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        某燃?xì)廨啓C(jī)通風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行方式優(yōu)化的技術(shù)改造

        2022-02-13 10:07:57肖永兵
        機(jī)電信息 2022年3期
        關(guān)鍵詞:通風(fēng)系統(tǒng)燃?xì)廨啓C(jī)控制系統(tǒng)

        摘要:某9E燃?xì)廨啓C(jī)電廠為調(diào)峰電廠,電網(wǎng)調(diào)度對(duì)其機(jī)組的及時(shí)性和安全性要求較高,原機(jī)組設(shè)計(jì)配置了一臺(tái)透平間抽風(fēng)機(jī)88BT和一臺(tái)負(fù)荷間送風(fēng)機(jī)88VG,這兩臺(tái)風(fēng)機(jī)的作用是在燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)行期間,將輔機(jī)間、透平間、負(fù)荷間艙室內(nèi)的熱量帶走,保證燃?xì)廨啓C(jī)安全運(yùn)行。而這兩臺(tái)風(fēng)機(jī)均無冗余備用風(fēng)機(jī),一旦任何一臺(tái)風(fēng)機(jī)出現(xiàn)故障,將使透平間和負(fù)荷間冷卻風(fēng)量瞬時(shí)失去,由于燃?xì)廨啓C(jī)故障造成全廠聯(lián)合循環(huán)非計(jì)劃停運(yùn)。鑒于此,通過對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)通風(fēng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的深入研究,采取了透平間和負(fù)荷間各增加一臺(tái)在線備用風(fēng)機(jī)的優(yōu)化方案,消除了機(jī)組的安全隱患。

        關(guān)鍵詞:通風(fēng)系統(tǒng);燃?xì)廨啓C(jī);邏輯聯(lián)鎖;控制系統(tǒng);風(fēng)機(jī)

        中圖分類號(hào):TK473;TM611.31? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A? 文章編號(hào):1671-0797(2022)03-0072-05

        DOI:10.19514/j.cnki.cn32-1628/tm.2022.03.021

        0? ? 引言

        某9E燃?xì)廨啓C(jī)電廠采用GE公司生產(chǎn)的PG9171E型燃?xì)廨啓C(jī),于1996年投產(chǎn),之后一直用作調(diào)峰發(fā)電。隨著對(duì)該9E燃?xì)廨啓C(jī)的深入了解,發(fā)現(xiàn)其透平間抽風(fēng)機(jī)和負(fù)荷間送風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)冗余不夠,未設(shè)計(jì)在線備用切換風(fēng)機(jī),對(duì)機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行構(gòu)成一定威脅。雖然該電廠已制作了備用風(fēng)機(jī),但出現(xiàn)故障時(shí)更換風(fēng)機(jī)所需要的時(shí)間較長,無法滿足電網(wǎng)的應(yīng)急需求。

        1? ? 燃?xì)廨啓C(jī)原通風(fēng)系統(tǒng)概述

        機(jī)組原通風(fēng)系統(tǒng)布置如圖1所示。

        燃?xì)廨啓C(jī)通風(fēng)系統(tǒng)由透平間和負(fù)荷間通風(fēng)系統(tǒng)組成。燃?xì)廨啓C(jī)需要全天候運(yùn)行,其機(jī)組被安裝在完全密閉的罩殼內(nèi)部,輔機(jī)間、透平間還有負(fù)荷間的頂壁和四周均鋪設(shè)了具有良好隔熱性能的裝配材料,以便控制這兩個(gè)區(qū)域的空氣溫度并維持艙室的設(shè)計(jì)溫度,為機(jī)組提供理想的運(yùn)行環(huán)境。因此,無論是輔機(jī)間、透平間還是負(fù)荷間,艙室溫度均需要進(jìn)行24 h控制。為達(dá)到這一要求,燃?xì)廨啓C(jī)在各艙室頂部安裝了通風(fēng)系統(tǒng),以保證艙室內(nèi)部空氣始終處于流通的狀態(tài)。

