提高机组热控主保护可靠性的措施

提高机组热控主保护可靠性的措施

李涵

华电新疆哈密煤电开发有限公司 新疆哈密市 839000

[摘要]：近年来，社会进步迅速，我国的现代化建设的发展也有了改善。由于热控保护的存在，电厂中的各种热力设备在非正常运行状态下不会出现过大或毁灭性的损坏，从而大大提高了电厂的安全性和可恢复性。热工保护可分为两级保护，即事故处理回路和事故跳闸回路的保护。事故处理的目的是维持机组继续运行。但是，当事故处理回路或其他自动控制系统处理事故无效时，机组设备处于危险工况下，或者这些自动控制系统本身失灵而无法处理事故时，只能被迫进行跳闸处理，使整套机组停止运行。跳闸处理的目的是防止机组产生机毁人亡的恶性事故，所以跳闸处理是热工保护最极端的保护手段，也称主保护。从近期集团内外的安全通报可以看出，由于主保护误动或者拒动导致的机组非停、设备和人身事故仍然很多，迫切需要从这些事故中汲取教训，改善和提升热控主保护的可靠性。

[关键词]：提高；机组热控主保护可靠性；措施

引言

随着电力负荷峰谷差日益加大和随机性、间歇性可再生能源电源大规模接入，电力系统对煤电机组调峰能力提出了更高、更严的要求，不但需要达到预定的调峰深度，而且环保和安全性指标均符合相关国家标准和排放要求。针对煤电机组深度调峰能力和特性问题，在役机组开展机组灵活性运行操作可靠性，以及新建机组制造、设计、设备选型提出了新的挑战和要求。通过对机组灵活性特点的分析，对机组灵活性运行操作管理进行研究，提出了提升机组灵活性可靠性建议，供参考。对于电厂而言，作为电厂的核心设施，热控自动化系统可以直接决定电厂是否能安全稳定运行。保障电厂自动化系统能正常运行对于电厂的日常运行非常重要，也是电厂工作中的一项重要工作。系统复杂性和影响因素多样性是热控自动化系统本身的特点。本文分析了热控自动化系统对电厂的重要程度、实际操作中的问题及其改善方法。

1机组灵活性运行操作管理原则

机组灵活性运行操作管理工作应遵循安全性、整体性原则。

1.1安全性

机组灵活性运行操作要科学、合理，遵循国家、电力行业相关规程、规定、试验方法，提出运行操作技术方案，确保机组设备安全可靠运行。运行操作控制不突破制造厂的最低允许值进行，且明确主要控制参数报警值、停机值，热控设备全程投入自动化，减少人为操作失误。

1.2整体性

机组灵活性运行操作涉及汽机、锅炉、电气、热控设备等专业。机组灵活性运行操作是一种整体性的方案，主要体现在以国家现有的灵活性能源政策法规、各种技术标准为依据；以机组灵活性热力试验为基础，掌握机组控制关键参数、限制因素等，对机组灵活性全过程进行分析，对关键限制因素进行针对性运行操作。

2技术层面的几个重要提升措施

2.1完善主保护逻辑，合理设置主保护的定值

增加了主油箱油位的主保护，原来的油位是由油位变送器（差压式）送模拟量信号至DCS系统，增加了两路雷达式液位计，加上原有变送器信号共三路，根据油位低低定值产生三个开关量信号，经过三取二逻辑后，输出两路DO点，串联后形成跳闸信号至机组ETS系统。增加了MFT逻辑中的点火失败逻辑，根据实际情况将点火失败的时间定为1h。增加了总风量低逻辑。原空预器全停延时时间为4s，未考虑空预器马达电机启动时间，一台空预器跳闸后，另外一台来不及启动，机组可能就已跳闸。将空预器全停延时时间修改为30s。火检冷却风压低低延时时间为5s，不合理，改为延时2min。

2.2将重要的辅机信号分散到不同的DPU中布置

重要的辅机信号在同一DPU中，可能会因该DPU故障造成重大损失。分散控制系统应遵循机组重要功能分开的独立性配置原则，各控制功能应遵循任一组控制器或其他部件故障对机组影响最小。分部利用某次DCS系统改造的机会，将两台火检冷却风机、两台定子冷却水泵、两台开式水泵、闭式水泵A/B、真空泵A/B、两台循环水泵、两台凝结水泵、两台项轴油泵、交流油泵和直流油泵分散到不同的DPU中，极大地提升了机组的安全性。

