提高火力發(fā)電機(jī)組重要主輔機(jī)保護(hù)可靠性

武銳剛

【摘 ?要】為了進(jìn)一步地完善電力事故預(yù)防措施，提高電力生產(chǎn)水平，有效防止電力生產(chǎn)事故的發(fā)生，火力發(fā)電企業(yè)把機(jī)組重要主輔機(jī)的保護(hù)信號(hào)的可靠性放在首要地位。對(duì)企業(yè)內(nèi)機(jī)組的重要保護(hù)回路進(jìn)行詳細(xì)分析，把發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題逐一進(jìn)行解決實(shí)施，使發(fā)電機(jī)組能更加可靠穩(wěn)定地運(yùn)行。

【關(guān)鍵詞】火力發(fā)電機(jī)組;主輔機(jī)保護(hù)系統(tǒng);

對(duì)某火力發(fā)電企業(yè)內(nèi)，發(fā)電機(jī)組的重要主輔機(jī)保護(hù)系統(tǒng)回路進(jìn)行詳細(xì)分析，并查找出存在相關(guān)問(wèn)題的保護(hù)回路，對(duì)存在問(wèn)題的保護(hù)設(shè)置回路逐條提出了解決方案，最終提高了保護(hù)回路的可靠性，使機(jī)組能夠安全穩(wěn)定地運(yùn)行。

一、案例概述

某發(fā)電有限責(zé)任公司為兩臺(tái)300MW間接空冷機(jī)組，每套機(jī)組包括一臺(tái)1065t/h亞臨界、自然循環(huán)的循環(huán)流化床鍋爐，一臺(tái)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(jī)，一臺(tái)發(fā)電機(jī)和相關(guān)的輔助設(shè)備。鍋爐、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)分別為上海鍋爐廠有限公司產(chǎn)品、上海汽輪機(jī)有限公司、上海汽輪發(fā)電機(jī)有限公司產(chǎn)品。重要主輔機(jī)的保護(hù)直接影響機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行，誤動(dòng)影響機(jī)組負(fù)荷和經(jīng)濟(jì)效益，拒動(dòng)則直接損壞設(shè)備，給電廠造成巨大損失。

二、分析保護(hù)邏輯現(xiàn)狀

1.保護(hù)邏輯配置分析的原因。按照相關(guān)規(guī)范要求，熱工重要保護(hù)信號(hào)應(yīng)為“三區(qū)二方式”，或者通過(guò)合理引入其他參數(shù)達(dá)到綜合判斷，大幅降低保護(hù)拒動(dòng)和誤動(dòng)的概率。目前我公司的重要保護(hù)信號(hào)中鍋爐BT且主氣溫度低保護(hù)、高排壓比低保護(hù)、DEH跳閘保護(hù)、軸振大保護(hù)、就地跳閘保護(hù)等為單信號(hào)保護(hù)，其拒動(dòng)和誤動(dòng)的概率都比較大，對(duì)機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行是很大的隱患。原機(jī)頭取樣回路的油管路多為活接頭連接，機(jī)組運(yùn)行中振動(dòng)很容易引起接頭密封不嚴(yán)，導(dǎo)致漏油等現(xiàn)象。有些重要保護(hù)信號(hào)使用通信方式，將保護(hù)信號(hào)送入執(zhí)行控制器，當(dāng)通信故障時(shí)，將會(huì)使保護(hù)拒動(dòng)，對(duì)設(shè)備造成較大損壞。

