宋倫金

(廣州恒運電廠，廣東 廣州510730)

恒運電廠8#機組為300 MW燃煤發(fā)電機組，鍋爐為亞臨界參數(shù)、四角切圓燃燒、自然循環(huán)汽包爐。鍋爐的風(fēng)煙系統(tǒng)分別設(shè)置有2臺一次風(fēng)機、送風(fēng)機、一級引風(fēng)機、二級引風(fēng)機，風(fēng)機均由6 kV的電機驅(qū)動，其系統(tǒng)組成如圖1所示。

圖1 鍋爐的風(fēng)煙系統(tǒng)圖

系統(tǒng)工作流程:A、B一次風(fēng)機將一部分空氣送至空預(yù)器加熱后形成熱一次風(fēng)，未經(jīng)空預(yù)器加熱的風(fēng)為冷一次風(fēng)，熱一次風(fēng)和冷一次風(fēng)均到制粉系統(tǒng)供磨煤機制粉用;A、B送風(fēng)機將空氣送至空預(yù)器加熱后形成熱二次風(fēng)，在爐膛與煤粉一起混合燃燒，形成煙氣，煙氣從鍋爐的省煤器出來后進入SCR脫硝反應(yīng)器，隨后進入空預(yù)器;然后經(jīng)過靜電除塵、一級引風(fēng)機、脫硫及布袋除塵系統(tǒng)、二級引風(fēng)機、煙囪排向大氣。

1 存在問題

(1)風(fēng)機振動探頭的安裝位置不合理，信號測量回路易受干擾，導(dǎo)致風(fēng)機振動過大而跳風(fēng)機;有時風(fēng)機振動信號顯示為0，失去對風(fēng)機振動的監(jiān)視和保護。

(2)風(fēng)機軸承溫度保護邏輯不合理，不能有效、可靠、安全地保護風(fēng)機軸承。曾經(jīng)出現(xiàn)過因單點溫度信號故障導(dǎo)致風(fēng)機誤跳閘的情況。

(3)電機及其風(fēng)機油站的控制策略和控制回路及設(shè)備均由原風(fēng)機廠家配套設(shè)置，控制策略較落后且不符合控制系統(tǒng)實際情況，在運行中易發(fā)生油站油泵全停，導(dǎo)致電機或風(fēng)機誤跳閘，或是軸承得不到有效的潤滑而引起風(fēng)機軸承溫度高跳風(fēng)機的情況，直接影響鍋爐的安全、穩(wěn)定運行。

鑒于以上問題，提高電機及其風(fēng)機運行的可靠性顯得十分必要和迫切。

2 熱工控制策略改進

在2013年年初的A級檢修中，從改進電機及其風(fēng)機的熱工控制策略入手，對電機及其風(fēng)機的振動探頭安裝、振動測量回路的抗干擾、油站的控制策略及聯(lián)動策略、DCS的邏輯組態(tài)進行了全方位的改進，極大地提高了電機及其風(fēng)機運行的可靠性。

2.1 改進風(fēng)機軸承振動信號的檢測策略

風(fēng)機振動探頭采用Epro公司的產(chǎn)品，每臺風(fēng)機在風(fēng)機的軸承處安裝有2臺振動探頭，分別測量風(fēng)機軸承的水平方向和垂直方向的振動信號。

2.1.1 改進風(fēng)機振動探頭的安裝方式

原廠家設(shè)計采用“┓”型鐵板同時安裝垂直和水平振動探頭:上部安裝垂直振動探頭，右側(cè)板安裝水平振動探頭，如圖2所示。該方式使水平方向的振動信號易波動，產(chǎn)生測量誤差，現(xiàn)改用獨立的12 mm厚的鋼板來代替:垂直和水平振動探頭均獨立安裝在各自的鋼板上，消除安裝板本身振動所產(chǎn)生的測量誤差，如圖3所示。

圖2 原“┓”型鐵板安裝方式

圖3 改進后的獨立安裝方式

2.1.2 合理設(shè)置風(fēng)機振動探頭的檢測頻率

在各振動變送器內(nèi)設(shè)置合理的振動頻率檢測范圍，根據(jù)風(fēng)機的實際轉(zhuǎn)速進行有效倍頻設(shè)置，即檢測倍頻不超過工作頻率的10倍，從而有效過濾干擾頻率。