        2? ? 燃?xì)廨啓C(jī)通風(fēng)系統(tǒng)存在的問題

        2.1? ? 透平間抽風(fēng)系統(tǒng)原理

        透平間抽風(fēng)機(jī)負(fù)責(zé)輔機(jī)間和透平間的通風(fēng)冷卻,設(shè)計(jì)使輔機(jī)間溫度始終被控制在60 ℃以內(nèi),透平間溫度被控制在80 ℃以內(nèi),箱體內(nèi)外將始終處于0.05~0.1 kPa的微負(fù)壓狀態(tài),使空氣由輔機(jī)間流向透平間被抽風(fēng)機(jī)抽走,解決透平間熱量向輔機(jī)間傳遞的問題[1]。就設(shè)備本身而言,一旦透平間抽風(fēng)機(jī)88BT出現(xiàn)故障,將會(huì)導(dǎo)致輔機(jī)間和透平間冷卻風(fēng)量瞬時(shí)失去,使透平間內(nèi)熱通道部件工況發(fā)生變化,引起燃?xì)廨啓C(jī)振動(dòng)增大,同時(shí)高溫還會(huì)威脅到透平間和輔機(jī)間內(nèi)的熱工元件以及輔機(jī)和油系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

        2.2? ? 負(fù)荷間送風(fēng)系統(tǒng)原理

        負(fù)荷間通風(fēng)冷卻依靠負(fù)荷間送風(fēng)機(jī)88VG來完成,其作用如下:其一,將負(fù)荷間溫度控制在180 ℃左右;其二,將艙室內(nèi)部空間維持在微正壓狀態(tài)。一旦負(fù)荷間送風(fēng)機(jī)88VG出現(xiàn)故障,將直接導(dǎo)致負(fù)荷間溫度升高,威脅到燃?xì)廨啓C(jī)24個(gè)排煙熱電偶,改變?nèi)細(xì)廨啓C(jī)3#軸瓦的工作溫度場,引起燃?xì)廨啓C(jī)振動(dòng)上升,并且一旦負(fù)荷間軸隧溫度達(dá)到250 ℃,燃?xì)廨啓C(jī)將會(huì)自動(dòng)減負(fù)荷停機(jī)。

        2.3? ? 通風(fēng)系統(tǒng)存在的問題

        由此可見,燃?xì)廨啓C(jī)通風(fēng)系統(tǒng)具有十分重要的作用,一旦出現(xiàn)故障,將無法對(duì)處于運(yùn)行狀態(tài)的燃?xì)廨啓C(jī)的透平間、負(fù)荷間溫度加以控制,若透平間、負(fù)荷間溫度超過規(guī)定值[2],將直接導(dǎo)致機(jī)組非計(jì)劃停運(yùn)。而該9E燃?xì)廨啓C(jī)原僅有一臺(tái)透平間抽風(fēng)機(jī)和一臺(tái)負(fù)荷間送風(fēng)機(jī),一旦出現(xiàn)故障,均無在線備用風(fēng)機(jī)及時(shí)進(jìn)行切換,存在很大的安全隱患。

        3? ? 技術(shù)重難點(diǎn)和優(yōu)化方案

        3.1? ? 技術(shù)重難點(diǎn)

        (1)燃?xì)廨啓C(jī)通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化的實(shí)質(zhì)原因是原機(jī)組設(shè)計(jì)的冗余量不足,最常見的優(yōu)化方法是增加一臺(tái)同容量的風(fēng)機(jī)作為備用風(fēng)機(jī)。經(jīng)過現(xiàn)場實(shí)地勘察,原機(jī)組的兩臺(tái)風(fēng)機(jī)設(shè)置在燃?xì)廨啓C(jī)排氣出口頂部,受熱輻射較為嚴(yán)重,而且機(jī)組設(shè)計(jì)之初并沒有預(yù)留設(shè)置備用風(fēng)機(jī)的場地和氣流、動(dòng)力電纜、控制電纜等通道,這和目前改造后的同機(jī)組設(shè)置有很大不同,缺乏相關(guān)的參考技術(shù)資料。

        (2)該電廠燃?xì)廨啓C(jī)已改為艾默生的OVATION控制系統(tǒng),和GE原Mark V控制系統(tǒng)有一定的差別,改造后的系統(tǒng)啟動(dòng)控制、風(fēng)機(jī)故障自動(dòng)切換等程序的修改等關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié),需要專業(yè)技術(shù)人員執(zhí)行。

