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        1000MW機組漏風(fēng)控制系統(tǒng)安全運行分析及改造優(yōu)化應(yīng)用

        2016-10-14 04:27:59張誠
        科學(xué)與財富 2016年28期
        關(guān)鍵詞:預(yù)器預(yù)熱器漏風(fēng)

        張誠

        摘 要:文章就1000MW超超臨界燃煤發(fā)電機組使用的空預(yù)器漏風(fēng)控風(fēng)系統(tǒng)的組成和監(jiān)測保護進行闡述。對日常實際使用中出現(xiàn)的問題進行分析,并給出了解決優(yōu)化實施方案。

        關(guān)鍵詞:1000MW超超臨界燃煤發(fā)電機組;空預(yù)器漏風(fēng);控制系統(tǒng);安全運行

        一、 背景介紹

        外高橋第三發(fā)電有限公司使用的空氣預(yù)熱器漏風(fēng)控制系統(tǒng)(LCS)為上海市東方海事工程技術(shù)有限公司設(shè)計生產(chǎn)制造。

        在運行的過程中,曾經(jīng)出現(xiàn)過扇形板持續(xù)下行,導(dǎo)致空氣預(yù)熱器電流增大的現(xiàn)象。根據(jù)現(xiàn)場的實際情況、現(xiàn)場報警記錄和DCS歷史趨勢曲線分析,認定這一情況的發(fā)生是由于設(shè)備長期運行中接觸器積灰等原因,造成接觸器觸點粘連,不能正常脫開,造成扇形板不斷下行彎曲,和空預(yù)器轉(zhuǎn)子摩擦,導(dǎo)致空氣預(yù)熱器電流增大。

        本文對空氣預(yù)熱器漏風(fēng)控制系統(tǒng)實際使用中發(fā)現(xiàn)的安全問題進行分析并給出改造實施方案。

        二、 系統(tǒng)簡介

        空氣預(yù)熱器是火力發(fā)電廠運行中不可缺少的重要輔機設(shè)備。它在運行中產(chǎn)生的漏風(fēng)主要包括了二部分:間隙導(dǎo)致的直接漏風(fēng)和轉(zhuǎn)動導(dǎo)致的攜帶漏風(fēng),預(yù)熱器的殼體與轉(zhuǎn)子之間存在間隙。預(yù)熱器中煙氣與空氣由密封分開。殼體密封板與轉(zhuǎn)子密封片之間的密封間隙總是大于零。壓力較高的空氣會穿過密封間隙漏向壓力較低的煙氣側(cè),這是直接漏風(fēng)。

        轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)倉格中所包容的空氣隨著轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn),會不斷地轉(zhuǎn)移到煙氣側(cè),被煙氣帶走,這是轉(zhuǎn)動導(dǎo)致的攜帶漏風(fēng)。這種攜帶漏風(fēng)是預(yù)熱器的結(jié)構(gòu)型式本身決定的,無法減小。

        直接漏風(fēng)與密封間隙成正比,與壓差的平方根成正比。預(yù)熱器中氣流間壓差的大小,主要取決于制粉系統(tǒng)以及鍋爐煙風(fēng)道的阻力。壓差與其本身結(jié)構(gòu)也有一定的關(guān)系,但當(dāng)預(yù)熱器的直徑尺寸確定后,就不可能通過設(shè)計本身去減小其中的氣流間壓差值了。因此,從設(shè)計的角度減小漏風(fēng)的唯一方式就是將將密封間隙控制在最小限度。

        預(yù)熱器密封裝置的設(shè)計的關(guān)鍵就在于研究其變形的規(guī)律,使設(shè)計出的密封裝置能夠有效地控制各種工況下,確保密封間隙處在最小限值。

        空預(yù)器漏風(fēng)控制系統(tǒng)(以下簡稱LCS)就是為了這個目的而設(shè)計的。它的設(shè)計原理是:使空預(yù)器的扇形密封板與是受到煙氣加熱的熱變形轉(zhuǎn)子緊密貼合。為了減少漏風(fēng)量,扇形板的位置由位置發(fā)送器來檢測,確保扇形板的密封間隙維持在最小區(qū)間。[1]

        三、 應(yīng)用中出現(xiàn)的安全問題及分析

        3.1 問題描述

        某次機組運行期間發(fā)生空預(yù)器A3扇形板故障。至現(xiàn)場檢查,故障狀態(tài)為:A3扇形板系統(tǒng)報警是傳感器故障,初級限位開關(guān)動作。此時,運行人員就地操作,A3扇形板上行,空預(yù)器電流已恢復(fù)正常值。

