300MW机组40%旁路控制系统的改造.pdf

第 1 4卷 第 3期 重庆电力 高等专科学校学报 j o u r n a l o f c h o n g q i n g e l e c t r i c p o w e r c o l l e g e 2 0 0 9年 8月 au g 2 0 0 9 3 0 0 mw 机组 4 0 旁路控制系统的改造 邓维智 ( 广东粤电公司沙角 a电厂 ， 广东 东莞 5 2 3 9 3 6 ) 【 摘要】介绍某火电厂3 0 0 m w机组 4 0 旁路控制系统的改造情况及改造后的效果， 为其它类似系统的改造提供 借鉴。 【 关键词】旁路控制系统； 改造； 调试 【 中图分类号】 t m 3 1 1 【 文献标识码】 b 【 文章编号】 1 0 0 8 8 0 3 2 ( 2 0 0 9 ) 0 3 - 0 0 0 8 - 0 2 o 概述 广东沙角 a电厂 4 0 容量汽机旁路 系统采用 s u l z e r公司的 a v 6电液控制 系统， 由瑞士 s u l z e r公司在上世纪 8 0年代提供 。该系统设备已严重 老化 ， 备件和维修的费用越来越高 ， 安全可靠性越来 越低 ， 不利于机组的安全经济运行。 在 2 0世纪 9 0年代 ， s u l z e r公司开发 了新 的 定位系统 ， 用 比例 阀 p v作为 c c i s u l z e r标准的 液压控制装置取代 了老的伺服 阀 s t 1 0和闭锁装置 b l 。比例阀的功能与伺服阀的功能基本相同， 但更 可靠 ， 且相关的数字定位器 p v r是智能型的。a v 6 + 控制系统采用多功能的 s c o控制器 ， 替代传统的 p i d控制器 ， 能明显地减少阀门和管道中温度 的变 化 ， 从而延长设备的寿命。下面以沙角 a电厂 5 # 机 组为例 ， 分析旁路控制系统的改造。 1 改造前系统运行中存在的问题 在改造前 ， 旁路控制系统主要存在 以下两个方 面 的问题 ： ( 1 ) 由于伺服 阀对液压油的油质依赖性很 高， 所以其可靠性 比较低 。伺服 阀的技术越来越老， 备 件和维修的费用越来越高， 且伺服 阀无法进行在线 更换 。 ( 2 ) 现有 a v 6控制系统已使用很久 ， 且技术落 后， 无法与 d c s连接。而 a v 6+控制系统能更好地 将旁路阀门控制系统、 油站与 d c s 连接， 大大减少 运行人员的工作 ， 提高系统的安全性。 2 控制系统改造 沙角 a电厂 5 # 机组系国产 3 0 0 mw 机组， 配备 容量 4 0 mc r的高 、 低压两级串联旁路系统 。 系统改造采用近几年 c c i 公司推 出的 a v 6+ 旁路 控 制 系 统 ， 该 系统 采 用 施 耐德 公 司生 产 的 q u a n t u m系列 p l c硬件设备 ， 能改善机组启动特 性 ， 适应机组定压和滑压运行要求 ， 保护再热器。在 一 定程度上实现了启动 、 溢流 、 安全 三大功能， 缩短 了启动时间， 提高负荷 的适应性 。a v 6+旁路控制 系统 由高压旁路和低压旁路两部分组成 ， 主要设备 包括 电子控制装置 、 供油装置和液压执行机构 、 旁路 阀门三大部分。 2 1 高压旁路控制系统 高压旁路控制系统包括压力控制器、 温度控制 器以及开 关控制器。其中， 压力控制器通过旁路阀 门的阀位控制过热器的压力 ； 温度控制器通过喷水 控制 阀的阀位控制旁路阀下游的温度 ； 开 关控制器 则用于控制喷水隔离阀。 压力控制器 的关键是设定点发生器 ， 设定点发 生器的核心是速率 限制 器。在所有 的运行模式期 问 ， 速率限制器限制任何压力增加梯度 ， 从而保护设 备原件免受压力 温度 的过度变化 而带来 的破坏。 运行模式主要由过热器压力和阀位来确定。 2 1 1 启动 首先旁路阀开到最小阀位( y mi n ) ， 以确保点火 后蒸汽流能立刻进入过热器和再热器。当有足够的 蒸汽产 出量以达到最低压力 ( p m i n ) 时， 控制器开始 通过开启阀门来控制蒸汽压力 。当旁路阀到达阀位 y m( 由锅炉启 动期 问所期望 的蒸汽流量确定 ) 时 ， 设定点发生器开始增大压力设定点 ， 以保持与锅炉 蒸汽的产出量保持一致 ， 然而其增 大的速度被 限定 在最大允许梯度值内。一旦达到启动汽机的目 标压 收稿 日期 ： 2 0 0 9 -03 -02 作者简介 ： 邓 维智 ( 1 9 8 l 一) ， 助理工程师 ， 研究 方向 ： 电力系统热控 自动控制装置维护与技术改造。 