劉鑫

【摘 要】本項(xiàng)目針對(duì)熱工設(shè)備故障引起的主機(jī)和重要輔機(jī)設(shè)備誤跳閘現(xiàn)象及熱工人員日常投/切保護(hù)過程可能出現(xiàn)的誤操作予以統(tǒng)計(jì)分析，優(yōu)化控制邏輯及設(shè)備改造以提高熱工保護(hù)動(dòng)作可靠性為目的，達(dá)到提高運(yùn)行機(jī)組的穩(wěn)定可靠性，屬科技創(chuàng)新型項(xiàng)目。

【關(guān)鍵詞】熱工設(shè)備故障；控制邏輯；可靠性

熱工聯(lián)鎖保護(hù)是火電廠實(shí)現(xiàn)安全可靠運(yùn)行非常重要的一環(huán)，聯(lián)鎖保護(hù)如果設(shè)計(jì)不夠完善可靠，輕則引起主輔設(shè)備的誤動(dòng)作或拒動(dòng)作，重則在異常工況下導(dǎo)致設(shè)備損壞或人員傷亡事故。但是由于種種原因、熱工保護(hù)邏輯的完善性和合理性、熱工保護(hù)信號(hào)的取樣方式和配置，都存在不盡如人意的地方，引發(fā)熱工保護(hù)系統(tǒng)誤動(dòng)的現(xiàn)象還是時(shí)有發(fā)生。為此，本人結(jié)合工作實(shí)際，結(jié)合自身及兄弟單位、相應(yīng)科研院所的經(jīng)驗(yàn)，通過熱工保護(hù)邏輯完善及設(shè)備改造，減少人為因素和不合理保護(hù)設(shè)計(jì)造成的熱工保護(hù)誤動(dòng)作幾率，達(dá)到提高機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定、可靠性。

1.1汽輪機(jī)遮斷（ETS）優(yōu)化

1.1.1針對(duì)汽輪機(jī)遮斷保護(hù)系統(tǒng)（ETS）存在的單點(diǎn)主保護(hù)，通過增加節(jié)點(diǎn)信號(hào)并優(yōu)化控制邏輯實(shí)現(xiàn)三取二，提高主保護(hù)動(dòng)作的可靠性。

1.1.2 針對(duì)汽輪機(jī)遮斷保護(hù)系統(tǒng)（ETS）啟/停機(jī)過程經(jīng)常投入/解除的保護(hù)及機(jī)組運(yùn)行期間由于臨時(shí)處理缺陷可能需要解除的保護(hù)，在觸摸屏增加一頁專用的保護(hù)投/切按鈕，代替原來的拆/接線解除保護(hù)方式，防止熱工檢修人員誤操作

1.2汽輪機(jī)監(jiān)測儀表（TSI）系統(tǒng)優(yōu)化

1.2.1針對(duì)汽輪機(jī)監(jiān)測儀表（TSI）系統(tǒng)軸向位移單一卡件監(jiān)測，通過增加3500/42M卡件實(shí)現(xiàn)分卡件監(jiān)測，避免由于單一卡件故障引起的主機(jī)誤跳閘。

1.2.2針對(duì)汽輪機(jī)監(jiān)測儀表（TSI）系統(tǒng)振動(dòng)大、軸向位移大、高壓缸差脹大、低壓缸差脹大等主保護(hù)單卡件單通道輸出狀況，通過增加繼電器輸出卡件，實(shí)現(xiàn)多卡件布置多通道輸出，在汽輪機(jī)ETS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)三取二保護(hù)。

1.3小汽輪機(jī)遮斷（小機(jī)ETS）優(yōu)化

針對(duì)小機(jī)ETS系統(tǒng)跳閘回路跳閘電磁閥單一布置且常帶電設(shè)計(jì)，當(dāng)任一電磁閥故障失電均造成小機(jī)誤跳閘，優(yōu)化設(shè)計(jì)高壓抗燃油及低壓安全油跳閘回路，高壓抗燃油回路設(shè)計(jì)4個(gè)20/AST電磁閥且串/并連接安裝；低壓安全油回路設(shè)計(jì)2個(gè)20/TT電磁閥且并聯(lián)連接安裝，可以防止由于任一單個(gè)電磁閥故障引起的小機(jī)誤跳閘。

