350MW机组小汽轮机MEH控制系统.pdf

东北电力技术 2 0 0 7 年 第1 期 3 5 0 m w机组小汽轮机 m e h控制系统 me h c o n t r o l s y s t e m o f s ma l l - s i z e d s t e a m t u r b i n e f o r 3 5 0 mw ge n e r a t i n g un i t 陈立东 ( 辽宁发电厂，辽宁 抚顺 1 1 3 0 0 7 ) 摘要：m e h控制系统是火力发电厂的主要运行系统之一，其运行的安全可靠性直接影响整个机组的安全运行。主要介绍辽 宁发电厂2台3 5 0 m w机组 m e h控制系统的原理，并针对发生的问题进行原因分析，找出处理方案并实施。 关键词：小汽轮机；给水 自动；控制系统 中图分类号t k 2 2 3 7 文献标识码 b 文章编号 1 0 0 4 7 9 1 3( 2 0 0 7 )0 1 0 0 4 0 0 3 辽宁发电厂 2 台3 5 0 m w机组的给水系统配备 有 1 台5 0 容量的电动给水泵组和 1 台 1 0 0 容量 的汽动给水泵组。其中汽动给水泵组由给水泵汽轮 机 ( 简称小机) 、主给水泵、前置泵、小机油站等 设备组成。泵组由上海电力修造总厂有限公司成套 供货，其中主泵由 w e ir泵有限公司制造，小机由 杭州汽轮机股份有限公司提供。型号为 n k 6 3 7 1 ， 型式为单缸、单轴、单流、反动式纯凝汽机。 小机供汽有三路汽源：高压汽源、低压汽源和 调试汽源。高压工作汽源是经过速关阀、高压调节 汽阀进入小汽机，由高压调节汽阀控制小汽机转 速；低压工作汽源及辅助蒸汽调试汽源是经过速关 阀、 低压调节汽阀进入小汽机，由低压调节汽阀控 制小汽机转速 。 小机调节系统采用 中央控制室 的电液控制 ( m e h )调节系统，接受锅炉汽包水位 、给水流量 及主汽流量信号对汽动给水泵转速进行自动调节， 以满足主机不同工况下的给水需要。小机调节系统 是大型火力发电机组的重要组成部分，主要完成汽 动给水泵汽机系统的启停控制和汽动给水泵保护功 能。m e h控制系统主要包括：m e h控制柜、m e h 操作员接口、电液伺服机构、液压伺服执行机构、 交流不停电电源。 1 me h控制系统构成 辽宁发电厂 2 台3 5 0 m w机组 m e h控制系统硬 件采用与 d c s 控制系统相同的 a b b b a i l e y公司的 s y m p o n y系统，作为整个 i n f i n e t环路上一个 独立的节点，占用一个独立的控制柜，没有设立独 立的操作员站，与整个 d c s控制系统实现硬件与 软件的一体化。 系统配置如下 。 a 多功能处理器 ( b r c l 0 o ) 多功能处理器 ( b r c )是一个高性能的控制处 理器，能够根据组态完成过程控制和其它有关过程 的数据管理等主要功能。为了提高系统的可靠性， b r c 采用冗余配置，主b r c ，后备 b r c 。后备 b r c 和主 b r c的组态完全相同，当主 b r c工作时，后 备 b r c处在 “ 热备用”方式，一旦主 b r c离线， 后备 b r c就会无扰动地 自动切换 。 b i n n i s 1 1 网络接口子模件 i n n i s 1 1 是一个具有微处理器，通过并行总线 x b与 n p m模件偶合的通信接v i 子模件，能够与 c n e t 上所有的节点实现通信。 c i n n p m 1 2网络处理子模件 i n n p m1 2网络处理子模件是 h c u内通信模件 对中的主模件，不仅具有处理器和存储器等元件， 还支配 n i s模件的运行。当 n p m查询 出错误时， 迫使 n i s 与 n p m一起被 c n e t 旁路，并复位冗余模 件对，由冗余模件对替代原模件运行。在 n p m模 件内不仅保持例外报告发送数据库，还直接控制现 场控制单元通信接口，n p m在 c n e t 环与控制通道 间建立了传递信息的通道，通过控制通道与同一 h c u内的控制模件通信，采集数据或下装数据。 d i m f e c 1 2 高电平模拟输入子模件 i m f e c 1 2 是标准的高电平电压、电流模拟输入 信号的子模件，为多功能处理器模件提供 1 5 路标 准的现场模拟信号，为现场提供 + 2 4 v电源。 e i m a s o 1 1 模拟输出子模件 i m a s o 1 1 是一个专门提供标准信号输出的多路 _vv 其 它 - t - 、 维普资讯 2 0 0 7 年第1 期 东北 电力技 术 4 1 通道模件。 