第3期 邓维智 ： 3 0 0 mw 机组 4 0 旁路控制系统的改造 9 力 ， 设定点发生器转换至固定 的压力控制模式。当 汽机开始接收蒸汽时， 旁路阀开始关小 ； 直至汽机接 收锅炉全部产量时 ， 旁路阀完全关闭。 2 1 2 带负荷运行 当旁路阀关 闭时 ， 压力设定点将跟随实际压力 ， 并比实际压力高 ， 以保 持旁路阀处于关 的状态 ( 跟 随模式) 。对于压力设定点的最大增长梯度仍 有限 制 ， 如果发电蒸汽的压力超过此梯度 ， 例如是由甩负 荷造成 ， 旁路阀将开始打开 ， 控制器返 回到压力控制 模式 。此时蒸汽压力 由旁路控制 ， 直至正常操作恢 复 ， 旁路阀再次关 闭。对于大 幅度甩负荷 或汽机跳 闸的情形 ， 旁路控制器具有必要的快开功能， 以使压 力溢出过程尽量缩短。对于热启动 ， 锅炉 内已有压 力 ， 无需启动最低阀位和最低压力 的功能 ， 压力控制 器将依据过热器压力 自动选择启动模式。 2 1 3 高压旁路出口温度控制系统 运行人员通过改变高压旁路出口温度设定点来 得到想要控制的高压旁路出口蒸汽温度， 该设定值 与高压旁路出口实际蒸汽温度进行 比较 ， 其偏差送 人 p i d控制器 。控制器 的输 出送至高压旁路减温水 调整门， 通过控制减温水量来控制高压旁路出口 温度 。 2 2 低压旁路控制系统 低压旁路系统的作用是在启动或甩负荷时将再 热蒸汽旁路到凝汽器， 以达到保护再热器和汽轮机 的 目的， 低压旁路控制系统包 括低压旁路压力控制 和低压旁路温度控制两套系统。 在低压旁路压力控制系统 中， 再热蒸汽压力设 定值是 由速度级压力 的函数决定的。 低压旁路温度控制系统 中， 由于低压旁路减温 器后面的蒸汽通常处于接近饱 和或饱和状态 ， 因此 减温器后面的温度不能用作被控对象。因此 ， 必须 基于低压旁路蒸汽流量和蒸汽质量计算必要 的减温 水流量及低压旁路减温水调整 门位置。a v 6+设计 了蒸汽焓值计算模块 ， 该模块通过计算再热蒸 汽压 力和温度得到再热蒸汽焓值， 该焓值与低压旁路压 力调整门的开度相乘后 ， 经过函数转换 ， 计算出需要 的喷水量， 即低压旁路温度设定值 ， 再用低压旁路减 温水调整 门前后差压和阀门的特性曲线计算实际的 喷水流量 ， 两者进行比较 ， 从而控制低压旁路减温水 调整门实际开度。 2 3 接 口 旁路控制系统通常与 4 2 0 ma的现场测量信 号相连 ， 各个变送器具有其各 自的 电路保护器 。液 压执行机构的定位 器直接装在控制柜 内， 由此输 出 信号直接驱动比例阀和电磁阀。输出到定位器的信 号为 4 2 0 ma。紧急跳 闸信号 以及报警输 出信号 是硬接线开关量信号 。输出信号通常是干接点转换 连接 ( s p d t ) ， 输入信号通常从其他 系统接入。旁路 控制器提供串行 mo d b u s接 口作为其与 d c s的标 准连接。m o d b u s传输 人机界面 ( mmi ) 的全部信 号 ， 其既允许所有 阀门的手动控制 ， 也允许通过在控 制器中详细定义的设定点来控制。旁路系统控制柜 内配备触屏控制板。触屏控制板显示所有的过程参 数并提供完整的手 动控制 。另外 ， 通过触屏控制板 可以调整所有的控制参数 。旁路系统可通过旁路柜 内操作屏的切换按钮来选择 d c s系统操 作或操作 屏操作 。 3 改造后的效果 改造后带来 以下效果 ： 无需为伺服阀和 a v 6的备件而担心 ； 消除由于伺服阀的堵塞而带来 的安全和使用 问题 ； 新的定位器更容易调节 ； 基于 s c o的控制系 统能更 好地对旁路 阀门 压力和温度进行控制 ； 通过对高旁喷水隔离阀( b d ) 的开关时间控 制 ， 更好的保护高旁 控制 阀( b p) 以及相 连 的蒸汽 管道 ； 更好的延长旁路阀门以及管道的寿命； 先进 的操作界 面和接 口， 使工程师和操作人 员更容易维修和操作。 实践证明， 经过改造后 ， 系统的安全性和可靠性 能完全得到了提高 ， 降低 了运行人员监视调节的工 作强度 ， 也减轻了检修人员 的检修次数 ， 提高了检修 质量 。 4 结论 通过对 4 0 旁路系统的彻底改造 ， 沙角 a电厂 5 # 机组系统的调节品质 、 动作可靠性 和准确性都得 到了很大的提高。旁路系统得 以投入正常运行 ， 改 造效果 良好 ， 获得了成功。消除了 4 0 旁路系统 的 不安全 因素 ， 提高了系统 的稳定性和安全性能。 