葛洲坝大江电厂机组自动化元件换型改造经验

1、葛洲坝大江电厂机组自动化元件换型改造经验342002年8月20日水电自动化与大坝监测第26卷第4期葛洲坝大江电厂机组自动化元件换型改造经验黄金生,杜波(葛洲坝大江电厂,湖北省宜昌市443002)摘要:自动化元件是电厂机组自动化控制设备的”手脚”,也是机组自动化监测的”神经元”,其应用面广,所处环境恶劣,振动幅度大,它的优劣直接影响着电厂的综合自动化水平.文中主要介绍葛洲坝大江电厂机组自动化元件的一系列换型改造及运行效果.关键词:葛洲坝大江电厂;机组自动化元件;换型改造;运行效果中图分类号:tv734;tv7360引言葛洲坝大江电厂有14台单机容量为125mw的轴流转浆式水轮发电机组,主,辅设备

2、大多为国产,属20世纪80年代中期设计施工的老水电厂,于1986年6月投产运行.由于受当时国内技术条件的限制,在机组自动化元件选型方面,主要是靠主机厂提供配套的产品.投产初期,机组自动化元件就不断暴露出一些问题,例如误动,拒动,发卡,漏油,线圈烧坏,可靠性差等.多次发生停机,水淹水导轴承等设备事故,机组开停机成功率很低,同时给运行人员增加了操作量,检修维护人员也要花大量精力对其进行维护和保养,且实际效果都不太理想.因此,自2o世纪9o年代初期,大江电厂开始对机组自动化元件进行换型改造,先后对机组油,水,风系统的电动阀门驱动装置,液压电磁阀,空气电磁阀,压油装置补气阀及上导,推力,水导3部轴承液

3、位信号器,漏油箱液位信号器,示流信号器,电接点压力表,压力传感器以及顶盖排水液位信号器,电调位移传感器,转速测量元件等进行了换型改造.使机组自动化控制设备的运行可靠性和稳定性有了显着提高,大大提高了整个电厂的综合自动化水平,对大江电厂1998年12月顺利通过国家电力公司的”无人值班”(少人值守)验收起了重大作用.1机组自动化元件换型改造的内容自动化元件是电厂机组自动化控制设备的”手脚”,也是机组自动化设备监测的”神经元”.特别是作为水电厂综合自动化的基础,不能可靠地动作和执行监控系统发出的控制调节命令,就不可能进行远方实时监控.收稿日期:20020416.1.1电动阀门驱动装置的改造大江电厂机

4、组的冷却水系统直接取自长江水源,由于长江河道水质带有大量的泥,砂石和渣物,使得机组供水系统异常复杂,单台机采用了l1台电动阀门.原电动阀门的驱动装置力矩偏小,无机械过载保护,运行过程中经常出现不能电动或机械过载卡死.另外,电动阀门驱动装置在电气工艺上无防潮措施,使得回路经常发生接地,造成电动阀门无法正常运行.1990年,大江电厂将原技术供水用的卜9df电动阀驱动装置全部更换为江苏武进阀门驱动装置厂的z一60型和z一90型阀门电动驱动装置,该装置具有力矩大,开关方向均有过载保护,电气密封性能好等特点.之后又将水系统滤水器手动排污阀更换为z一30型电动阀门,并对14台机组压油装置的主供油阀进行了驱

5、动装置改造.经过近10年的运行考验,该驱动装置运行情况良好.1.2电磁配压阀的改造大江电厂最初的电磁阀均为主机厂配套的df1型电磁阀,应用于机组液压油系统和机组制动系统(压缩空气),运行过程中经常出现挂钩挂不上,接点烧坏,线圈烧坏,漏气,漏油和发卡拒动现象.1991年开始对电磁阀进行更换改造试验,首先选用的是具有价格便宜,售后服务及时等特点的国内产品,但产品质量不太稳定,少量采用时情况较好,一旦大规模改造就会出现一些问题,在产品设计方面也存在不足.而1999年通过哈尔滨动力电站控制元件厂改进和完善后的14f和15f两台机组的14个二位四通电磁阀均能可靠运行.针对国产电磁阀的问题,我们将目光转向

6、进口产品.1995年开始选用日本ve一23/1200二位三通电磁空气阀,用于风闸上下腔自动排气控制;随后选用德国ve一40二位四通电磁配压阀,用于水系统正?自动化元件及仪器仪表?黄金生等葛洲坝大江电厂机组自动化元件换型改造经验35反向供水和锁锭的自动控制.这两种电磁阀均为双稳态,dc220v供电,体积小,动作灵敏度高,基本上为免维护产品.压油装置的自动补气一直是大型水轮发电机组比较棘手的问题.大江电厂14台机组在安装时设计有自动补气功能,但由于补气电磁阀的技术问题,一直未投入自动运行.1997年试用西安江河电站技术开发公司生产的b3022型补气装置在1o号,l1号机组上进行改造,通过与计算机监

