1 引言
三河發(fā)電有限責(zé)任公司一期安裝2臺(tái)350MW日本三菱機(jī)組。DCS系統(tǒng)采用美國MCS公司的MAX1000 +PLUS分散控制系統(tǒng)。鍋爐保護(hù)系統(tǒng)由日本三菱公司(MHI)提供，由兩面控制柜組成，稱為鍋爐保護(hù)盤(BPP-Boiler Protection Panel)，鍋爐保護(hù)邏輯全部用繼電器實(shí)現(xiàn)。外系統(tǒng)的信號(hào)輸入和MFT的動(dòng)作命令都經(jīng)過這兩面盤柜進(jìn)行邏輯運(yùn)算。鍋爐保護(hù)包括:鍋爐手動(dòng)打閘、汽包水位高低、爐膛壓力高低、鍋爐滅火、汽輪機(jī)跳閘、送風(fēng)機(jī)全停、引風(fēng)機(jī)全停、失去所有燃料、燃燒狀態(tài)不穩(wěn)定、再熱器干燒、總風(fēng)量低、爐水循環(huán)泵差壓低等十四項(xiàng)保護(hù)。
2 汽包水位保護(hù)系統(tǒng)分析
2.1 汽包水位及汽包壓力的測(cè)量
每臺(tái)機(jī)組共有4臺(tái)汽包壓力變送器(設(shè)備編號(hào)為HAG10CP001、HAG10CP002、HAG10CP003、HAG10CP004)，左右兩側(cè)各2臺(tái);共有6臺(tái)汽包水位變送器(設(shè)備編號(hào)HAG10CL001、HAG10CL002、HAG10CL003、HAG10CL004、HAG10CL005、HAG10CL006)，左右兩側(cè)各3臺(tái)測(cè)量示意圖如圖1所示。
圖1 氣包壓力水位測(cè)量示意圖
2.2 原汽包水位調(diào)節(jié)及汽包水位保護(hù)情況
原汽包水位高、低保護(hù)的邏輯是這樣實(shí)現(xiàn)的:三個(gè)汽包水位變送器(HAG10CL003、HAG10CL004、HAG10CL005)和三個(gè)汽包壓力變送器(HAG10CP002、HAG10CP003、HAG10CP004)來的信號(hào)通過分配器一路接入機(jī)組轉(zhuǎn)換盤柜(UTP-Unit Transducer Panel)中,另一路接入DCS系統(tǒng)中。在機(jī)組轉(zhuǎn)換UTP盤柜(UTP)中，三個(gè)汽包水位變送器的信號(hào)經(jīng)過三取中模件選擇出一個(gè)中間值，用三個(gè)汽包壓力變送器經(jīng)過三取中模件選擇出的中間值信號(hào)在壓力修正模件中進(jìn)行修正，得到的修正值和設(shè)定值在比較器中進(jìn)行比較，如果修正值超過高或低設(shè)定值的范圍，則發(fā)出汽包水位高二值或汽包水位低二值保護(hù)信號(hào)到鍋爐保護(hù)盤柜(BPP)，使汽包水位高或汽包水位低保護(hù)繼電器動(dòng)作，繼而發(fā)MFT停爐。既原汽包水位保護(hù)邏輯采用的是三取中邏輯。
原汽包水位保護(hù)模擬信號(hào)流程如圖2所示:
圖2 原汽包水位保護(hù)模擬信號(hào)流程
汽包水位信號(hào)用于調(diào)節(jié)情況是這樣的:由UTP到DCS的三個(gè)汽包水位信號(hào)(HAG10CL003、HAG10CL004、HAG10CL005)和三個(gè)汽包壓力信號(hào)(HAG10CP002、HAG10CP003、HAG10CP004)分別通過三取中運(yùn)算后，再進(jìn)行壓力修正運(yùn)算;另三個(gè)就地到DCS的汽包水位信號(hào)(HAG10CL001、HAG10CL002、HAG10CL006)和一個(gè)就地到DCS的汽包壓力信號(hào)(HAG10CP001)及二個(gè)UTP到DCS的汽包壓力信號(hào)(HAG10CP002、HAG10CP003)分別通過三取中運(yùn)算后，再進(jìn)行壓力修正運(yùn)算。這兩路經(jīng)過壓力修正的水位信號(hào)取平均后，再參與PID調(diào)節(jié)運(yùn)算，輸出執(zhí)行信號(hào)到電泵和汽泵進(jìn)行水位調(diào)節(jié)。
2.3 原汽包水位保護(hù)的問題
國家電力公司2000-9-28發(fā)布的《防止電力生產(chǎn)重大事故的二十五項(xiàng)重點(diǎn)要求》中<8防止鍋爐汽包滿水和缺水事故>第8.8.1條規(guī)定:鍋爐汽包水位高、低保護(hù)應(yīng)采取獨(dú)立測(cè)量的三取二的邏輯判斷方式。而我廠原汽包水位保護(hù)邏輯采用三取中邏輯，這個(gè)邏輯實(shí)現(xiàn)過程和《防止電力生產(chǎn)重大事故的二十五項(xiàng)重點(diǎn)要求》中的規(guī)定不相符。三取二、三取中邏輯在概率統(tǒng)計(jì)上來說都比較先進(jìn)，但在輸入信號(hào)有故障的情況下，三取二能自動(dòng)進(jìn)行邏輯轉(zhuǎn)換，而三取中則不能，存在發(fā)生誤動(dòng)的隱患。另外，我廠冬季發(fā)生過汽包水位變送器因測(cè)量管路凍結(jié)而故障的情況，致使汽包水位保護(hù)不得不退出運(yùn)行，嚴(yán)重影響機(jī)組的安全。
