提高火力發電機組重要主輔機保護可靠性

武銳剛

【摘 ?要】為了進一步地完善電力事故預防措施，提高電力生產水平，有效防止電力生產事故的發生，火力發電企業把機組重要主輔機的保護信號的可靠性放在首要地位。對企業內機組的重要保護回路進行詳細分析，把發現的問題逐一進行解決實施，使發電機組能更加可靠穩定地運行。

【關鍵詞】火力發電機組;主輔機保護系統;

對某火力發電企業內，發電機組的重要主輔機保護系統回路進行詳細分析，并查找出存在相關問題的保護回路，對存在問題的保護設置回路逐條提出了解決方案，最終提高了保護回路的可靠性，使機組能夠安全穩定地運行。

一、案例概述

某發電有限責任公司為兩臺300MW間接空冷機組，每套機組包括一臺1065t/h亞臨界、自然循環的循環流化床鍋爐，一臺NJK300-16.67/538/538型亞臨界、一次中間再熱、雙缸雙排汽單軸海勒式間接空冷式汽輪機，一臺發電機和相關的輔助設備。鍋爐、汽輪機、發電機分別為上海鍋爐廠有限公司產品、上海汽輪機有限公司、上海汽輪發電機有限公司產品。重要主輔機的保護直接影響機組的穩定運行，誤動影響機組負荷和經濟效益，拒動則直接損壞設備，給電廠造成巨大損失。

二、分析保護邏輯現狀

1.保護邏輯配置分析的原因。按照相關規范要求，熱工重要保護信號應為“三區二方式”，或者通過合理引入其他參數達到綜合判斷，大幅降低保護拒動和誤動的概率。目前我公司的重要保護信號中鍋爐BT且主氣溫度低保護、高排壓比低保護、DEH跳閘保護、軸振大保護、就地跳閘保護等為單信號保護，其拒動和誤動的概率都比較大，對機組的安全穩定運行是很大的隱患。原機頭取樣回路的油管路多為活接頭連接，機組運行中振動很容易引起接頭密封不嚴，導致漏油等現象。有些重要保護信號使用通信方式，將保護信號送入執行控制器，當通信故障時，將會使保護拒動，對設備造成較大損壞。

2.分析過程中發現的配置問題。（1）汽機軸振問題分析。汽機軸振大跳汽機保護，一共6個軸承，在每個軸承成90度各安裝一個振動探頭。我們以左側為X，右側為Y，則一瓦的振動探頭為1X，1Y，依次類推直到6X，6Y。原軸振保護，1X，1Y輸入到同一塊處理模件，邏輯運算方式為6個軸承中任一方向振動值大于250μm時，發出動作指令汽機跳閘。這種保護方式，只要任意一個測點動作，都會直接導致機組跳機。這種邏輯計算方式極容易造成設備誤動作，如探頭安裝松動，傳輸線路受干擾，或是探頭、前置器、處理模件等任一元器件發生故障，都有可能發出動作指令。同時，任一軸承的X，Y振動測點輸入到同一處理模件上，如果模塊故障，則會發生拒動事件，機組振動大而拒動會產生極其嚴重的后果。（2）軸位移配置分析軸位移保護，包含4個軸位移探頭，其中2個布置在左側，右側同樣角度也布置2個探頭，用于檢測大機的軸向位移。我們用X代表左，Y代表右，則左邊兩探頭為X1和X2，右邊兩探頭為Y1和Y2。X1和X2輸入到TSI的一塊卡處理模件中，Y1和Y2輸入TSI的另外一處理模件中，當左側的兩個測點都達保護動作值時，輸出保護動作指令，右側同理。這種方式下TSI模件如果發生故障，則輸出繼電器會發出保護指令，容易在模件故障的時候誤動，導致跳機。（3）儀表管問題分析。機組正常運行中，汽機前箱處的溫度較高，而且存在高頻振動。很多重要熱控儀表都在機頭處取樣，并且固定在機頭的專用接線箱上。取樣管路在溫度較低條件下安裝，待機組運行后，因溫度升高，管路變形，雖然很微小，但卻會造成很多接頭的螺紋密封松動，產生空隙，從而出現滲油現象。滲漏不僅易造成機組熱工保護誤動，而且運行當中處理非常麻煩，大部分情況需要停機才能處理，對機組的穩定運行產生了嚴重影響。（4）高排壓力配置分析。高排壓力高保護，就地為兩個壓力開關，當兩個都觸發時，保護動作。二取二保護只要有一個開關沒觸發，該保護就不會動作，極易產生拒動。另外，高排溫度高從DEH控制柜輸出高排溫度高至ETS跳閘外，其也在DEH控制器內，送至DEH柜形成的綜合跳閘信號，然后觸發ETS保護。兩個保護方式從線路到開關，以及傳送到ETS的時間、作用等都一樣，多增加一路只會增加系統的復雜度，對于系統保護的安全穩定，沒有任何提高。（5）其他問題分析。鍋爐BT且主汽溫度低保護、高排壓比低保護、DEH跳閘保護、就地跳閘保護都為單信號保護，當信號異常，極易誤動或拒動。（6）輔機溫度保護分析。重要輔機有部分的溫度測點，當溫度超過限值時，觸發停止相應輔機的保護。該溫度測點如果故障，或者傳輸線路收到強電纜干擾，突然跳高，即使立即恢復正常，也會使輔機誤跳。干擾機組的正常運行甚至觸發停機。