f im c i s 1 2 控制输入、输出子模件 i m c i s 1 2 控制输入、输出子模件是一个具有模 拟输入、 输出通道及数字输入、输出通道的专用模 件。具有 4 路数字输出、3 路数字输入、2 路模拟 输出、 4 路模拟输人。 g 频率计数模件 i m f c s 0 1 i m f c s 0 1 模件是汽轮机转速控制专用子模件， 能够接受汽轮机转轴电磁传感器发出的计数脉冲。 在对控制器的组态中，需 f c 1 4 5 功能码，用来定义 地址、高 低转速报警限及变化速率等参数。 2 应用情况 辽宁发电厂 2 台 3 5 0 m w机组的小汽轮机 m e h 控制系统 自投入运行 以来，运行一直比较稳定。 2 0 0 6年 8 月 8日发生 了一次跳机 ，当时 2号机组负 荷 3 3 4 m w，过热蒸汽压力 1 6 1 m p a 、再热蒸汽压 力 3 0 8 m p a ，过热蒸汽 5 3 9 、 再热蒸汽温度 5 3 7 。汽动给水泵投自动，给水流量1 0 9 3 t h ，汽泵 转速5 5 0 6 r m i n ，炉汽包水位在 0 m ill 左右波动。 1 o 时 9 分，炉主控人员发现汽包水位高的报警信 号，汽包水位 由原来的 0 in ln上升至 +5 0 in ln ，运 行人员切换至给水界面，检查锅炉给水 自 动在投人 中，汽泵转速不断上升，给水流量上涨，立即将给 水自动改为手动进行减汽泵转速，干预失效，汽动 给水泵转速继续上升，运行人员同时进行开事故放 水门、定期放水门、关闭给水截门等操作，并通知 汽机主控人员 。 1 o 时 1 4 分，汽机主控人员检查汽泵 m e h控制 系统，发现炉给水 自 动己变为手动，汽泵转速已上 升至5 7 7 6 r m i n ，立刻进行降低汽泵转速操作，此 时锅炉汽包水位已超过水位保护动作值 + 2 4 0 m ill ， 锅炉 m f r 动作，机组跳闸与系统解列。 1 o 时 1 6 分，热工检修人员对汽泵 m e h控制系 统进行全面检查。 1 o 时4 0 分，炉点火，1 2 时 5 分 2 号机组与系 统并列，并做炉给水自动试验未发现问题，给水 自 动运行正常。 随后， 热工专业组织技术人员对事故原因进行 了查找。 2 1 小机 删自动控制系统 根据 3 5 0 m w机组小机自动控制系统的设计回 路，小机自动与锅炉给水自动、小机本机自动、小 机遥控 自 动三种选择方式有关，其中，锅炉给水自 动操作器在锅炉给水画面，小机本机自 动和遥控 自 动投入按钮在小机 m e h画面，具体的自动工作原 理如下。 a 当锅炉给水自动、小机本机 自 动 、小机遥 控自动均在投入状态时，锅炉给水 自动操作器的输 出做为小汽轮机的指令信号，再与小机的实际转速 进行 p i d的自 动调节运算，控制调门开度。 b 当小机遥控自动处于解除状态，而锅炉给 水自动和小机本机自动处于投入状态时，小机遥控 自 动状态输出逻辑量为 0 ，手动设定转速功能块的 s 5 也变为0 ，根据手动设定转速功能块的逻辑，当 s 5 为 0时，会保持上次输 出值不变，因此，该逻 辑会把小机遥控自动解列时的转速指令闭锁，作为 小机转速的指令信号，再与小机的实际转速进行 p i d的自动调节运算，控制调门开度。 c 。 当小机本机自动处于解除状态，而锅炉给 水自动和小机遥控自动处于投入状态时，此时，手 动设定转速功能码的 s 5为 l ，锅炉给水自动操作器 的输出作为给定值进行 p id运算， 控制调门开度。 d 当小机本机自动和遥控自动均处于解除状 态时，此时 p i d功能块的输 出会跟踪阀门实际开 度，保证处于无扰切换。小机自动控制原理框图如 图 1 所示。 2 2 事故原因 2 2 1 小机遥控自动解列的原因 根据2 号机组 d c s 内的小机转速 自 动控制设计 逻辑，小机遥控由自 动切为手动的原因有以下几个。 a 汽动给水泵转速指令信号故障。 b 汽动给水泵转速指令信号高于5 8 0 0 r m i n 或低于2 8 0 0 r m i n 。 c 汽动给水泵实际转速低于2 8 0 0 r m i n 。 d 汽包水位三路测量信号同时故障或小机转 速信号故障。 e 运行人员操作员站手动解除。 根据上述逻辑 ，逐一进行检查排除，在检查汽 动给水泵转速指令的历史曲线时发现，在 1 o 点 8 分 3 6 秒汽动给水泵转速指令达到了5 8 0 0 1 8 r m i n ， 已经超过了自动解列的定值5 8 0 0 r m in 。而在事故 的历史记录中，m e h遥控 自动解列时间为 1 o点 8 分 3 4秒 ，二者时间上 的差 异是由于汽动 给水泵转 速指令历史曲线采样时间为 2 s 造成的。