3 汽包水位保護(hù)三取二邏輯的實(shí)現(xiàn)
根據(jù)上述規(guī)定，初步計(jì)劃用原來的UTP盤中硬件設(shè)備搭接實(shí)現(xiàn)三取二邏輯，但由于UTP盤中用分配器、三取中模件、壓力修正模件、高低判斷模件通過硬線連接，形成汽包水位高二值或汽包水位低二值信號(hào)送到BPP中進(jìn)行汽包水位保護(hù)繼電器邏輯運(yùn)算，比較繁瑣，且分配器不能判斷變送器故障，繼而實(shí)現(xiàn)二取一、一取一邏輯切換，最后決定在DCS系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)，因?yàn)镈CS系統(tǒng)可靠性高，且能對(duì)變送器來的4~20mADC信號(hào)進(jìn)行分析繼而判斷變送器是否故障，便于邏輯實(shí)現(xiàn)。
改造方案內(nèi)容包括:DCS輸入輸出點(diǎn)的配置;后加電纜的布置;汽包水位保護(hù)三取二邏輯判斷方式的實(shí)現(xiàn);二取一;一取一邏輯的轉(zhuǎn)換;相關(guān)畫面的顯示;相關(guān)報(bào)警的輸出;改造后的檢驗(yàn)措施等內(nèi)容相關(guān)邏輯原理如圖3所示。
圖3 三取二邏輯原理
汽包水位保護(hù)三取二邏輯改造后模擬信號(hào)流程(參見下圖):三個(gè)汽包壓力信號(hào)(HAG10CP002、HAG10 CP003、HAG10CP004)在DCS系統(tǒng)中通過三取中運(yùn)算后得到的值，分別對(duì)三個(gè)汽包水位信號(hào)(HAG10CL001、HAG10CL002、HAG10CL006)進(jìn)行壓力修正運(yùn)算，得到的修正值和設(shè)定值在DCS系統(tǒng)中進(jìn)行比較運(yùn)算，如果修正值超過高或低設(shè)定值的范圍，則形成汽包水位高二值或汽包水位低二值信號(hào)。
汽包水位保護(hù)三取二邏輯判斷，二取一、一取一邏輯轉(zhuǎn)換，及操作員畫面(CRT)相關(guān)報(bào)警輸出參見圖4所示。DCS系統(tǒng)對(duì)水位變送器進(jìn)行故障判斷，當(dāng)檢測(cè)到輸入信號(hào)有問題時(shí)則在CRT上發(fā)出報(bào)警。若三個(gè)變送器都沒有故障，則保護(hù)邏輯運(yùn)行在三取二方式，且在CRT上發(fā)出相應(yīng)報(bào)警輸出。若三個(gè)變送器都故障，則保護(hù)邏輯運(yùn)行在保護(hù)退出方式，且在CRT上發(fā)出相應(yīng)報(bào)警輸出。若有且只有二個(gè)變送器故障，則保護(hù)邏輯運(yùn)行在一取一方式，且在CRT上發(fā)出相應(yīng)報(bào)警輸出。若有且只有一個(gè)變送器故障，則保護(hù)邏輯運(yùn)行在二取一方式，且在CRT上發(fā)出相應(yīng)報(bào)警輸出。圖5為汽包水位低二值保護(hù)信號(hào)的形成。圖6為汽包水位高二值保護(hù)信號(hào)的形成。
圖4 邏輯轉(zhuǎn)換及操作員畫面(CRT)相關(guān)報(bào)警輸出
圖5 汽包水位低二值保護(hù)信號(hào)的形成
圖6 汽包水位高二值保護(hù)信號(hào)的形成
4 結(jié)束語
汽包水位保護(hù)的重要性不言而喻，通過在DCS系統(tǒng)中進(jìn)行三取二邏輯的改造，有效防止水位保護(hù)拒動(dòng)和誤動(dòng)，避免事故的發(fā)生，確保機(jī)組長周期安全、穩(wěn)定運(yùn)行。另外，通過操作員畫面(CRT)上相關(guān)報(bào)警輸出能有效地監(jiān)視保護(hù)運(yùn)行的情況，一旦變送器出現(xiàn)故障，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)進(jìn)行處理，繼而對(duì)保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行了及時(shí)有效的維護(hù)。
：鞏經(jīng)理
：13915946763
：南京塞姆泵業(yè)有限公司
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