参考文献： 1 邢伟等 6 0 0 mw 机组 d e h、 me h、 旁路控制系统改造 j 华 东电力 ， 2 0 0 1 ， ( 7 ) 2 陈泽韩 ， 沙角电厂 a厂 2 # 机组汽机旁路系统改造实 践 j 热机技术， 1 9 9 8 ， ( 2 ) ( 下转第 3 2页) 3 2 重 庆 电 力 高 等 专 科 学 校 学 报 第 1 3卷 小雷击跳闸率的效果是显著的， 尤其是 山区的输 电 线路其效果更为明显。 除此外 ， 还有很多其他措施 ， 比如 ： 配网可采用 中性点非有效接地方式运行 ； 加强线路绝缘 ； 装设 自 动重合闸装置以及安装线路避雷器等等。 综上所述 ， 防雷击的措施 ， 追根求源要深入开展 过电压防雷工作 。江津供电局 自2 0 0 5年以来 ， 共计 投入 6 1 0万元用于防雷改造 ， 对辖 区内输 电线路易 被雷击的杆塔加装 了线路避雷器 9 9组， 可控避雷针 2 0 8只； 对 3 5 k v线路无外接接地引下线的接地装置 进行改造 ； 同时加强输 电线路杆塔接地 网的维护工 作 ， 对运行超过 2 0年 的 2 2 0 k v线路 接地网全部进 行重埋 ， 对地阻偏大的接地网开挖检查， 及时更换腐 蚀严重的地网， 对土壤电阻率高， 接地 电阻难以降低 的塔基采用加接地模块来降低杆塔接地电阻或者增 加耦合地线来增强杆塔耐雷水平。江津局近几年不 断加强对输电线路 防雷的改造整治力度 ， 稳步开展 防雷害研究工作 ， 逐步应用防雷新技术 ， 在防雷方面 取得了较好的效果 ， 设备耐雷害水平得到普遍提升。 3 结束语 输电线路防雷设计的目的是提高线路的防雷性 能 ， 降低线路的雷击跳闸率。在确定线路防雷的方 式时 ， 应综合考虑系统的运行方式 ， 线路的电压等级 和重要程度 、 线路经过地区雷电活动的强弱 、 地形地 貌特点、 土壤电阻率的高低等自 然条件， 参考当地原 有线路的运行经验 ， 根据技术经济 比较的结果 ， 采取 合理的措施。 参考文献： 1 李明贵 广西架空输电线路防雷现状及对策 j 广西 电力 ， 2 0 0 6， ( 2 ) 2 汪涛 湖北电网防雷状况调研报告 r 武汉 ： 湖北省 电力试验研究 院 ， 2 0 0 4 3 d l t 6 2 01 9 9 7， 交 流 电气 装置 的过电压保 护 和绝缘 配合 s 4 杜澍春 高压输电线路防雷保护的若干问题 j 电力 设备， 2 0 0 1 ， ( 1 ) on t he ca us e s o f ov e r h e a d li n e li g h t n i n g a n d li g ht ning pr o t e c t i o n m e a s ur e s s h e n h o n g 1 i a n wa n g c h a o - j u n ( 1 c h o n g q i n g j i a n g j i n p o w e r s u p p l y b u r e a u ， j i a n g j i n c h o n g q i n g 4 0 2 2 6 0 ， c h i n a ； 2 ma r k e t i n g d e p a r t m e n t c h o n g q i n g p o w e r c o m p a n y ， c h o n g q i n g 4 0 0 0 1 4 ， c h i n a ) ab s t r a c t ：th e t r i p a c c i de n t s c a u s e d b y o v e r h e a d l i n e l i g ht n i n g a r e a l o t th e r e f o r ，l i n e l i g h t ni n g p r o t e c t i o n i n e l e c t i c p o we r s y s t e m i s a n i mp o rta n t t a s kth e p a p e r a n a l y z e s t h e c a u s e s o f o v e r h e a d l i n e s l i g h t n i n g a n d p r o b e s i n t o a v a r i e t y o f u s e f u l me a s u r e s o f l i g h t n i n g p r o t e c t i o n ke y wo r d s：o v e r h e a d l i n e； l i g h t ni n g pr o t e c t i o n； me a s u r e s ( 上接第 9页) tr a ns f o r ma t i o n o f 4