韶关发电厂8号机组BMS系统老化问题的分析

韶关发电厂8号机组bms系统老化问题的分析 韶关发电厂8号机组锅炉燃烧器管理系统（boiler burner managementsystem，bms）采用美国forney公司20世纪70年代末产品afs-1000系统，该系统经历了10a时间运行后，系统性能明显降低。从1998年底开始诱发了多次锅炉误动主燃料跳闸（master fuel trip，mft）停炉保护，表现为十分明显的系统老化失效，经过广东省电力试验研究所和韶关发电厂共同分析和技术完善，该系统性能得到了一定程度的恢复。 1控制系统的老化问题 控制系统老化是指系统随着运行时间的增长，硬件设备（包括卡件、信号测量和传送设备、指令连锁和执行设备等）性能下降，导致整个控制系统整体性能越来越偏离设计性能；系统运行软件远落后于现时该系统可以运行的最新软件，影响系统的安全性能提高或潜在地威胁系统的安全运行。控制系统老化必定会威胁机组的安全、经济运行。韶关发电厂8号炉bms老化主要表现为：系统操作拒动，误报警及显示混乱，信号反馈异常，通信故障，逻辑运算错误等等。 2外围设备老化对系统性能的影响 韶关发电厂8号机组afs-1000系统的外围设备是指除了机柜和操作面板以外的所有设备，主要包括了信号测量和反馈、指令联锁和执行以及其它辅助设备等。由于外围设备不能完全实现设计功能，出现执行设备拒动、采集信号错误、逻辑运算混乱，使系统性能受到严重的影响。 2.1状态信号测量方面 由于部分风门、挡板、耦合开关状态反馈信号混乱，bms不能正确判别锅炉的运行状态和安全状况，影响了按照原来设计的逻辑进行正确的控制。 2.2火焰信号测量方面 该系统所有的火焰检测器全部报废，投用模拟火焰功能。油枪火焰检测采用油枪全开信号打开盲火灯，煤燃烧器采用给粉机电源合闸辅助接点打开盲火灯，影响了bms对mft的始发信号“所有火焰消失”和“所有燃料消失”的正确判断。 2.3指令执行方面 因油跳闸阀损坏而不能执行燃油遮断指令，燃油消失信号仅靠所有油枪油阀关闭信号来识别，降低了系统对锅炉安全运行的监控功能。 3增加部分辅助接点对系统性能的影响 由于系统设备老化，部分状态信号反馈异常，经常在出现mft后，炉膛吹扫条件不满足，使主汽温度降低而诱发汽轮机主汽门关闭。后来，系统增加了部分风机运行/停运状态、给粉机运行/停运状态、油跳闸阀关闭状态等手动模拟信号开关，以解决锅炉点火应急问题。但这样，必定会在某个时间段使bms同时检测到同一设备的两个互相矛盾的状态信号，扰乱bms的正常逻辑运算。如引进油跳闸阀关闭模拟信号后，虽然解决了炉膛吹扫的问题，但诱发了下列问题： a)炉膛吹扫后，点火能源识别油跳闸阀全开信号，允许点燃油枪。从油枪点燃开始，系统一直监视油跳闸阀关闭信号。如果模拟开关此时进行“闭合断开闭合”切换，或当时模拟开关为断开，现场油阀受震动而瞬间产生关闭信号，bms立即识别并指令油枪退出，判断锅炉失去所有燃料，油燃料跳闸（oil fuel trip，oft）。 b)当“油跳闸阀关闭”模拟信号和“油跳闸阀全开”实际信号同时进入系统时，bms逻辑允许炉膛吹扫，然后点油枪。当锅炉仅仅烧燃油时，油枪的切换不会造成锅炉oft。但是，当开始投粉后，bms逻辑监视“所有给粉机停运与油跳闸阀关闭”为所有燃料消失条件，所以首次投煤不成功或者在油、粉混烧阶段退出所有给粉机时，bms将判断“所有燃料消失”mft。 c)在油、粉混烧阶段，由于锅炉热负荷较低，bms逻辑不允许单独烧粉。此阶段，如果系统采集到油跳闸阀关闭信号，将执行以下逻辑：退出所有油枪停所有给粉机“所有燃料消失”mft。 我们对以上分析进行了验证，并发现油跳闸阀受震过程确实会触发关闭信号（现在已经彻底断开该行程开关与机柜之间的连接），所以可以确认，从1998年底起多次造成8号炉在低负荷阶段出现的“所有燃料消失”mft是两个开关潜在的隐患造成的。 4内部设备老化对系统的影响 4.1电源方面 首先，操作面板供电单元的元器件特性产生漂移，直流供电电压仅为4.78v（额定电压为5（15%）v），已经接近工作电压下限。供电电压微小波动，就会低于下限，从而造成操作面板灯光显示混乱和界面操作失灵。更换该电源组件后，供电电压提升至5.02v，操作面板一直保持良好的工作状态。另外，机柜逻辑电源一路损坏，也潜伏着非正常mft的危险，一旦逻辑电源瞬间消失，必定造成mft，而且无法从机组和系统运行信息进行正确的事故分析。 4.2 插卡方面 部分i/o卡件老化，i/o通道自检继电器接点吸合后不能断开，造成系统一直出现“回路测试故障”报警。 4.3 通信方面 发现操作面板与主机之间的通信光纤老化（接口处呈烧焦状），造成通信中断。另外，主回路与子回路之间的通信测试出现不规则测试故障，该现象与mft误动的内在联系有随机性，它必然会引起数据畸形或丢失，且在某一特定的环境下触发mft。8号炉系统更换相关通信电缆后，通信测试显示系统之间的通信已恢复稳定、正常。 4.4 过压保护方面 许多过压保护用的电阻器、电容器爆裂，失去应有的保护功能，容易引起电子电路的二极管、三极管击穿，造成执行设备不能正常执行指令。 5结束语 经过几个月的系统检查、系统运行事故分析和整改，解决了原来围绕该系统频繁出现非正常的“所有燃料消失”mft、操作指令拒绝执行、回路自检失败、通信诊断失败等困扰8号炉安全运行等问题，使该系统的总体性能得到一定程度的恢复。但是，系统老化的体现形式是多种