        依據(jù)歷史曲線分析,在故障發(fā)生前空預(yù)器A所有扇形板(A1、A2、A3)均動作正常。此后,A3板開始下探,當(dāng)下探至初級限位開關(guān)動作時,此時A3板應(yīng)回復(fù)上行,但A3板并沒有上行,仍在繼續(xù)下探,導(dǎo)致次級限位開關(guān)動作,傳感器故障報警。直至空預(yù)器電流超過超限,系統(tǒng)保護動作,所有扇形板強制回復(fù)上行,A1、A2板開始上行,但A3板仍在下探,直到運行人員到就地手動操作后,A3才開始恢復(fù)上行。

        在此次事件中,若運行人員未能及時切換手動操作,空預(yù)器電流繼續(xù)上升,將導(dǎo)致空預(yù)器A跳閘,并觸發(fā)空預(yù)器RB。這將會對機組的安全運行導(dǎo)致極大隱患。

        3.2 問題分析

        空預(yù)器間隙調(diào)整系統(tǒng)在扇形板下探過程中有多套保護使扇形板停止下探恢復(fù)上行,避免空預(yù)器電流保護動作:

        1. 扇形板下探至初級限位開關(guān)動作,上行距離約一可調(diào)距離后停止。

        2. 如初級限位開關(guān)沒有動作,次級限位開關(guān)動作,傳感器故障報警,扇形板強制回復(fù)上行。

        3. 當(dāng)扇形板最大限位開關(guān)動作后,扇形板也回復(fù)上行。

        4. 當(dāng)空預(yù)器電流超過一定電流后,保護動作,扇形板強制回復(fù)上行。

        但在此次事件中,以上各保護均正常動作,但A3扇形版未能及時上行回復(fù)。

        因此,確認是A3扇形板馬達交流接觸器(控制下探)在接到保護動作指令后,接觸器觸點沒有立即釋放,始終在吸合位置,導(dǎo)致A3板持續(xù)下探。

        四、 改造方案

        與為了杜絕這一現(xiàn)象的發(fā)生,保證設(shè)備的安全運行,特制定以下升級改進方案,具體方案如下:

        1、增加扇形板提升機構(gòu)下行接觸器。在原有下行接觸器的基礎(chǔ)上串聯(lián)一個下行接觸器KM1B,當(dāng)兩個接觸器中的任一個接觸器由于長時間運行造成觸點粘合,不能正常斷開時,另外一個繼電器可以斷開電機動力電源,避免因接觸器粘合不能切除電機電源造成扇形板下彎而卡塞空預(yù)器情況的發(fā)生。雙接觸器串聯(lián),使安全系數(shù)加倍,起到雙重保護的作用。

        2、監(jiān)視空預(yù)器轉(zhuǎn)子A、B側(cè)電流和扇形板提升機構(gòu)上行接觸器。在上行接觸器KM12上增加一常閉輔助觸點送至DCS,作為上行接觸器是否動作的監(jiān)視(上行時觸點斷開,不上行時觸點閉合),在主控柜中增加可用于切斷動力電源的設(shè)備。DCS中增加一套邏輯判斷電路:當(dāng)空預(yù)器任何一側(cè)電流增大,超出電流上限值時,正常情況下應(yīng)該提升扇形板到最高位置,如果上行接觸器仍然沒有閉合,扇形板仍然沒有提升,則斷開動力電源,自動啟用氣馬達提升扇形板到最高位置。于此同時,DCS發(fā)出報警信號提醒運行人員。

        五、 結(jié)束語

        通過以上措施,為系統(tǒng)增加了兩套保護:

        第一:雙下行接觸器可以有效防止下行接觸器不能正常斷開情況的發(fā)生。

        第二:上行接觸器和空氣預(yù)熱器電流監(jiān)控DCS邏輯電路,可以在電流增大,但上行接觸器不能正常吸合的情況下,切斷主電源,啟動氣馬達提升扇形板。

        綜合以上二套后備保護,在系統(tǒng)原有保護的基礎(chǔ)上,可以有效的防止因扇形板不能正常提升與空氣預(yù)熱器摩擦而造成空氣預(yù)熱器電流增大這一情況的發(fā)生。提高設(shè)備的安全性和可靠性,保證機組的安全可靠運行。

        參考文獻

        [1] 預(yù)熱器漏風(fēng)控制系統(tǒng)運行維修說明書 上海鍋爐廠有限公司 2006.

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