我们认为 小机遥控由 自动切为手动 的原因是汽动给水泵转速 指令超过5 8 0 0 r m i n 所致 ，汽动给水泵转速指令曲 线如图 2所示 。 维普资讯 4 2 东北电力技术 2 0 o 7 年 第1 期 图 1 小机自动原理框图 2 2 2 遥控 自动解列后汽动给水泵转速上升原因 根据设计逻辑，在 m e h自动控制回路中，当 小机遥控自动解除而锅炉给水自动和小机本机自动 仍然投入时，自动控制逻辑将遥控自动解列瞬间汽 动给水泵的指令信号保持，再与实际转速进行 p id 控制运算，控制小机转速。2 号小机遥控 自动解列 瞬间汽动给水泵转速指令为5 8 0 0 1 8 r ra in ，在遥 控自 动解列后，逻辑会将5 8 0 0 1 8 这个数值闭锁， 作为小机自动的指令信号，而当时汽动给水泵的实 丽霉 雾 r 鼍黧 一 - 蝴 ： ” 。 ma 一 “淑芒 -u g i p_ 皑 删 n 讳 扁 万 一 1 一 l 一 口 i |l “e 惟一3 - c o m , _ t il i t ie o i ii n l 一 p r 憎 l t v | - 4 p：z 7 i 1一 t e 蛳 t i 1 一 l jr 雠心。 - l 聃 埋 一 i 2 i i 一 一 y r w o lto 6 脚 侣 w oo： ， i ” 诅 。 ： c 。 ， t l - 一一n t r- t t t t 一 鼎 一 _ 一 _11一 矗 _ 一 图2 汽动给水泵转速指令曲线 际转速低于5 8 0 0 1 8 r ra i n ，根据 自动调节逻辑进 行调节运算，汽动给水泵实际转速要与给定值相 等，因此汽动给水泵转速会上升。 根据对自动回路分析，认为汽动给水泵转速上 升是因为在小机遥控 自动解列后给定值维持在 5 8 0 0 ， 1 8 r m in ，而小机本机 自动回路仍然在进行 调节运算所致。 3 自动调节逻辑存在问题及解决方案 3 1 存在 问题 a 在小机遥控 自动解列后，小机本机自动和 锅炉给水 自动并未解除， 从而造成自动调节系统仍 在工作状态，造成小机转速上升。 b 小机遥控 自动解列画面无报警信号和声光 报警器。 3 2 解决方案 a 进一步完善给水自动逻辑，增加当小机遥 控自动解列后小机本机自动和锅炉给水 自 动联动解 列逻辑，此时由运行人员手动干预，调节汽包水 位。 b 增加小机 自 动解列报警信号。 c 热工专业要在运行专业的配合下，做不同 维普资讯 2 0 0 7 年 第1 期 东北电力技术 4 3 燃煤电厂应用煤质在线检测技术的现状及前景 c u r r e n t s t a t u s a n d f o r e c a s t i n g o n on l i n e de t e c t i n g t e c h n o l o g y o f a p p l i e d c o a l q u a l i t y f o r c o al fi r e d p o w e r p l ant 潘 晶 ( 东北电力科学研究院有限公司，辽宁 沈阳 1 1 0 0 0 6 ) 摘要： 介绍了国内外煤质在线分析系统的发展概况、仪器性能及使用情况；对各种装置的测量原理、测量指标 、测量误差 等关键问题做了系统地分析比较，并结合电力生产的实际，对煤炭检测技术及应用现状进行分析研究，对其在火电厂的发 展前景进行了探讨。 关键词：煤质；在线分析；燃煤电厂；应用 ；可行性 中圈分类号i k 4 1 1 + 文献标识码 b 文章编号 1 0 0 4 7 9 1 3( 2 o 0 7 ) o 1 0 0 4 3 0 5 火力发电厂正从生产型向以效益、成本为核心 的市场型企业转变，为大幅度降低成本费用 ， 改烧 低质煤或混配煤已成为越来越多电厂首要考虑的问 题。入炉煤质的变化对锅炉燃烧具有重大影响，尤 其是在锅炉燃煤偏离设计煤种时，将给运行调整带 来更大的困难。过去，通过采制样化验煤质的方法 具有很高的分析精度，但存在较大的采制样误差， 至少要数小时才能分析出结果，对实时燃烧调整和 优化运行的促进作用非常有限，因此迫切需要能在 线分析煤质的新技术和新产品。 此外， 燃料资源的质量不稳定性和多样性也会 影响到制粉系统和锅炉燃烧的安全性，直接关系到 电厂的安全经济运行。为保证和控制燃料质量而进 行配煤，对整个燃烧过程进行有效监测以便确定混 煤对燃烧效率和污染物排放的影响就变得尤为重 要 。 煤质在线实时检测技术可以快速、准确地对入 炉煤进行实时分析测量，达到有效把握和控制煤炭 质量的目的，使燃煤质量更具科学性和可靠性，在 提高电力生产的安全性和经济性、实现过程控制方 面具有极其重要的意义和巨大的经济潜力。但煤质 在线分析技术难度较大，国