2.分析過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的配置問(wèn)題。（1）汽機(jī)軸振問(wèn)題分析。汽機(jī)軸振大跳汽機(jī)保護(hù)，一共6個(gè)軸承，在每個(gè)軸承成90度各安裝一個(gè)振動(dòng)探頭。我們以左側(cè)為X，右側(cè)為Y，則一瓦的振動(dòng)探頭為1X，1Y，依次類推直到6X，6Y。原軸振保護(hù)，1X，1Y輸入到同一塊處理模件，邏輯運(yùn)算方式為6個(gè)軸承中任一方向振動(dòng)值大于250μm時(shí)，發(fā)出動(dòng)作指令汽機(jī)跳閘。這種保護(hù)方式，只要任意一個(gè)測(cè)點(diǎn)動(dòng)作，都會(huì)直接導(dǎo)致機(jī)組跳機(jī)。這種邏輯計(jì)算方式極容易造成設(shè)備誤動(dòng)作，如探頭安裝松動(dòng)，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(fā)生故障，都有可能發(fā)出動(dòng)作指令。同時(shí)，任一軸承的X，Y振動(dòng)測(cè)點(diǎn)輸入到同一處理模件上，如果模塊故障，則會(huì)發(fā)生拒動(dòng)事件，機(jī)組振動(dòng)大而拒動(dòng)會(huì)產(chǎn)生極其嚴(yán)重的后果。（2）軸位移配置分析軸位移保護(hù)，包含4個(gè)軸位移探頭，其中2個(gè)布置在左側(cè)，右側(cè)同樣角度也布置2個(gè)探頭，用于檢測(cè)大機(jī)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(dāng)左側(cè)的兩個(gè)測(cè)點(diǎn)都達(dá)保護(hù)動(dòng)作值時(shí)，輸出保護(hù)動(dòng)作指令，右側(cè)同理。這種方式下TSI模件如果發(fā)生故障，則輸出繼電器會(huì)發(fā)出保護(hù)指令，容易在模件故障的時(shí)候誤動(dòng)，導(dǎo)致跳機(jī)。（3）儀表管問(wèn)題分析。機(jī)組正常運(yùn)行中，汽機(jī)前箱處的溫度較高，而且存在高頻振動(dòng)。很多重要熱控儀表都在機(jī)頭處取樣，并且固定在機(jī)頭的專用接線箱上。取樣管路在溫度較低條件下安裝，待機(jī)組運(yùn)行后，因溫度升高，管路變形，雖然很微小，但卻會(huì)造成很多接頭的螺紋密封松動(dòng)，產(chǎn)生空隙，從而出現(xiàn)滲油現(xiàn)象。滲漏不僅易造成機(jī)組熱工保護(hù)誤動(dòng)，而且運(yùn)行當(dāng)中處理非常麻煩，大部分情況需要停機(jī)才能處理，對(duì)機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生了嚴(yán)重影響。（4）高排壓力配置分析。高排壓力高保護(hù)，就地為兩個(gè)壓力開(kāi)關(guān)，當(dāng)兩個(gè)都觸發(fā)時(shí)，保護(hù)動(dòng)作。二取二保護(hù)只要有一個(gè)開(kāi)關(guān)沒(méi)觸發(fā)，該保護(hù)就不會(huì)動(dòng)作，極易產(chǎn)生拒動(dòng)。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(nèi)，送至DEH柜形成的綜合跳閘信號(hào)，然后觸發(fā)ETS保護(hù)。兩個(gè)保護(hù)方式從線路到開(kāi)關(guān)，以及傳送到ETS的時(shí)間、作用等都一樣，多增加一路只會(huì)增加系統(tǒng)的復(fù)雜度，對(duì)于系統(tǒng)保護(hù)的安全穩(wěn)定，沒(méi)有任何提高。（5）其他問(wèn)題分析。鍋爐BT且主汽溫度低保護(hù)、高排壓比低保護(hù)、DEH跳閘保護(hù)、就地跳閘保護(hù)都為單信號(hào)保護(hù)，當(dāng)信號(hào)異常，極易誤動(dòng)或拒動(dòng)。（6）輔機(jī)溫度保護(hù)分析。重要輔機(jī)有部分的溫度測(cè)點(diǎn)，當(dāng)溫度超過(guò)限值時(shí)，觸發(fā)停止相應(yīng)輔機(jī)的保護(hù)。該溫度測(cè)點(diǎn)如果故障，或者傳輸線路收到強(qiáng)電纜干擾，突然跳高，即使立即恢復(fù)正常，也會(huì)使輔機(jī)誤跳。干擾機(jī)組的正常運(yùn)行甚至觸發(fā)停機(jī)。

