5000個左右，DCS的數據量約7000多個，所以一合并就大大超出正常許可量，因此需要根據實際數據量并考慮富余量升級DEH加密狗以擴充許可標簽量。

2.DCS環路設計問題

電廠 DCS環路一般是采用公用環和子環的雙環結構。公用環控制公用系統單元，包括公用電氣、燃油泵房、循環水泵房等。#1、#2機組自身作為子環結構組件，子環借助通訊模件和公用環之間進行通訊。在SYMPHONY系統的設置中，公用環的環路地址必須為1。DCS控制站出廠時設定公用環的環路地址為60，其他機組單元分別為1和2，這個和SYM-PHONY系統相矛盾，所以必須更改調整。因此在系統停機下，重新設置所有的通訊模件的環路地址，修改COMPOSER工程組態結構，重新導入操作員站標簽庫，并重新安裝所有的控制模件程序

3.磨煤機油站問題

發電機組標配有四臺磨煤機供煤，實際中每個磨煤機都配有一套油泵和獨立的電控柜。在調試過程中可能會由于線路接線等問題導致電控柜失電，從而使油泵跳閘，導致油泵跳閘的信號不能傳送到DCS控制單元。通過在磨煤機電控柜里面增加一輔助接點，從而在油站的電控柜斷電的情況下仍然有信號輸入到DCS控制端，以保護磨煤機運行的安全。

4.施工過程中的問題。

由于設計時圖紙制圖的限制，在施工過程中可能有大量鍋爐MFT硬接線未接或接錯，造成調試過程中出現許多報錯影響調試進度，所以施工前應先整理優化此部分的接線圖紙再布線。設計和場地實地情況不能完全對等，工程師有不同部門分工完成，所以經常出現汽輪機主汽門及調節汽門機務圖紙與熱控圖紙不一致現象。汽機主汽門及調節汽門的安裝位置很重要，他們的安裝狀態將很大程度影響到汽輪機順序閥控制、閥門后續試驗等工段，所以應根據現場實際安裝位置修改DEH軟件畫面和組態使其相一致。信號電纜是否按要求接地，信號電纜必須與動力電纜要完全分隔開來。因為動力電纜中流經的強電流會產生很強的電磁輻射從而干擾信號電纜中的弱信號電流傳輸，影響信號的穩定性。

5.整個系統中有很多電動門存在問題

排粉機入口擋板、循環水泵房進水聯絡門、真空破壞閥等，這些電門都沒有中停位，這必將對系統的精準控制造成一定的影響。通過增加這些閥門的中停位，修改對應組態，從而在CRT 上實現這些閥門的“開”、“關”和“停”三位操作控制。截止型氣動執行機構燃油快關電磁閥標稱電壓是否與設計電源220VAC 供電相符，不符的話則需要重新發貨。伺服模件故障大多與出廠跳線設置有關，因此必須確認相關設置要求。

6.鍋爐MFT繼電器端子單元的輸出通道存在的問題

輸出通道有時會和產品標示上標注的不同，所以確認鍋爐MFT繼電器端子可提供輸出通道數量是非常必要的。當在網絡環路上的檢測點是壞質量時，質量檢測功能塊是不能檢測該點的模擬量信號的。為防止此事故的發生，應避免從環路上提取重要的保護項目檢測信號，改用參數測量裝置直接測量控制對應項目參數的方法是比較可靠。規劃設計中除MFT外的開關量輸出信號全部都是采用常開接點的。[4]這種設計是不符合現場所有設備實際情況的，所以應根據施工過程中設備控制實際采用不同技術方案。比如接點內部邏輯調整或者反設控制端DCS端子板上的繼電器常開改為常閉等都是比較行之有效的技術手段。

四、安裝調試過程中經驗總結

隨著工程安裝及調試的不斷推進，各種各樣的問題都接踵而至。這里只是闡述一些比較重要和常見的問題以及實際情況下的解決對策，其他一些由于施工人員失誤或者溝通不暢等引發的問題不在此列。依據本次安裝及調試經驗，從技術角度方面來總結機組熱控安裝應該著重注意的幾個方面：

第一，設計和安裝施工中要突出重點，有主有次。工程中重要工段要著重研究和加倍注意，嚴把安裝質量關。熱控安裝各組件的標簽編碼規則要與全廠設備編碼規則一致。貫徹按軟件組態進行設備實地安裝施工意識，不得隨意更改。這些基礎布局的單元必須要確保無誤，否則安裝就位后將不能更改，由此將會給調試工作帶來極大的困難。

第二，設計施工前應對DCS系統的設計進行全面規劃。根據所選廠家的DCS控制系統的情況，然后科學按功能或者工藝類別全面考慮DCS系統的布局設計。通過環路進行數據傳輸會產生不確定性影響因數，應盡可能減少和回避，所以就需要在I/O 點的分配合理性上做更多考慮。

第三，各功能單元之間的接口匹配非常重要，應盡量使控制信號直接輸入到DCS控制端。減少就地控制柜的使用也就減少了中間接口，發生故障的點就少了，有利于實現控制，使控制更加清楚明晰。

第四，采用二選二的測溫配置可以大大提高組態中對溫度信號進行信號品質判斷的準確度。在轉動機械的軸承、瓦塊等的溫度高跳閘保護方面，面對斷線等溫度測量故障發生閉鎖保護動作時，此技術方案就能防止誤保護動作發生。

第五，對組態的邏輯性和合理性要認真分析和嚴格復查，將組態的原因造成保護誤動等事故的隱患解決在圖紙上，保證設備的安全穩定運行。

第六，仔細學習和研究設備說明書及其相關技術資料。結合實際情況掌握模件的跳線設置，避免出現因設置不正確、疏忽等問題造成的設備損壞。

參考文獻：

[1]鄭祖兵.電廠火電機組控制設備安裝調試的若干問題探討[J].科技向導，2008，（9）.

[2]王剛.電力建設工程施工質量監督（調整試驗工程）[M].北京：中國電力出版社，2002.

[3]DL/T774- 2004，火力發電廠熱工自動化系統檢修運行維護規程[S].

[4]東北電力集團公司.電力工程師手冊（動力卷）[K].北京：中國電力出版社，2002.