郭林海

摘 要：本文以華電國際十里泉發(fā)電廠300MW機(jī)組ETS改造為例，分析了傳統(tǒng)ETS的組成及其設(shè)計(jì)存在的問題，詳細(xì)從ETS電源系統(tǒng)、PLC系統(tǒng)及TSI系統(tǒng)提出了技術(shù)改造方案并實(shí)施，取得良好改造效果，確保了機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：火電廠；汽輪機(jī)；危急保護(hù)；ETS；TSI

通過總結(jié)近幾年發(fā)生的因 ETS 系統(tǒng)（含 TSI 系統(tǒng)）設(shè)備原因造成的機(jī)組非停事件，發(fā)現(xiàn)目前各 ETS 系統(tǒng)的功能原理設(shè)計(jì)存在較大差異，由于多數(shù) ETS 系統(tǒng)為設(shè)備廠家配供，出于節(jié)省成本、對二十五項(xiàng)反措理解偏差及片面強(qiáng)調(diào)保護(hù)主設(shè)備的觀念影響，對 ETS 自身的可靠性考慮不周，造成發(fā)生多次因?yàn)?ETS 系統(tǒng)本身故障原因造成的機(jī)組非停。為提高 ETS系統(tǒng)的可靠性，減少因?yàn)?ETS 系統(tǒng)原因造成的機(jī)組非停，目前華電國際十里泉發(fā)電廠對300MW機(jī)組ETS 系統(tǒng)進(jìn)行改造或升級(jí)，通過對在役的 ETS 系統(tǒng)原理設(shè)計(jì)總結(jié)優(yōu)化，對目前采用 PLC 實(shí)現(xiàn)方式的 ETS 系統(tǒng)提出優(yōu)化提高可靠性的方案，確保了機(jī)組的安全運(yùn)行。

1 設(shè)備介紹

華電國際十里泉發(fā)電廠2×300MW機(jī)組為哈爾濱汽輪機(jī)廠制造C330/300-16.7/1.0/537/537型汽輪機(jī)，是以美國西屋公司的30萬千瓦考核機(jī)組的技術(shù)為基礎(chǔ)，對通流部分進(jìn)行改進(jìn)后的新型汽輪機(jī)，是亞臨界、一次中間再熱、單軸、雙缸、雙排汽反動(dòng)式汽輪機(jī)。汽輪機(jī)采用數(shù)字電液控制系統(tǒng)（DEH）。ETS保護(hù)裝置由PLC及其控制回路構(gòu)成，危急遮斷系統(tǒng)是ETS觸發(fā)信號(hào)或DEH觸發(fā)信號(hào)驅(qū)動(dòng)AST電磁閥失電，從而泄去高壓抗燃油，實(shí)現(xiàn)緊急停機(jī)。

2 問題提出及優(yōu)化

2.1 ETS系統(tǒng)電源系統(tǒng)優(yōu)化

2.1.1 目前現(xiàn)狀

目前兩臺(tái)300MW機(jī)組 ETS 控制系統(tǒng)及機(jī)組跳閘 AST 電磁閥驅(qū)動(dòng)電源供電方式主要有兩種方式：一類是全部由同一電壓等級(jí)的交流電源供電；另一類 ETS 控制系統(tǒng)電源交流電源供電，機(jī)組跳閘 AST 電磁閥直流電源供電。

2.1.2 優(yōu)化方案

取消ETS柜下部的原雙路電源切換箱，在原位增加兩路電源開關(guān)、兩個(gè)電源監(jiān)視繼電器及端子排；雙路電源分別送至兩套PLC、24V電源模塊及電磁閥回路；ETS交流電源失電報(bào)警送至DCS系統(tǒng)一級(jí)報(bào)警。AST電磁閥電源一路UPS電源為#1、#3AST電磁閥供電，另一路保安段電源為#2、#4電磁閥供電。并加裝雙路電源接觸器切換裝置。試驗(yàn)電磁閥電源由ETS電源供給改為取自熱控儀表電源柜。新方案實(shí)現(xiàn)兩段電源隔離，正常兩路分路供電，并在任一路失電時(shí)自動(dòng)切換至另一路供電，保證有一路電源為不間斷供電，與分路單獨(dú)供電相比，可避免單路失電情況下保護(hù)拒動(dòng)，即使發(fā)生切換的一路電源有切換時(shí)間差，但不影響系統(tǒng)正常工作。

