提高火力发电企业供电可靠性的几项措施.pdf

S而 电 力 安 全技 术 第1 6 卷 2 0 1 4 年 第1 期 提高火力发电企业供电可靠性的几项措施 张建志 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] 火力发电具有投资少、建设周期短、适应能力强等优点，目前在我国电力组成 中占 有很 大的比例。以多年的调试经验为基础，从 } 除机组跳闸危险点，提 高 自动回路的投 入稳定性， 提高运转人 员操作 方法 3方面，就如何提 高火力发电企业机组运行的稳定性 ，提 出了几点建议，从 而为提 高火力发电企业供 电的可靠性提供 了借鉴。 [ 关键词]温度测点 ；振动组合 ；电源切换 ；自动 发电机组能够长期稳定运行，通常是因为其具 有设备质量可靠，保护逻辑合理，自 动调节回路过 硬 ，运转人员经验丰富、手法娴熟等 4个特点。保 护逻辑中应着重关注跳闸危险点的控制 ；自动回路 问题则依赖于成熟调试人员的精细调试和 电厂热控 人员的适时修订；运转人员素质则依赖于对运转人 员的教育、培养与模拟机上的反复演练。 1 排除机组跳闸危险点 1 ． 1 温度保护 超 温跳 闸是保 护逻辑 中涉及得最多 的一类保 护，如各种辅机的轴承温度保护、直流锅炉的再热 器超温保护、分离器出口温度保护、汽轮机的轴瓦 温度保护等，因温度测点断线 ，虚连等造成的跳闸 事故时有发生。因此 ，火电厂中设计温度保护应遵 守以下原则。 1 ． 1 ． 1 采用多点组合跳 闸，避免单点跳闸 “ 三取二”是最合理的跳闸组合方式，电厂 中 重要温度跳闸点也多采用这种方式。如直流锅炉的 分离器出口温度保护，通常是分离器左右侧各安装 2号 风机 电机 驱动端轴承温度 2号风机 电机 驱动端轴承 温度 坏质量 一 3 个温度测点 ，其 中每侧有 2个及以上测点的温度 达到跳闸值时保护动作。有条件的电厂应尽量满足 此温度跳闸原则。 1 ． 1 ． 2 判断测点温度变化率和测点质量 温度测点通常采用热 电偶 和热电阻作 为测量 元件 ，当热电阻测点断线或虚连时，会造成温度值 剧烈变化 ，从而造成测量值的变化速率增大。而正 常的温度升高通常是平缓的，温度变化率不会超过 某槛值。因此，可以通过测点温度变化速率来判断 测点是否可靠。 目前，火力发电厂保护逻辑 中多以 3℃／ s 作为温度变化率槛值 ，温度变化速率大于此 值则认为测点是坏点，小于此值则认为测点是正 常的。此外，每套 D C S 系统都有测点质量判断模 块，如经系统判断认为所测温度点为坏点 ，则不参 与跳闸逻辑。图 l 是从中电投 白城电厂空冷系统风 机温度保护 中截下来的一段逻辑 ，DC S采用 的是 F O XB OR O公司的 I ／ A分散 控制系统。由图 1 可 以看出，温度信号在激发跳 闸前 ，由模块 L I M一 3 _ l 进行速率判断 ，其参数 ROC L I M3 ． 0表示当温度变 化率超过 3℃／ s 时系统判断该温度点变化率超 限， 即使该点温度超过设定温度 8 0℃也不跳闸。模块 图 1 温度保护逻辑 第 1 6 卷 2 0 1 4 年第 l 期 电 力 安 全 技 术 CALCA 一4 0_l的 B AD输入端引入的是测点质量信 号 ，若测点质量坏 ，则该温度点也不跳闸。 1 ． 2 机组振动保护 汽机振动包括轴振动和瓦振动2 种，通常将轴 振动做到机组保护中去， 而瓦振动不参与逻辑保护。 轴振动中有相互垂直的X和 Y方向2 个测点，每 个测点能提供振动报警、振动跳闸2 个开关量信号 和 1 个模拟量信号。传统的做法是用模拟量信号来 显示振动值，用开关量的报警信号来报警 ，用跳 闸 信号做单点跳闸。这种做法对测点的可靠性要求很 高，如果振动测点因测量元件或接线出现问题 ，很 容易造成振动误跳闸。 经过多年的摸索， 目前被广为接受的做法如下 ， 以汽机某轴的 X、Y向轴承振动测点为例，其振动 逻辑如图 2所示。 图2 振动逻辑 1 个跳闸值、2 个报警值，能组成较可靠的跳 闸回路。2个报警值其 中一个来 自就地开关量 ，另 一 个来 自模拟量判断 ，相 “ 或”后其结果再 同跳闸 值相 “ 与” ，动作后发出跳闸指令。这种 回路 既避 免了因就地跳 闸值误发而造成的误跳闸，又避免 了 因报警值的引入而造成的拒动作，可广泛应用于各 跳闸回路，如高加保护、风机振动保护等。 1 ． 3 设备停、送电及检修状态引起的安全问题 1 ． 3 ． 