        3.2? ? 方案選擇

        燃?xì)廨啓C(jī)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)布置如圖2所示。

        該電廠依據(jù)原機(jī)組風(fēng)機(jī)參數(shù),各仿制了一臺(tái)透平間抽風(fēng)機(jī)和一臺(tái)負(fù)荷間送風(fēng)機(jī),作為燃?xì)廨啓C(jī)通風(fēng)系統(tǒng)故障時(shí)的緊急應(yīng)對(duì)措施,但更換時(shí)間較長,不能滿足調(diào)峰電廠對(duì)機(jī)組的應(yīng)急要求。目前部分9E同類型燃?xì)廨啓C(jī)電廠對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)通風(fēng)系統(tǒng)的優(yōu)化改造,是基于其原風(fēng)機(jī)位于機(jī)組箱體地面左右兩側(cè),若將原風(fēng)機(jī)移至左右兩側(cè)地面,雖然機(jī)組設(shè)置更加合理,但由于風(fēng)機(jī)揚(yáng)程的限制,原機(jī)組的風(fēng)機(jī)以及風(fēng)道等都將不再適配,代價(jià)較大。而且目前這種風(fēng)機(jī)改造優(yōu)化設(shè)計(jì)缺少大量理論數(shù)據(jù)支持,優(yōu)化方案需要進(jìn)行多次試驗(yàn),周期長、成本高。

        經(jīng)過實(shí)地考察分析,從安全性、經(jīng)濟(jì)性方面考慮,最終選擇擴(kuò)容新增風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)布置如下:在燃?xì)廨啓C(jī)透平間右側(cè)和煙道前方增加剛性風(fēng)機(jī)平臺(tái),將原機(jī)組風(fēng)機(jī)移出排氣煙道上方,和新增風(fēng)機(jī)一起置于該平臺(tái),以減少排氣煙氣熱輻射,且獲得更好的布置方式,還很好地滿足了電廠日常巡檢和檢修要求。

        3.3? ? 新增MCC小室方案

        因新增多臺(tái)備用風(fēng)機(jī)等,而原控制室內(nèi)沒有配置多余MCC柜開關(guān)抽屜,需新增一個(gè)MCC小室,MCC小室內(nèi)配置MCC柜,以滿足新增設(shè)備的使用功能。

        MCC小室供應(yīng)項(xiàng)目清單如表1所示。

        3.4? ? 具體組態(tài)配置

        3.4.1? ? 透平間抽風(fēng)機(jī)程序優(yōu)化

        原機(jī)組通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)有一臺(tái)透平間抽風(fēng)機(jī)88BT和一臺(tái)負(fù)荷間送風(fēng)機(jī)88VG,88BT在燃?xì)廨啓C(jī)啟動(dòng)零轉(zhuǎn)速以上自動(dòng)投運(yùn),停機(jī)熄焰后退出,60 min后,88BT再次投入,在燃?xì)廨啓C(jī)CO2滅火保護(hù)系統(tǒng)投入時(shí)88BT退出,透平間溫度高開關(guān)26BT-1高于149 ℃報(bào)警[3]。增加一臺(tái)透平間抽風(fēng)機(jī)88BT-2后的88BT-1/2信號(hào)及邏輯聯(lián)鎖設(shè)計(jì)如下。

        (1)88BT-1/2信號(hào)列表如表2所示。

        (2)優(yōu)化后88BT-1/2邏輯聯(lián)鎖實(shí)現(xiàn)功能如下:

        1)兩臺(tái)風(fēng)機(jī)具備預(yù)選功能,可以選擇任一風(fēng)機(jī)首先啟動(dòng);

        2)兩臺(tái)風(fēng)機(jī)具備切換功能,機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)下,可任意切換運(yùn)行的風(fēng)機(jī);

        3)在機(jī)組正常運(yùn)行狀態(tài)下,33BT-1/52BT-1聯(lián)鎖啟動(dòng)88BT-2風(fēng)機(jī),任一條件動(dòng)作則啟動(dòng)88BT-2風(fēng)機(jī);

        4)在機(jī)組正常運(yùn)行狀態(tài)下,33BT-2/52BT-2聯(lián)鎖啟動(dòng)88BT-1風(fēng)機(jī),任一條件動(dòng)作則啟動(dòng)88BT-1風(fēng)機(jī);

        5)在機(jī)組正常運(yùn)行狀態(tài)下,30BT-1聯(lián)鎖啟動(dòng)88BT-2風(fēng)機(jī),若出現(xiàn)88BT-1電氣故障則啟動(dòng)88BT-2風(fēng)機(jī);

        6)在機(jī)組正常運(yùn)行狀態(tài)下,30BT-2聯(lián)鎖啟動(dòng)88BT-1風(fēng)機(jī),若出現(xiàn)88BT-2電氣故障則啟動(dòng)88BT-1風(fēng)機(jī)。