1.4 DCS系統(tǒng)保護(hù)界面優(yōu)化

針對(duì)DCS系統(tǒng)重要輔機(jī)增加的眾多保護(hù)，為減少熱工人員通過DCS系統(tǒng)邏輯強(qiáng)制停止掃描解除保護(hù)過程出現(xiàn)人為的誤操作，通過優(yōu)化控制邏輯并增加保護(hù)投/切軟按鈕且當(dāng)聯(lián)鎖保護(hù)條件觸發(fā)時(shí)閉鎖熱工人員投入，防止設(shè)備誤跳閘。

通過前期現(xiàn)場工作經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，設(shè)計(jì)優(yōu)化方案并進(jìn)行論證，2018年逐步實(shí)施了小機(jī)ETS系統(tǒng)跳閘回路改造；汽輪機(jī)TSI系統(tǒng)重要參數(shù)分卡件布置，跳閘信號(hào)輸出實(shí)現(xiàn)多卡件布置多通道輸出；汽機(jī)ETS系統(tǒng)優(yōu)化單點(diǎn)主保護(hù)實(shí)現(xiàn)三取二保護(hù)，觸摸屏增加保護(hù)投/切按鈕；DCS系統(tǒng)重要輔機(jī)設(shè)備優(yōu)化跳閘邏輯，DCS畫面增加聯(lián)鎖保護(hù)投/切軟按鈕切聯(lián)鎖保護(hù)跳閘條件閉鎖熱工人員保護(hù)投入；確保了主機(jī)及重要輔機(jī)設(shè)備的安全、可靠運(yùn)行。

【應(yīng)用推廣情況】

經(jīng)過2018年通過現(xiàn)場應(yīng)用的不斷總結(jié)，熱工保護(hù)的持續(xù)完善及優(yōu)化，熱工保護(hù)設(shè)計(jì)更加合理，保護(hù)軟投/切按鈕更易于熱工人員投/切保護(hù)且可以有效的降低人為誤操作的幾率。熱工保護(hù)的完善及優(yōu)化持續(xù)進(jìn)行，對(duì)提高機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行意義重大，推廣前景廣闊。

【詳細(xì)科學(xué)技術(shù)內(nèi)容】

1、立項(xiàng)背景

汽輪機(jī)ETS系統(tǒng)外部跳閘主保護(hù)信號(hào)最初設(shè)計(jì)均為單點(diǎn)保護(hù)，由于電纜或其他原因信號(hào)傳輸過程極易出現(xiàn)保護(hù)誤動(dòng)或拒動(dòng)，不符合主保護(hù)三取二設(shè)計(jì)的要求；汽輪機(jī)TSI系統(tǒng)軸向位移重要參數(shù)集一塊卡件進(jìn)行監(jiān)測及其他保護(hù)設(shè)計(jì)均集一塊繼電器輸出卡件輸出，容易造成因?yàn)槟骋豢收弦鹌啓C(jī)誤跳閘；小機(jī)ETS系統(tǒng)跳閘回路設(shè)計(jì)均為單電磁閥常帶電運(yùn)行，電磁閥長期帶電發(fā)熱曾出現(xiàn)由于單電磁閥故障引起小機(jī)誤跳閘，最初的設(shè)計(jì)也不滿足保護(hù)設(shè)計(jì)的要求；#3、#4機(jī)組DCS系統(tǒng)重要輔機(jī)設(shè)備保護(hù)跳閘條件設(shè)計(jì)較多，正常運(yùn)行期間由于設(shè)備消缺常需要臨時(shí)解除保護(hù)，無論通過拆/接線還是邏輯強(qiáng)制均容易出現(xiàn)人為的誤操作，通過增加保護(hù)投/切軟按鈕可以杜絕人為誤操作的幾率?；谝陨显颍?018年，機(jī)組汽機(jī)側(cè)保護(hù)不斷通過熱工保護(hù)完善、優(yōu)化及設(shè)備改造，使保護(hù)設(shè)計(jì)更加合理，降低保護(hù)誤發(fā)及人為誤操作的幾率。