三、優化完善方案

1.汽機振動保護優化。在同一個軸瓦處，如果某一位置的振動保護值到動作值，此時參考另一位置的振動值，再判斷是誤報還是振動實際大，將使振動保護系統更加可靠準確。我們最終將判斷邏輯修改為：同一軸承處X向的動作值與上Y向的報警，或Y向的保護值與上X向的報警來作為最終的保護輸出指令。同時為防止單個模塊故障導致的保護誤發或拒動，將同一軸承處的軸振測點分布到不同的模件上。

2.汽機軸位移保護優化。用X代表左，Y代表右，則左邊兩探頭為X1和X2，右邊兩探頭為Y1和Y2。改為每側的探頭分別輸入到不同的模塊中，然后再將單側的探頭跳機保護相與后輸出，對單個處理模塊上接入的不同側的探頭加入報警信號。在模件發生故障時不會導出誤發跳機信號，同時發出報警，使人及時發現并更換模件。

3.機組前箱處的壓力表管改造。把原有20個壓力開關的管路和接頭全部拆除，更換成8×2的不銹鋼管和焊接式的閥門和三通。通過管路敷設和焊接的形式連接起來。改造后管路布置美觀、無滲漏，提高了運行的可靠性和穩定性。4.高排壓力高優化。在就地增加一路取樣及壓力開關，使用單獨電纜將開關信號，接入到DEH中，和原有的兩路開關，做三取二的判斷后，通過DEH跳閘這個綜合信號的通道，輸出到ETS中執行。

5.其他優化。鍋爐BT且主汽溫度低保護、高排壓比低保護、DEH跳閘保護、就地跳閘保護都為單信號保護，從相應信號發出柜，通過三根不同的電纜，將信號送至ETS柜中，在ETS中增加輸入通道，并修改原來的單信號邏輯，改為三取二的綜合判斷邏輯。

6.重要輔機的保護的優化。輔機上的軸承溫度、線圈溫度等，因設備不可能再增加溫度元件，無法做到三取二的綜合判斷。而且無論電機的線圈溫度，還是軸承上的溫度，實際溫度上升或下降都不會有瞬間跳變的現象。所以通過增加溫度質量的判斷、溫度變速率的保護，就可以有效防止溫度元件的故障，或通信線路的干擾，而導致輔機的誤跳。同時，增加聲光報警，提醒運行人員注意其可以通過輔機的出力，或其他溫度測點及巡檢就地觀察測量，來綜合判斷輔機是否正常。

總之，在查找問題和思考對策的時候，除了參考相關文獻、廠內及集團的熱工控制要求等規定外，還積極和運行人員溝通運行當中存在的問題，和機務人員探討設備相關性能、最佳運行方式等。在以后的工作中還需不斷努力學習，與時俱進，追蹤前沿的控制思想和理念，不斷將外部思想與我廠的實際情況相結合，為設備的穩定、可靠、安全運行做出應有的貢獻。

參考文獻：

[1]趙小雅，火力發電機組重要主輔機保護可靠性研究.2018.

[2]王秀英，淺談提高火力發電機組重要主輔機保護可靠性.2017.

（作者單位：呼倫貝爾安泰熱電有限責任公司扎蘭屯熱電廠）