1 设备停 电可能引发的机组保护拒动 机组的很多保护，如锅炉主保护 MF T 中往 往伴 随着对设备运行状态的判断，如 2台送风机跳 闸、2台引风机跳 闸、2台一次风机跳 闸等，都会 造成锅炉跳闸。通常取这些设备的 “ 停止”反馈来 判断这些设备是否停止，而要得到 “ 停止”反馈 必须对这 些设备送 电，如果设备 因检修将小车摇 出，控制系统将得不到设备已停止这个反馈，则在 D C S系统上看到的设备既没有运行反馈，也没有 停止反馈，设备显示故障状态。假设某电厂因一台 送风机故障在单风机低负荷运行 ，故障风机在停 电 S而 检修状态，此时，运行的送风机跳闸，则实际上 2 台送风机都处于跳闸状态 ，锅炉保护应动作 ，机组 跳闸，但 由于控制系统检测不到检修风机的停止状 态，不满足系统跳闸条件，则锅炉保护拒动作，容 易造成危险。解决这个问题的方法有以下2 种。 1 修改保护逻辑，即在条件判断中将 2台设 备都 “ 停止”的反馈同 2 台设备都 “ 运行”的反馈 非相 “ 或”后作为跳闸条件，如图3 所示。这种做 法可以避免 因设备检修造成的保护拒动 ，但因增加 了一个跳闸因素，因此当设备的运行反馈出现问题 时，也加大了设备误动的几率 。 2 在设备检修且机组运行时 ，通知热工人员， 将检修设备的 “ 停止”反馈强制上 ，设备检修完成 后再恢复过来，这种做法要求运行、检修人员具有 较强的责任心。 图 3 保护逻辑中的双反馈状态判断法 1 ． 3 ． 2 设备送 电引发的误跳闸 设备送电前系统检测不到 “ 停止”反馈，送 电后其 “ 停止”反馈被系统检测到，这种情况有 时会 引起机组误跳 闸。此类事故在 中 电投 白城 电 厂 26 0 0 MW 新建一号机组的调试过程 中发生过 1 次。当时机组正处于试运过程 中，安装公司人员 将 l 台故障检修完成后的电动给水泵送电试转，该 送 电过程没有通知 热控调试人员。结果触发了 “ 1 台电动给水泵跳闸，机组 R B逻辑” ，造成了机组 误跳 闸。该 RB逻辑 中对设备状 态的判断部分如 图4 所示送电前系统检测不到该泵的 “ 停止”反 馈，送电后该 “ 停止”反馈出现。于是控制逻辑判 断机组中有 1 台电动给水泵跳闸，作为主要辅机之 一 的电动给水泵跳闸后，控制逻辑将按照剩余电动 给水泵的最大出力来快速降低机组当前负荷，这个 过程称 为 RB。RB过程被意外触发后，尚未完成 一 9一 S而 电 力 安 全 技 术 第 1 6 卷 2 0 1 4 年 第1 期 RB试验的机组跳闸。事后分析跳 闸原 因，主要是 由 RB触发逻辑不够严谨造成的。修改后的状态判 断逻辑如图 5 所示，该逻辑充分考虑了设备由运行 到停止的一个动态过程，这样就不会因一个反馈的 改变而造成逻辑误判 ， 从而引发不必要的事故过程 。 皇 丝 至 堡 些 一『 了 一壁 茎 皇 至 里 的控制指令变成长指令信号，该指令在润滑油泵因 电源切换、丧失原电源停止的 l S 内保持不变，当 另一电源到来时重新启动，只要电源切换时间小于 l S ，就能够避免 因电源切换而造成的设备误跳闸。 因设备停 止 l s 后，该长指令信号被 自动复位，所 以也不会出现因设备较长时间断 电后突然送电而造 成的设备突然启动现象。 图4修改 前 的 电 泵 跳闸R B 触 发 逻 辑 2 提高自动回路的投入稳定性 A电 动给水泵运行 雨 厂 A 下降沿延时 N A电动给水泵停止 D 图 5 修改后的电泵跳闸 R B触发罗辑 1 ． 4 电源切换引起的误跳闸 为提高设备运行的安全性 ，火力发电厂中的某 些重要设备往往采用双电源供 电，如磨煤机润滑油 泵、空预器等 ，2 路 电源通过 1 个切换装置切换后 给设备供 电， 如果切换装置切换速度不能满足要求 ， 往往会造成设备误跳 闸。对于这类设备 ，调试过程 中必须做切换试验 ，看切换装置的切换速度能否满 足要求，如果不能满足要求，则应更换切换装置 ， 对于更换装置有困难的，应在逻辑 中加以考虑 。国 电康平电厂曾在调试过程中发生一起因电源切换速 度过慢造成全部磨煤机润滑油泵跳闸， 导致磨煤机 跳 闸，最终导致机组跳闸的事故 。修改控制逻辑 ， 如 图 6所示 。通过 S R触发器 ，使磨煤机润滑油泵 现代火 电机组对 自动 回路的要求越来越高。性 能可靠 、品质 良好的调节系统是保证机组长期稳定 运行的有力保 障，为确保火电机组的调节系统时刻 处于最优状态 ，应注意以下几个 问题。 2 ． 1 要严格 足量地做好扰动试验 要按照 D L T6 5 7 - 2 0 0 6 火力发 电厂模拟量控 制系统验收测试规程 的规定，严格做好每个调节 回路的扰动试验 ，要对品质不佳的调节 回路进行细 调。