7、控系统(南瑞sjli400lcu装置)配合,较好地解决了压油装置的自动补气问题.该装置集补气,排气,安全保护及自保持电气控制回路于一体;电磁阀的体积小,工作压力高,消耗功率低,动作可靠.2000年又试选用了进口补气电磁阀,运行情况良好.1.3液位信号器的改造以往,顶盖,漏油箱液位信号器采用的是空心导杆浮球形式,磁浮球随着液位的变化上下移动,接通导杆内干簧接点或湿簧接点.这种工作方式的问题是控制液位无法准确控制,而且顶盖和漏油箱所处工作环境恶劣,经常发卡,不能正确控制泵的正常工作.改造前大江电厂每年最少发生1次水淹水导事故,严重时1d之内发生2台机组水淹水导事故.1992年大江电厂对14台机组顶

8、盖和漏油箱的液位信号器全部进行了改造,选用了哈尔滨动力电站控制元件厂的fwx一43型液位信号控制器,将顶盖液位信号器由顶盖层移至水导层,工作环境大大改善.该信号器由4个浮球与3个磁记忆开关组成,浸在液体中的浮力块通过不锈钢钢丝绳与上部的磁头相连.当液位变化时,浮力块被浸没多少,浮子即随之而变,上部的磁头出现相对位移,使其磁记忆接点动作,发出相应的液位信号控制液位.该信号器特别适合含泥砂,污物多的环境.在14台机组顶盖液位信号器改造后,大江电厂至今未发生过因控制元件失灵造成的水淹水导事故.为了解决水轮发电机组的上导,推力,水导3部轴承压力变送器工作可靠性差等问题,选用哈尔滨瑞格大电机技术有限公司

9、代理的德国科普乐公司的产品,将液位信号器和压力变送器合二为一,对14台机组的3部轴承液位信号器和压力变送器进行了改造.上导和推力采用sbmg一25/16/2m一350型液位信号器,水导采用utn一65/16/2m一350型液位信号器,用于3部轴承油位信号的在线监视与异常报警.该产品集磁翻板现地液位显示,传感器变送模拟量输出和双轨道外挂磁记忆开关为一体.采用高强度钛合金全封闭式浮球,浮球活动间隙大,不卡阻且耐磨;开关为磁记忆干簧接点,其可靠性高并可根据实际需要任意设置在磁翻板液位计两侧的轨道上,调整极为方便;传感器的电阻链由一系列焊接在电路板上的小芯片组成,小芯片集成了1个刻度精确的电阻和1个微

10、动干簧开关,液位变送器把实际液位以4ma20ma电流输送给计算机监控的lcu.该产品特别适合在机组振动频繁的部位使用.这些优越的性能是大江电厂以前使用过的液位计所无法比拟的,因此,拟推广应用于机组压油装置集油槽,压油罐,漏油槽等液体监控部位.1.4压力变送器的改造大江电厂机组和公用设备设计之初没有考虑压力变送器.1994年底,随着大江计算机监控系统的改造,完善,开始加装压力变送器.选用深圳澳尼斯特公司代理的美国ptc一500系列各量程压力变送器和福克斯波罗843dpa2i1skc压差变送器,用于机组油,水,风系统,蜗壳,尾水管等各测点的压力,负压及滤水器前后压差的在线监测.这些变送器的加装完善

11、了机组计算机报表,对设备的监控力度大大加强,减轻了运行人员的劳动强度.1.5压力信号器的改造大江电厂选用深圳澳尼斯特公司代理的美国产psn一0405压力开关,取代了机组风闸上下腔及空气围带充排气控制水银接点压力信号控制器.2001年在14号,12号机组压油装置油压保护和油泵的控制上采用了深圳众大成公司代理的美国产9nnksn4一ciax371压力开关.以往采用的电接点压力表经常出现粘连,接点被烧坏,测值不准和胀管脱焊喷油等,造成机组低油压误动停机.这次选用的压力开关具有定值调整精度高,不变位,调整方便和接点开断性能可靠的特点,拟在全厂范围内推广使用.1.6示流信号器的改造用于大江电厂机组冷却水