2.3将重要的信号由单信号源改成三取二逻辑判断

在某次检修中，将TSI中多个单点保护进行改造。#7机组TSI至ETS保护跳机逻辑分别有#1～#6轴承振动大、TSI超速、胀差大、轴向位移大共9条，均为单点保护形式。改造方案：删除TSI原组态中超速三取二判断跳闸回路、胀差二取二判断跳闸回路、轴向位移四取二判断跳闸回路；在TSI系统组态中将#1/#3/#5轴振大跳机信号组成或逻辑、#2/#4/#6轴振大跳机信号组成或逻辑，并分别送出三路信号；三块超速卡均根据实际转速判断超速信号，并分别输出，送至ETS用作三取二跳机；在TSI组态中，对四路轴向位移信号进行比较判断，分别送一路跳机信号至ETS用作“（1+2）*（3+4）”四取二判断；胀差跳机信号扩展至2路，分别送一路跳机信号至ETS用作二取二判断。

3对应方法

3.1 提高电厂单元控制机组的设计要求

要想提高热控制的自动化稳定性，必须先把其运行效率提升在一定水平。具体措施是充分发挥其智能作用并提高灵敏度、系统性能和监控能力。在科学技术信息不断发展的同时，企业一定要不断更新技术，并将先进技术应用于自动控制设备，争取早日实现智能化和信息化。同时也要不断更新设备，坚持优化热控制自动化系统，这样才能满足新的要求。

3.2 改善自动控制软件的性能

改善自动控制软件的性能应该从设计阶段就要开始。在设计自动化控制程序模块的过程中，具体目标就是通过严格控制指标来提高系统的抗干扰能力，不断优化自动控制工程软件功能。不断提升电热控制系统的控制水平，这样才能实现系统运行的全过程监控，发挥系统监控的重要作用。除此之外，还要为每个运行过程提供监控软件，帮助企业完成系统的运行监控，方便相关人员检测潜在的安全隐患。只有解决了这些问题，才能提高电热控制系统运行的安全性和稳定性。

3.3 提升辅助控制系统的使用效率

在电厂运行和安全控制过程中，资源的利用和运行方式对安全运行的影响较大。对于企业来说，操作员的整体素质，特别是辅助控制系统，是控制效率的关键。企业有责任对相关人员进行业务培训，具体内容包括对系统的操作能力、检查能力和处理能力，最大化人员利用率，同时也要结合主机和辅助系统一起实现对系统的改进。这些措施都能直接提升电力公司的经济效益。最后，公司一定要在设备通信协议图中明确标明物理接口与数据转换开关之间的对应关系。对于其他接口，必须根据协议要求进行连接。这样才能保证系统的运行是安全的。

3.4 适当加强APS工艺,加强对设备的维护

电厂自动化控制实现的首要条件之一是APS技术，也叫次序控制系统。对于企业而言，要合理地加强顺序控制。APS技术是设备维护的关键，具体应用水平由操作员的技能水平决定。为了减少企业发展中的损失，必须对其进行严格控制，在此过程中，必须按照规定的过程进行工作，将故障率最小化。为了保障确保系统能够安全稳定地运行，开机和停机的操作一定要符合相关规定，平时要多熟悉设备，常给设备做维护，提前做好设备维护、故障分析和处理预案，并做好相关记录。

结语

可再生新能源快速发展带来的消纳空间需求，对煤电机组灵活性提升规模产生显著影响。综合考虑在役发电机组、电力市场情况等状况。研究出运行操作管理的原则、方法、技术路线、内容等，使在役机组灵活性的运行操作稳定、可靠性高，为机组灵活性调峰项目应用奠定基础，且在630MW机组成功应用，供发电厂参考。

参考文献

［1］吕学勤，刘刚，黄自元.电力调峰方式及其存在的问题［J］.电站系统工程，2007，23（5）：37-40.

［2］洪钧，张保衡.火电机组调峰运行方案的优化研究［J］.华北电力学院学报，1992（2）：47-52.

［3］杨继明.调峰对锅炉设备和运行技术的要求［J］.锅炉技术，2004，35（3）：59-63.