2、詳細(xì)科學(xué)技術(shù)內(nèi)容

（一）汽輪機(jī)ETS系統(tǒng)主保護(hù)信號(hào)完善與優(yōu)化

1.1 對(duì)大機(jī)ETS系統(tǒng)外部主保護(hù)單點(diǎn)信號(hào)進(jìn)行優(yōu)化，由原設(shè)計(jì)的單點(diǎn)保護(hù)動(dòng)作優(yōu)化設(shè)計(jì)為三取二動(dòng)作保護(hù)，汽輪機(jī)主要優(yōu)化保護(hù)如下：

汽輪機(jī)ETS系統(tǒng)單點(diǎn)主保護(hù)優(yōu)化設(shè)計(jì)效果圖

①汽輪機(jī)振動(dòng)大跳閘保護(hù)信號(hào)，接收TSI系統(tǒng)3個(gè)開關(guān)量信號(hào)，ETS系統(tǒng)進(jìn)行三取二邏輯判斷；

②汽輪機(jī)軸向位移1保護(hù)跳閘信號(hào)，接收TSI系統(tǒng)3個(gè)開關(guān)量信號(hào)，ETS系統(tǒng)進(jìn)行三取二邏輯判斷；

③汽輪機(jī)軸向位移2保護(hù)跳閘信號(hào)，接收TSI系統(tǒng)3個(gè)開關(guān)量信號(hào)，ETS系統(tǒng)進(jìn)行三取二邏輯判斷；

④汽輪機(jī)高差大保護(hù)跳閘信號(hào)，接收TSI系統(tǒng)3個(gè)開關(guān)量信號(hào)，ETS系統(tǒng)進(jìn)行三取二邏輯判斷；

⑤汽輪機(jī)低差大保護(hù)跳閘信號(hào)，接收TSI系統(tǒng)3個(gè)開關(guān)量信號(hào)，ETS系統(tǒng)進(jìn)行三取二邏輯判斷；

⑥鍋爐MFT跳閘保護(hù)信號(hào)，接收DCS系統(tǒng)3個(gè)開關(guān)量信號(hào)，ETS系統(tǒng)進(jìn)行三取二邏輯判斷；

邏輯優(yōu)化過程，同一信號(hào)的3個(gè)開關(guān)輸入信號(hào)必須分卡件布置，保護(hù)跳閘邏輯設(shè)計(jì)合理，跳閘回路采用雙通道，有效的防止“拒動(dòng)”和“誤動(dòng)”。

大機(jī)ETS系統(tǒng)跳閘邏輯進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，ETS觸摸屏增加相應(yīng)的信號(hào)狀態(tài)顯示，達(dá)到實(shí)時(shí)直觀的在線監(jiān)測，易于熱工人員的巡檢并及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常。

1.2大機(jī)ETS觸摸屏增加保護(hù)投/切按鈕

根據(jù)對(duì)檢修及維護(hù)經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，ETS系統(tǒng)增加凝汽器真空低、潤滑油壓低、EH油壓低、軸承振動(dòng)大、軸向位移大等保護(hù)跳閘信號(hào)投/切按鈕，杜絕機(jī)組運(yùn)行期間消缺過程解除保護(hù)拆/接線可能發(fā)生的人為誤操作。

汽輪機(jī)ETS系統(tǒng)保護(hù)投/切按鈕效果圖

（二）汽輪機(jī)TSI系統(tǒng)參數(shù)監(jiān)測及跳閘信號(hào)優(yōu)化

2.1汽輪機(jī)軸向位移監(jiān)測分卡件監(jiān)測：汽輪機(jī)TSI系統(tǒng)框架一增加1塊3500/42M卡件，將4個(gè)軸向位移信號(hào)實(shí)現(xiàn)分卡件監(jiān)測。

