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350MW机组稳定运行的热工改进措施 |
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作者：合肥第二发电厂 张和平 |
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外合资合肥第二发电厂2×350MW机组，主体工程通过国际招标由德国ABB公司总承包。锅炉由哈尔滨锅炉厂制造，汽轮机、发电机均由ABB生产，DCS系统采用ABB公司的Procontrol-P 集散控制系统。
合肥二电厂建设工程特点为国际公司ABB总承包的交钥匙工程，机组调试以外方技术人员为主，由于其工期紧，二电厂热工人员基本无法介入DCS系统的调试。2001年6月份1号机组移交，11月份2号机组移交，虽然两台机组性能较好，但稳定性却不高，在调试期间频频跳闸，移交后的2001、2002年也很不稳定，相继因热工原因跳闸达11次之多。但是二电厂在机组移交后深入分析机组跳闸的原因，举一反三，采取许多切实可行的方法进行改进，使机组在2003年达到全厂仅非停三次、因热工原因机组跳闸1次的较好成绩，主要从以下几个方面进行完善大大提高了机组的安全性。
1、核查DCS系统直接、间接引起机组主保护动作的不合理设计、配置，对其进行重新合理配置、优化。2001年12月，1号炉发生因一块过热器出口温度输入模件故障，引起误发锅炉过热器出口两点温度故障，误判断为过热器出口温度高，锅炉MFT。分析其不合理性在于重要的过热器出口两点温度信号均配置于一块输入模件中。2002年9月， 1号炉1号、2号磨煤机运行中突然跳闸，燃烧工况剧烈变化，锅炉MFT，首出“全炉膛无火”。检查发现由于一块输入模件故障造成了1号、2号磨煤机轴承油位低信号故障，从而引起两台磨煤机均跳闸，最终引发锅炉MFT。经过仔细核查，热工人员发现DCS系统中过热器出口温度测点、再热器出口温度测点、2台磨煤机润滑油位、所有给煤机转速指令设定、2台汽泵速度设定、3台磨煤机密封风压力、3台磨煤机冷却水流量等许多主、重要信号均分布不合理，存在着严重的隐患。热工人员随即提出对参与保护连锁的重要测量、控制信号，按照“系统相对独立、危险点尽量分散”的原则进行重新配置的合理化建议。
通过在原来的硬件配置基础上对重要信号的输入／输出通道重新分配，避免了因为模件故障而引发机组跳闸，或几台重大辅机同时跳闸现象。2003年，多次避免了重要辅机和机组的跳闸，很大程度上提高了机组运行的安全性。
原设计的信号配置存在的问题及改进实施方案如下：
表1 DCS系统信号重新配置原因及优化方案
2、改进热工设备电源的分布、上下级容量配置，提高热工设备电源的可靠性。2002年6月，2号机组因A1油角雾化蒸汽阀电磁阀线圈接地，造成A1点火控制箱失电，并使其最上级电源跳闸，导致整个锅炉侧就地控制柜220VAC电源全部失去，误发3台磨煤机润滑油位低，跳3台磨煤机，同时发2台空预器转子停转报警，跳2台引风机，锅炉跳闸。分析其不合理性在于热工设备控制电源分布的分散度不够、上下级电源开关容量匹配不合理，当某个控制设备发生接地或短路，造成电源越级跳闸会导致主重要设备失去电源，引起锅炉跳闸。原设计的热工设备电源回路接线如图1，改进后的电源回路接线示意图如图2所示：
图1 改造前热工设备电源回路接线示意图
图2 改造后热工设备电源回路接线示意图
为避免锅炉因控制设备电源越级跳闸导致机组跳闸发生，热工人员改进了锅炉就地控制柜供电电源的分布，对锅炉就地控制柜供电柜内电源开关进行分段，由于UPS电源柜备用开关有限，仅再增加3路UPS电源开关。将不跳主、重要设备，不影响机组运行的设备从BRA01 Q60，1号磨煤机和1号空气预热器转子控制从BRA01 Q32，2号磨煤机从BRA01 Q52，3号磨煤机和2号空气预热器转子控制从BRA01 Q55开关分别各取一路控制电源供电。在此基础上还对上下级电源开关容量进行重新配置，大大增加了主重要控制设备电源的可靠性。2003年3月2号炉汽包水位计照明电源接地、6月磨润滑油控制电源故障跳电源开关等都避免了机组的跳闸。
3、利用DCS系统功能块的功能完善跳闸逻辑，避免温度信号故障误跳设备。合肥第二发电厂辅机轴承、马达线圈温度原设计都是采取单点保护，采用pt100热电阻测温信号偶有接触不良等引起温度急剧上升，引起保护误动作。美制SVEDALA双进双出钢球磨煤机轴瓦每端有三个温度测点，原设计为单点故障或超温跳磨，建议更改为三取二故障或超温跳磨，并得到制造厂SVEDALA公司确认同意，实施后多次避免磨煤机因单点温度信号故障误跳磨现象。
在Procontrol-P控制系统的信号采集回路之中，设计有当测量回路故障时判断为测点故障。如磨煤机小齿轮轴承温度信号的采集和判断逻辑如图3：
图3 磨煤机小齿轮轴承温度修改前逻辑图
由于GSG功能块具有当输入信号故障时，输出G3、GN3均置逻辑“0”，所以采用GN3输出再经过非门，在输入信号故障时会导致磨煤机跳闸；修改为采用G3输出就可以避免信号故障跳闸磨煤机，修改后的逻辑图如图4。由于设备工作环境恶劣，现场测点的接线容易受到腐蚀造成信号故障的现象，利用DCS系统功能块的功能，修改原来的逻辑，取消测量回路故障跳闸信号，保留报警信号和超温跳闸逻辑，防止测点故障而误跳重要辅助设备。
图4 磨煤机小齿轮轴承温度修改后逻辑图
4、优化一次调频控制系统。2003 年元月，2号机组在满负荷工况下，电网负荷大幅波动时，运行人员进行一次调频切投的过程中，造成汽机振动加大，引起汽轮机跳闸。为防止一次调频信号的波动，给机组带来大的扰动，在机组协调级控制器的AGC负荷指令之中引入一次调频负荷信号的限幅，上、下限额为±28MW，同时增加在AGC负荷处于上限时，对一次调频信号限幅自动修正，以防止锅炉负荷越限，以满足协调控制时锅炉侧能够及时的响应负荷的变化，如图5所示。
图5 机组负荷中加入一次调频限幅信号
1、2号机组移交后，合肥二电厂热工人员深入分析引起机组跳闸的各种直接、间接原因，通过优化控制系统，完善控制逻辑以及大力整改电源隐患，大大提高了机组的稳定性。(end)
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(9/26/2005) |
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