2.1.3 消除風(fēng)機振動探頭信號回路的干擾信號

原探頭測量回路信號易波動，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)是干擾所致，于是在振動信號測量回路串入500 Ω的電阻，增強信號分配能力，抑制了干擾信號，提高了抗干擾效果。

2.1.4 增加探頭供電電源的可靠性和失電報警功能

振動探頭與振動變送器相連，每臺變送器接收每臺風(fēng)機的水平和垂直振動信號，變送器由2路24 V DC的電源供電，原設(shè)計2路24 V DC的電源均來自主機UPS(不停電電源，220 V AC)電源經(jīng)24 V DC的電源裝置降壓后供給，變送器送出4～20 mA DC的信號至DCS，實現(xiàn)振動信號的顯示和保護。原設(shè)計中24 V DC電源裝置無失電報警功能，而且2臺24 V DC電源裝置共用一路UPS電源，存在一定的風(fēng)險，如圖4所示。于是，對系統(tǒng)做如下改進:

(1)將2臺24 V DC電源裝置的供電電源獨立開來:一臺仍采用主機的UPS電源供電;另一臺采用本機組的APS(保安段電源)電源供電，將電源故障的風(fēng)險分散(如圖5所示)。

(2)在每臺電源裝置的輸出電壓回路加裝電壓監(jiān)視繼電器，并將信號引至DCS，當(dāng)電源裝置故障無電壓輸出時，立即發(fā)信號到DCS的報警光字牌進行報警，提醒運行人員檢查相關(guān)設(shè)備(如圖5所示)，防止2路24 V DC電源裝置同時斷電導(dǎo)致風(fēng)機誤跳閘或失去對振動信號的監(jiān)視。

圖4 24 V DC電源裝置改造前的電源結(jié)構(gòu)圖

2.2 改進風(fēng)機軸承溫度保護的控制邏輯

風(fēng)機軸承溫度原設(shè)計有9支PT100的熱電阻測溫元件監(jiān)視軸承溫度的變化，并在DCS邏輯回路中設(shè)置為任一溫度元件超過90℃時跳閘對應(yīng)的風(fēng)機。由于只選任意一支溫度元件高的信號做保護判據(jù)，在正常運行中易發(fā)生因溫度元件損壞或信號線松動而導(dǎo)致風(fēng)機誤跳閘的情況出現(xiàn)。于是對邏輯回路進行改進，以保證溫度保護動作的正確性。

圖5 24 V DC電源裝置改造后的電源結(jié)構(gòu)圖

2.2.1 改進風(fēng)機軸承超溫保護邏輯

將每一個軸承上的三支溫度測點設(shè)為一組，每組采取三選二的保護策略，即每組測點中有兩支或以上的溫度測點超溫(≥90℃)時才發(fā)出軸承超溫的保護信號，該信號直接跳閘對應(yīng)風(fēng)機。其邏輯關(guān)系如圖6所示。

圖6 風(fēng)機軸承溫度高保護邏輯

2.2.2 增加溫度速率限制功能

當(dāng)DCS檢測到風(fēng)機軸承溫度以大于或等于10℃/s的速率上升時，則閉鎖此溫度保護的動作，即該信號不參與溫度高保護，并發(fā)“溫度信號不對稱”報警，以及時提醒運行人員注意該風(fēng)機軸承溫度的變化情況，并采取相關(guān)應(yīng)對措施。

2.2.3 建立溫度元件的設(shè)備臺帳，并實行定期檢查制度

(1)在機組大修時對所有溫度原件進行更換，確保溫度元件在一個大修期內(nèi)工作正常;

(2)每次停機均對風(fēng)機軸承溫度就地接線盒內(nèi)的溫度信號線的螺絲進行緊固，防止因就地振動大而出現(xiàn)溫度元件接線松動的情況，避免誤發(fā)溫度高的保護信號。

2.3 改進一次風(fēng)機油站的控制策略

一次風(fēng)機油站原設(shè)計由PLC在就地實現(xiàn)油泵的啟、停和聯(lián)鎖控制及保護，油壓監(jiān)測采用電接點壓力表，油位采用浮球帶動干簧管的形式來測量。在實際運行中電接點壓力表因油管的振動而導(dǎo)致測量不準(zhǔn)確，易使備用油泵誤啟動和停止;油位開關(guān)因浮球滲油下沉使系統(tǒng)誤發(fā)油位低的故障信號而跳閘一次風(fēng)機。為了提高系統(tǒng)的可靠性，做如下改進:

(1)取消就地柜內(nèi)的PLC裝置，簡化控制回路。取消一次風(fēng)機就地柜內(nèi)的PLC裝置，將所有控制策略做在DCS中，實現(xiàn)DCS對就地設(shè)備的直接控制，從而使控制回路簡單化，提高系統(tǒng)可靠性。

(2)更改系統(tǒng)油壓的檢測方式。將監(jiān)測系統(tǒng)油壓的原電接點壓力表更換為壓力開關(guān)，并增加壓力變送器對油壓進行連續(xù)監(jiān)測，通過壓力開關(guān)所采樣的壓力高、低信號送至DCS實現(xiàn)油泵的停止、啟動及聯(lián)鎖控制。

(3)取消風(fēng)機油站油位低跳閘一次風(fēng)機的聯(lián)鎖，改為油位低只起報警作用。

2.4 改進送風(fēng)機油站的控制策略

2.4.1 取消油站油箱油溫聯(lián)鎖加熱器的功能

結(jié)合南方常年的實際環(huán)境溫度，取消油站油箱油溫≥40℃停加熱器和≤30℃啟動加熱器的功能。并將原電接點式的就地溫度表更換為鉑電阻測溫元件，實現(xiàn)溫度信號的遠傳功能，在DCS中直觀地顯示油箱油溫，由運行人員根據(jù)實際情況再啟動、停止加熱器。并在送風(fēng)機畫面實現(xiàn)加熱器運行狀態(tài)的顯示功能。

2.4.2 增加1#油泵、2#油泵的電源狀態(tài)、運行狀態(tài)顯示、報警功能

利用DCS強大的軟光字牌報警功能，將油站異常信號(包括油壓低，油位低，1#、2#油泵電源喪失)引至DCS報警光字牌進行監(jiān)視，方便運行人員監(jiān)視油站設(shè)備的運行狀態(tài)。

2.5 改進二級引風(fēng)機液壓油站(風(fēng)機油站)、稀油站(電機油站)的控制策略

2.5.1 改進油泵的控制功能。

原系統(tǒng)設(shè)計通過DCS只發(fā)出一路啟動指令，由就地控制柜根據(jù)切換開關(guān)的位置來聯(lián)動相關(guān)油泵，不利于DCS單獨對設(shè)備的控制，而且在切換時將使2臺油泵全停，易導(dǎo)致油壓低跳閘風(fēng)機的情況出現(xiàn)?，F(xiàn)將控制回路獨立，DCS可根據(jù)實際情況任意選擇啟、停1#油泵或2#油泵，運行人員無須到就地操作切換開關(guān)，從而提高了系統(tǒng)的可靠性和簡便性。

2.5.2 改進油站油壓低跳閘風(fēng)機的控制策略

原設(shè)計油壓低(＜0.8 MPa)立即跳閘對應(yīng)的二級引風(fēng)機。根據(jù)現(xiàn)場測試情況和風(fēng)機系統(tǒng)實際結(jié)構(gòu)，在二級引風(fēng)機潤滑油壓低于保護定值10 s內(nèi)，對軸承均無影響。因此，在潤滑油壓低跳閘二級引風(fēng)機的保護邏輯組態(tài)中增加延時，將保護邏輯修改為油壓低(＜0.8 MPa)且延時10 s后仍低，則跳閘對應(yīng)的二級引風(fēng)機，以保證備用泵聯(lián)動后有足夠的時間建立起油壓，而不損害設(shè)備和影響風(fēng)機的安全運行。

3 結(jié)語

通過上述改進和完善后，風(fēng)機及其電機運行可靠，改變了以往一年內(nèi)上述風(fēng)機因熱工、電氣(主要是油站油泵)原因而跳閘(或誤跳閘)風(fēng)機8次以上的格局。技術(shù)改進之后，未再出現(xiàn)因熱工原因?qū)е嘛L(fēng)機誤跳閘的情況，極大地提高了6 kV電機及其風(fēng)機安全穩(wěn)定運行的能力。

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