12、系统的示流信号器有2种,一种是挡板式,另一种是靶式.经过几年的运行,靶式示流信号器明显优于挡板式示流信号器,具有不锈钢波纹管密封,使用寿命长,维护量少,适应在浑水中使用等特点.因此,选用天津蓟县地质勘探机电研究所生产的靶式示流信号器,更换了8台机组的48个挡板式示流信号器,提高了机组冷却水系统的示流监视能力和开停机成功率.1.7位移传感器的改造大江电厂水轮发电机组调速器采用的是国产位移传感器,在运行过程中存在零点漂移,输出脉动电压超标,温度漂移,输出线性度差等问题,造成机组负荷波动,协联不准,达不到满负荷.2000年初,在8号,9号机组采用了美国dct一3000位移传感器,有效地解决了国产位移

13、传感器给调速器带来的问题.36水电自代与夫坝监洲1.8转速信号器的改造由于原bzx一3型和zx一8a型转速信号器晶体管元器件急剧老化,造成机组多次误动停机.1997年选用武汉星汇实业公司生产的gzwzx型微机转速信号装置进行了替换.为了避免机组永磁发电机花键轴断裂,影响转速信号器的正常工作,2000年还试用了武汉事达电气有限公司生产的zcpl1o型转速继电器,其中用齿盘替换了机组永磁发电机,电气测量部分是高可靠性的可编程控制器.大江电厂拟在全厂范围内推广使用齿盘测速信号装置,并与机组lcu改造配套使用.2改造后的运行效果经过上述8个方面机组自动化元件的换型改造,给大江电厂的安全生产和经济运行带

14、来了巨大的效益,使其综合自动化水平达到了一个新的阶段,实现了预定目标,主要表现在以下几个方面.a.促进了设备操作可靠性的提高在大江电厂投产初期,机组的开停机基本上由运行人员手动操作,1990年至1995年,通过对自动化元件的整顿性改造,机组的开停机成功率基本上在5o左右.1995年后,经过几年的机组自动化元件的大规模换型改造,开停机成功率逐渐提高,到2000年达到99.7.机组自动化元件的换型和扩充使计算机监控系统功能得到充分发挥,大大提高了机组主,辅设备运行监视的可靠性,在中控室即可全面了解设备运行状态,同时采用模拟量和开关量双重监视及控制,使设备运行更加可靠.b.促进了运行管理水平的全面提

15、高机组自动化元件的改造与计算机监控系统密切相关,在机组自动化元件得以更新改造和扩充后,监控系统的信息更加充分,可靠,丰富了计算机监控系统的人机界面窗口.运行人员可在中控室直接监视到所有设备的状况,所有操作都可在中控室完成,大大减轻了运行人员的劳动强度,使运行人员摆脱了定期抄表和频繁巡检的困扰.元件的智能报警及时反映出设备的故障信息,使运行人员及时掌握设备状况,对设备是否需要检修做出正确判断,及时调动相关运行与检修人员对设备进行处理,降低了事故风险.c.促进了运行值守方式的进步大江电厂发电初期采用分散值班的方式,机组旁,中控室及重要部位均有人值班;1989年l1月采用相对集中值班方式,厂房内设置

16、2个机械值班点,电气值班集中于中控室;1996年1月实行机电合一值班;1997年1o月进行”无人值班”(少人值守)试运行,机电合一值班改为少人值守,多人待命方式;1998年12月通过国家电力公司”无人值班”(少人值守)正式验收.值班方式的进步都是伴随着自动化元件换型改造力度的不断加大,自动化元件的换型改造为值班方式的进步提供了保障.3结语大江电厂机组自动化元件的换型改造,经过1o多年的努力,取得了很好的成效,整个换型改造工程有计划,有步骤,有组织地进行,是科学,合理的,为大江电厂实现”无人值班”(少人值守)打下了坚实的基础,也为国产水电机组自动化元件的换型改造积累了宝贵经验,为水电厂自动化技术

17、的发展做出了贡献.黄金生(1955一),男,助理工程师,从事水电厂机组综合自动控制研究及管理工作.email:dubobo21cn.cornexperiencefromretrofitandmodificationofautomaticcomponentsofturbinegeneratorunitsatgezhoubadajiangpowerplanthuangjinsheng,dubo(gezhoubadajiangpowerplant,yichang443002,china)abstract:automaticcomponentsarenotonly”handsandfeetofautomaticcontro1devices,butalso”neuronsofantomaticsupervisionofturbinegeneratorunits.theyarewidelydistributedoverapowerplant,sufferinghighhumidityandhighvibrationamplitude.theiradvantagesandshortcomingsinfluencetheoverallautomationleve