2.2汽輪機(jī)TSI系統(tǒng)框架一和框架二分別增加2塊3500/32M繼電器輸出卡，實(shí)現(xiàn)同一信號(hào)三路輸出且分卡件布置。

汽輪機(jī)TSI系統(tǒng)軸向位移及繼電器輸出卡件優(yōu)化設(shè)計(jì)后效果圖

（三）小機(jī)ETS系統(tǒng)跳閘回路改造

小機(jī)ETS系統(tǒng)跳閘回路改造為雙通道冗余配置，高壓抗燃油跳閘電磁閥為帶串并聯(lián)的4個(gè)電磁閥（失電跳閘）、低壓透平油跳閘電磁閥為并聯(lián)的2個(gè)電磁閥（帶電跳閘）；新增小機(jī)跳閘AST壓力開關(guān)及ASP油壓變送器，ASP油壓實(shí)時(shí)顯示（小機(jī)掛閘后顯示約為一次安全油壓的1/2），可根據(jù)ASP油壓的變化判斷高壓抗燃油跳閘電磁閥故障發(fā)生可以避免因單個(gè)電磁閥故障引起小機(jī)跳閘異常情況的發(fā)生。

小機(jī)ETS系統(tǒng)跳閘回路改造跳閘電磁閥安裝設(shè)計(jì)圖

小機(jī)ETS系統(tǒng)跳閘回路改造跳閘電磁閥控制回路設(shè)計(jì)原理圖

小機(jī)ETS系統(tǒng)跳閘回路改造現(xiàn)場竣工圖

（四）DCS系統(tǒng)重要輔機(jī)設(shè)備聯(lián)鎖保護(hù)優(yōu)化，增加聯(lián)鎖保護(hù)投/切軟按鈕

DCS系統(tǒng)根據(jù)熱工人員維護(hù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)，將啟/停機(jī)過程及日常維護(hù)消缺過程經(jīng)常涉及的聯(lián)鎖保護(hù)進(jìn)行優(yōu)化，增加聯(lián)鎖保護(hù)投/切軟按鈕且聯(lián)鎖保護(hù)跳閘條件觸發(fā)閉鎖熱工人員投入，防止人為誤操作。

關(guān)鍵技術(shù)：

通過小機(jī)ETS系統(tǒng)跳閘回路改造及熱工保護(hù)完善和優(yōu)化，提高大、小機(jī)ETS系統(tǒng)保護(hù)及TSI系統(tǒng)重要參數(shù)監(jiān)測及跳閘信號(hào)輸出可靠性；增加保護(hù)投/切軟按鈕杜絕熱工人員人為誤操作現(xiàn)象的發(fā)生。

創(chuàng)新點(diǎn)：

小機(jī)跳閘回路改造實(shí)現(xiàn)雙通道冗余配置；增加汽輪機(jī)ETS系統(tǒng)主保護(hù)及DCS系統(tǒng)重要輔機(jī)設(shè)備聯(lián)鎖保護(hù)投/切軟按鈕|

實(shí)際運(yùn)行效果：

2018年，完成小機(jī)ETS系統(tǒng)跳閘回路改造、汽輪機(jī)ETS系統(tǒng)保護(hù)完善及優(yōu)化并在觸摸屏增加主保護(hù)投/切按鈕、汽輪機(jī)TSI系統(tǒng)重要參數(shù)分卡件監(jiān)測及保護(hù)信號(hào)實(shí)現(xiàn)分卡件多通道輸出；DCS系統(tǒng)及DEH系統(tǒng)重要輔機(jī)聯(lián)鎖保護(hù)增加投/切保護(hù)軟按鈕；經(jīng)過近一年熱工保護(hù)持續(xù)的完善及優(yōu)化，熱工保護(hù)動(dòng)作更加安全可靠，在提高機(jī)組安全、穩(wěn)定運(yùn)行取得了重大突破！

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