        3.4.2? ? 負(fù)荷間送風(fēng)機(jī)程序優(yōu)化

        負(fù)荷間送風(fēng)機(jī)88VG檢測到火焰后,88VG投入,熄焰后直至負(fù)荷間溫度低于35 ℃,88VG退出,在燃?xì)廨啓C(jī)CO2滅火保護(hù)系統(tǒng)投入時(shí)88VG退出,負(fù)荷間溫度高開關(guān)26VG-1高于204 ℃報(bào)警,軸隧溫度高TTIB1達(dá)到250 ℃,并網(wǎng)前會(huì)自動(dòng)停機(jī),并網(wǎng)后會(huì)自動(dòng)減負(fù)荷[3]。增加一臺(tái)負(fù)荷間送風(fēng)機(jī)88VG-2后的88VG-1/2信號(hào)及邏輯聯(lián)鎖設(shè)計(jì)如下。

        (1)88VG-1/2信號(hào)列表如表3所示。

        (2)優(yōu)化后88VG-1/2邏輯聯(lián)鎖實(shí)現(xiàn)功能如下:

        1)兩臺(tái)風(fēng)機(jī)具備預(yù)選功能,可以選擇任一風(fēng)機(jī)首先啟動(dòng);

        2)兩臺(tái)風(fēng)機(jī)具備切換功能,機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)下,可任意切換運(yùn)行的風(fēng)機(jī);

        3)在機(jī)組正常運(yùn)行狀態(tài)下,33VG-1/52VG-1聯(lián)鎖啟動(dòng)88VG-2風(fēng)機(jī),任一條件動(dòng)作則啟動(dòng)88VG-2風(fēng)機(jī);

        4)在機(jī)組正常運(yùn)行狀態(tài)下,33VG-2/52VG-2聯(lián)鎖啟動(dòng)88VG-1風(fēng)機(jī),任一條件動(dòng)作則啟動(dòng)88VG-1風(fēng)機(jī);

        5)在機(jī)組正常運(yùn)行狀態(tài)下,30VG-1聯(lián)鎖啟動(dòng)88VG-2風(fēng)機(jī),若出現(xiàn)88VG-1電氣故障則啟動(dòng)88VG-2風(fēng)機(jī);

        6)在機(jī)組正常運(yùn)行狀態(tài)下,30VG-2聯(lián)鎖啟動(dòng)88VG-1風(fēng)機(jī),若出現(xiàn)88VG-2電氣故障則啟動(dòng)88VG-1風(fēng)機(jī)。

        3.4.3? ? 風(fēng)機(jī)信號(hào)聯(lián)絡(luò)表

        通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化后的風(fēng)機(jī)信號(hào)聯(lián)絡(luò)表如表4所示。

        3.4.4? ? 畫面修改

        在燃?xì)廨啓C(jī)“UNIT CONTROL”下的“MOTORS”畫面上增加了88TK-3的控制和狀態(tài)顯示,如圖3所示。

        3.5? ? 靜態(tài)、動(dòng)態(tài)試驗(yàn)和調(diào)試

        就地接線和邏輯修改完成后,接下來進(jìn)行信號(hào)傳動(dòng)、靜態(tài)邏輯測試、動(dòng)態(tài)試驗(yàn)等工作,電氣數(shù)據(jù)如表5所示。

        4? ? 結(jié)語

        綜上所述,通過調(diào)試和試運(yùn)行,燃?xì)廨啓C(jī)通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化后能在一臺(tái)常用風(fēng)機(jī)停用后迅速啟動(dòng)備用風(fēng)機(jī),并能保持輔機(jī)間、透平間和負(fù)荷間溫度基本保持不變,維持燃?xì)廨啓C(jī)的正常穩(wěn)定運(yùn)行。這表明機(jī)組在風(fēng)機(jī)發(fā)生故障后,這個(gè)通風(fēng)系統(tǒng)仍能保持正常運(yùn)行,使運(yùn)行可靠性得到了顯著提高,從而有效消除了風(fēng)機(jī)故障造成非計(jì)劃停運(yùn)和事故的隱患,系統(tǒng)優(yōu)化改造達(dá)到了預(yù)期效果。

        [參考文獻(xiàn)]

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        [3] 楊順虎.燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電設(shè)備及運(yùn)行[M].北京:中國電力出版社,2003.

        收稿日期:2021-11-16

        作者簡介:肖永兵(1978—),男,湖北武漢人,工程師,長期從事燃?xì)廨啓C(jī)電廠檢修管理工作。

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