2.2 ETS系統(tǒng)PLC優(yōu)化

2.2.1 目前現(xiàn)狀

兩臺(tái)300MW機(jī)組 ETS 控制系統(tǒng)分別為兩套PLC冗余配置，因受PLC系統(tǒng)限制，潤滑油壓、真空、抗燃油壓力開關(guān)等重要保護(hù)信號(hào)分別集中在同一塊卡件上沒能滿足重要保護(hù)輸入信號(hào)分散在不同卡件上的要求。同時(shí)ETS系統(tǒng)配套設(shè)備廠家出于節(jié)省成本的目的，各保護(hù)信號(hào)的輸入方式多采用現(xiàn)場信號(hào)直接并聯(lián)輸入到主輔PLC輸入DI模件，此種方式存在主、輔PLC的DI模件采樣電壓信號(hào)直接并聯(lián)的問題，對系統(tǒng)工作的可靠性有潛在的影響。并且部分保護(hù)的信號(hào)沒有采用冗余配置方式，仍存在單一信號(hào)參與保護(hù)的問題。

2.2.2 優(yōu)化方案

對300MW機(jī)組ETS系統(tǒng)升級(jí)改造，在原系統(tǒng)基礎(chǔ)上升級(jí)采用西門子技術(shù)，增加輸入、輸出卡件，滿足保護(hù)回路重要信號(hào)冗余分散配置的要求，對PLC控制器組態(tài)修改、調(diào)試，提高系統(tǒng)可靠性。MFT信號(hào)由一路改為三路，分別送至三塊DI卡，在組態(tài)內(nèi)部實(shí)現(xiàn)三取二冗余輸出。將原ETS三路超速保護(hù)信號(hào)分別布置到三塊DI卡，在組態(tài)內(nèi)部實(shí)現(xiàn)三取二冗余輸出。新增三路主油開關(guān)跳閘信號(hào)，分別送至三塊DI卡，在組態(tài)內(nèi)部實(shí)現(xiàn)三取二冗余輸出。徹底消除單點(diǎn)保護(hù)。所有參與保護(hù)的輸入信號(hào)按照三重冗余或四取二并串聯(lián)方式配置，并且冗余配置的信號(hào)分散至不同的輸入信號(hào)卡件，避免單一信號(hào)參與保護(hù)造成的保護(hù)誤動(dòng)或拒動(dòng)。如參與保護(hù)的信號(hào)只能送出一路信號(hào)，可將外部信號(hào)送三路信號(hào)擴(kuò)展中間繼電器，防止PLC單一DI通道故障造成保護(hù)誤動(dòng)。對300MW機(jī)組ETS系統(tǒng)升級(jí)改造后，滿足保護(hù)回路重要信號(hào)冗余分散配置的要求，能夠解決重要保護(hù)信號(hào)集中在同一卡件上的問題，不會(huì)因某個(gè)卡件故障造成機(jī)組誤跳閘問題，減少ETS系統(tǒng)設(shè)備誤動(dòng)次數(shù)，提高ETS系統(tǒng)可靠性。

2.3 TSI系統(tǒng)優(yōu)化

2.3.1 目前現(xiàn)狀

兩臺(tái)300MW機(jī)組汽輪機(jī)機(jī)振動(dòng)測量裝置均采用本特利TSI3500系統(tǒng)，測量振動(dòng)、位移等保護(hù)測點(diǎn)信號(hào)，測量裝置卡件3500/42卡，每塊卡件分別接入4路信號(hào)，通過邏輯判斷后集中有3500/32卡保護(hù)輸出，單個(gè)信號(hào)檢查或維護(hù)需解除其它測點(diǎn)保護(hù)信號(hào)，不利于機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行，由于振動(dòng)及位移測點(diǎn)屬機(jī)組重要保護(hù)信號(hào)，給機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來巨大風(fēng)險(xiǎn)。

2.3.2 優(yōu)化方案

購買測量裝置增加3500/42測量卡件，在每臺(tái)機(jī)組TSI3500控制機(jī)柜下方有予留按裝設(shè)備位置，利用機(jī)組檢修機(jī)會(huì)開孔按裝，將現(xiàn)場就地來信號(hào)合理分配至新增加卡件，振動(dòng)保護(hù)邏輯上分別做成各自軸承X向的危險(xiǎn)值與上Y向的報(bào)警值作為測點(diǎn)X向的保護(hù)邏輯輸出，反之Y向做成Y向的危險(xiǎn)值與上X向的報(bào)警值作為測點(diǎn)Y向的保護(hù)邏輯輸出，這樣即解決了測點(diǎn)分布集中的問題又解決了單點(diǎn)保護(hù)的問題。

3 效果分析

改造后的ETS系統(tǒng)，方便了檢修人員的檢查維護(hù)，減少了設(shè)備誤動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)，提高了設(shè)備的穩(wěn)定性、可靠性。同樣電源的改造，單點(diǎn)保護(hù)的消除，降低了外在因素造成信號(hào)誤發(fā)，設(shè)備誤動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)、提高了設(shè)備的穩(wěn)定性，保障了機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

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