现在很多火力发电企业在调试结束、投产运行 后 ，都要进行模拟量调节系统的精细化调试 ，目的 就是要使调节系统的性能达到最优，从而保证机组 的长期稳定运行。 2 ． 2 及时修订调节回路，拓展调节回路适用范围 机组的运行环境并不是一成不变的，所 以应适 时地修订调节回路的控制参数。如当煤质发生较大 变化时 ，应及时修改协调系统锅炉主控中的负荷 一 煤量曲线，修改给水控制中的煤量 一水量曲线等； 当调节回路的执行器被更换时 ，也要及时修改 P I D 参数，以适应新的执行器的动作特点等。此外 ，在 驱 动 模 块 保护跳闸条件 _ n _ R6L一 启动 OUT ● ACT _ n _ 广 广 _ 三 _ 停 止 TARGACT 一 9一 润滑油泵已停止 DI N TARG T ACT OR T T 1 _ARGACT 图 6 防止电源切换造成设备跳闸逻辑 S 1 R 0 启动长指令 第 l 6 卷 2 0 1 4 年第 l 期 电力 安 全技 术 调试中应投入热值修订回路，这样当煤质发生非显 著变化时 ，才不会对调节系统的调节品质产生大的 影响。 3 提高运转人员操作手法 运转人员是机组的操控者，运转人员业务素质 的高低可能直接决定了机组的安全运行时间。自动 控制回路的广泛应用 ，使运转人员减少了很多手动 操作设备 的机会 ，造成个别运转人员手法生疏，一 S h e n g c h ap ny -ix iaN 旦 自动回路出现问题后难以进行有效的紧急处理， 造成事故的扩大化。 火力发 电企业应着重提高运转人员对紧急状态 的处理能力 ，组织运转人员在仿真机上练习各种事 故的紧急处理手法 ，着重提高运转人员的设备手动 操控能力。 收稿 日期 2 0 1 3 -0 7 3 0 ；修回 日期 2 0 1 3 0 9 0 2 。 作者简介 张建志 1 9 6 9 一 ， 男， 高级工程师， 从事热工控制及自 动化工作。 中国华能集团公司全面部署 2 0 1 4年安全生产工作 2 0 1 4 一 O 1 0 2 ，中国华能集团公司召开 2 0 1 4 年安全生产委员会第 1 次会议，认真贯彻落实党 的十八届三中全会精神，通报公司 2 0 1 3 年度安全生产情况，总结公司2 0 1 3 年安全生产工作，分 析安全生产管理 中存在的突出问题和面临的形势，部署 2 0 1 4年安全生产各项工作。公司总经理曹 培玺作重要讲话，公司党组书记黄永达主持会议，公司领导班子全体成员出席会议。 曹培玺在讲话 中肯定 了公司 2 0 1 3年安全生产各项工作取得的成绩，并深入分析了公司当前安 全生产面临的严峻形势 ，指出了公司在外包工程、煤矿安全管理、安全基础管理等方面存在的突 出问题。他强调 ，各级领导干部要按照习近平总书记的要求，把防范人身事故、保护员工生命安 全作为一切工作的出发点，进一步强化红线意识、责任意识、服务意识、守法意识，提高做好安 全生产工作的 自觉性 ，进一步转变作风，真抓实干 ，做到主体责任到位、安全投入 到位、基础管 理到位、安全培训到位、应急救援到位，确保安全生产长治久安、万无一失。 曹培玺要求， 公司系统各单位要牢固树立 “ 以人为本， 科学发展， 安全发展”理念， 坚持 “ 安 全第一 ， 预防为主， 综合治理”方针， 把安全生产工作作为企业 “ 第一责任， 第一工作， 第一效益” ， 以安全责任制落实为核心，以 “ 外包工程安全专项整治年”活动为主线，以反违章和隐患排查治 理为手段，以安全生产管理体系建设、班组管理、教育培训等为重点，持续提升管理水平，确保 从业人员身体健康和生命安全，保持安全形势持续稳定向好发展。重点做好以下工作 1 认真贯彻落实习近平总书记在 “ 1 1 ． 2 2 ”特大事故后的重要讲话精神，进一步提高对安全 生产的认识 ，加大安全生产工作管控力度 ； 2 落实安全生产责任制，健全党政同责、一岗双责，齐抓共管的安全生产责任体系，党政 一 把手要做到 “ 三个带头，三个亲 自” ； 3 深化安全大检查工作，在安全检查常态化、过程管控、危险点分析预控和问题的闭环整 改上下功夫 ； 4 进一步强化外包工程安全管理； 5 继续加快推进电厂安全生产管理体系建设； 6 进一步提高生产设备设施的健康水平 ； 7 加强应急管理和灾害防治工作 ，及时发现并消除各类隐患； 8 加强教育培训和班组安全管理。 来源中国华能集团公司 2 0 1 4 - 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