三、優(yōu)化完善方案

1.汽機(jī)振動(dòng)保護(hù)優(yōu)化。在同一個(gè)軸瓦處，如果某一位置的振動(dòng)保護(hù)值到動(dòng)作值，此時(shí)參考另一位置的振動(dòng)值，再判斷是誤報(bào)還是振動(dòng)實(shí)際大，將使振動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)更加可靠準(zhǔn)確。我們最終將判斷邏輯修改為：同一軸承處X向的動(dòng)作值與上Y向的報(bào)警，或Y向的保護(hù)值與上X向的報(bào)警來(lái)作為最終的保護(hù)輸出指令。同時(shí)為防止單個(gè)模塊故障導(dǎo)致的保護(hù)誤發(fā)或拒動(dòng)，將同一軸承處的軸振測(cè)點(diǎn)分布到不同的模件上。

2.汽機(jī)軸位移保護(hù)優(yōu)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(cè)的探頭分別輸入到不同的模塊中，然后再將單側(cè)的探頭跳機(jī)保護(hù)相與后輸出，對(duì)單個(gè)處理模塊上接入的不同側(cè)的探頭加入報(bào)警信號(hào)。在模件發(fā)生故障時(shí)不會(huì)導(dǎo)出誤發(fā)跳機(jī)信號(hào)，同時(shí)發(fā)出報(bào)警，使人及時(shí)發(fā)現(xiàn)并更換模件。

3.機(jī)組前箱處的壓力表管改造。把原有20個(gè)壓力開(kāi)關(guān)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(mén)和三通。通過(guò)管路敷設(shè)和焊接的形式連接起來(lái)。改造后管路布置美觀、無(wú)滲漏，提高了運(yùn)行的可靠性和穩(wěn)定性。4.高排壓力高優(yōu)化。在就地增加一路取樣及壓力開(kāi)關(guān)，使用單獨(dú)電纜將開(kāi)關(guān)信號(hào)，接入到DEH中，和原有的兩路開(kāi)關(guān)，做三取二的判斷后，通過(guò)DEH跳閘這個(gè)綜合信號(hào)的通道，輸出到ETS中執(zhí)行。

5.其他優(yōu)化。鍋爐BT且主汽溫度低保護(hù)、高排壓比低保護(hù)、DEH跳閘保護(hù)、就地跳閘保護(hù)都為單信號(hào)保護(hù)，從相應(yīng)信號(hào)發(fā)出柜，通過(guò)三根不同的電纜，將信號(hào)送至ETS柜中，在ETS中增加輸入通道，并修改原來(lái)的單信號(hào)邏輯，改為三取二的綜合判斷邏輯。

6.重要輔機(jī)的保護(hù)的優(yōu)化。輔機(jī)上的軸承溫度、線圈溫度等，因設(shè)備不可能再增加溫度元件，無(wú)法做到三取二的綜合判斷。而且無(wú)論電機(jī)的線圈溫度，還是軸承上的溫度，實(shí)際溫度上升或下降都不會(huì)有瞬間跳變的現(xiàn)象。所以通過(guò)增加溫度質(zhì)量的判斷、溫度變速率的保護(hù)，就可以有效防止溫度元件的故障，或通信線路的干擾，而導(dǎo)致輔機(jī)的誤跳。同時(shí)，增加聲光報(bào)警，提醒運(yùn)行人員注意其可以通過(guò)輔機(jī)的出力，或其他溫度測(cè)點(diǎn)及巡檢就地觀察測(cè)量，來(lái)綜合判斷輔機(jī)是否正常。

總之，在查找問(wèn)題和思考對(duì)策的時(shí)候，除了參考相關(guān)文獻(xiàn)、廠內(nèi)及集團(tuán)的熱工控制要求等規(guī)定外，還積極和運(yùn)行人員溝通運(yùn)行當(dāng)中存在的問(wèn)題，和機(jī)務(wù)人員探討設(shè)備相關(guān)性能、最佳運(yùn)行方式等。在以后的工作中還需不斷努力學(xué)習(xí)，與時(shí)俱進(jìn)，追蹤前沿的控制思想和理念，不斷將外部思想與我廠的實(shí)際情況相結(jié)合，為設(shè)備的穩(wěn)定、可靠、安全運(yùn)行做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙小雅，火力發(fā)電機(jī)組重要主輔機(jī)保護(hù)可靠性研究.2018.

[2]王秀英，淺談提高火力發(fā)電機(jī)組重要主輔機(jī)保護(hù)可靠性.2017.

（作者單位：呼倫貝爾安泰熱電有限責(zé)任公司扎蘭屯熱電廠）