吴海涛
（佛山恒益发电有限公司 528100）
摘要：随着发电机组容量和规模的成倍增长,提高热工保护及控制系统的可靠性水平,已成为确保发电机组以及电网系统安全、稳定、高效运行和满足国家节能环保要求的关键。大容量火力发电机组已成为电网的主力机组，大容量机组是否安全稳定运行将关系着电网的稳定运行，更是直接关系着整个国民经济的发展。如何保证大容量火力发电机组的稳定运行就变得至关重要，热工系统作为电厂的主要控制、监视系统，其系统设计是否合理、逻辑保护设计是否周全、设备是否可靠将直接影响到机组的安全稳定运行。本文介绍了热工技术优化创新在提高机组安全可靠性方面所起到的重要作用，为其他机组提供借鉴经验。
关键词：热工技术；保护；联锁；优化；设计；安全；可靠性
0引言
焦作龙源电厂2×660MW超超临界机组工程于2013年正式开工建设，目前机组已经投入生产运营。本项目在设计初期就对控制系统、联锁保护、硬件设备等热工软、硬件系统进行了大量的技术优化设计，极大地提高了机组的安全可靠性，下边从软件和硬件两个方面分别介绍一下热工系统具体的优化设计。
1控制系统、联锁保护逻辑优化部分
（1）对于参与保护联锁的单个开关量信号，为了提高信号的安全可靠性，将与此开关量信号有关联的信号也引入保护联锁逻辑中例如两台送风机全停MFT逻辑，如果单取每台送风机的停止信号逻辑与之后来做触发MFT的条件，当两个信号出现问题，就很容易引起保护误动作，如果将单个停止信号改为采用送风机停止信号，送风机未运行（信号为运行，逻辑中取反），送风机电流<10A，三取二动作后再与另一台送风机的三取二动作与之后来做触发MFT的条件，就会大大提高保护的安全可靠性。
（2）开关量、模拟量联锁保护信号处理对于某设备同一位置安装三个测量原件的保护，采用加质量判断的开关量三取二逻辑，即一个测点超过跳闸限值且质量不坏为一个开关量，三个开关量经上述判断出三个开关量后，三取二动作跳闸。当有一个测点为坏质量时，剩下两个测点为二取一动作。当有两个测点坏质量时，剩下的一个测点为一取一动作。对于保护采用开关量三取二逻辑的设备，当三取二保护动作，三个开关量未全部动作时，延时3秒，发出开关量信号不一致报警，提醒人员加强该设备的维护。对于三个开关量保护信号，当信号质量为好且达到保护动作条件时，联锁保护逻辑起作用。当信号全部为坏质量时，进行报
警且坏质量保持，立即在一级光子牌中进行报警，处理后再投入保护，根据预先设置的坏质量保护动作退出机制进行动作，根据设备重要性，保护动作区别对待。
（3）通过网络传递过来的用于联锁保护的信号对于通过网络传递过来的用于联锁保护的信号，增加质量判断。当信号质量为好且达到保护动作条件时，联锁保护逻辑起作用。当信号为坏质量时，进行报警且坏质量保持，立即在光字牌中进行报警，运行人员及时通知检修人员进行处理，等检修人员处理后通过工程师站将信号保护投入运行。
（4）温度信号的升速率坏质量判断
温度信号作为设备重要的监测信号，是设备运行状态最直接的表现之一，当温度超过限定值时，设备有被损坏的危险，需要及时跳闸以保护设备。但是，当测量元件或信号回路出现故障时，温度可能会迅速上升，因此当温度变化速率超过某一限定值时，认为该温度信号处于不正确状态，避免设备误动作。
本工程温度变化速率超限坏质量限定值设计为8℃/s。处理逻辑为，当某温度变化速率超过8℃/s或者超出设定量程（TC为-30℃~650℃，RTD为-30℃~400℃）或者信号回路断线时，切除该温度点的保护，同时发出该信号的切除报警。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆待确认该信号恢复正常后，需要在逻辑中进行强制以重新投入该温度点的保护。
（5）汽轮机切缸实现自动控制
该电厂660MW机组汽轮机采用高中压缸联合启动方式。机组启动时，高调阀不开启，高压缸不进汽，由高旁来的再热蒸汽经中压主汽阀、调阀进入汽轮机中低压缸，通过中压调阀控制转速进行冲转，直至并网带负荷。经过一定的暖机时间后，高压缸允许进汽，此时需要进行切缸操作，把经过高旁的蒸汽，切换到高压缸。
切缸的过程，既是一个开高调阀关高旁阀的过程，同时又需要减少机组负荷、主汽压力、主汽温度的波动，尤其需要注意高压缸排汽温度，避免高压缸鼓风，排汽温度升得过高，对汽机叶片造成伤害，甚至引发汽机跳闸。
2硬件设备技术优化部分
（1）主机和主要辅机的主要保护联锁测点，采用双测点冗余配置如果采用单测点来联锁保护，此测点如果出现故障，很容易引起保护误动作或者拒动，导致机组降出力或者停机，采用双测点冗余配置可以提高机组的稳定性。
（2）DCS系统控制器及I/O模块优化分配对一些重要的成对辅机设备，控制器要分开设计，分别配置在不同的控制器中，同一个控制器内的重要测点分配到不同的模块，极大地提高了系统的可靠性。
（3）MFT跳闸回路采用独立的双回路设计方案DCS厂家常规设计的回路是将两路MFT跳闸回路电源经二极管切换后提供给一组继电器跳闸回路，这种设计会成引起电厂直流电源接地查找困难以及直流环路后直流系统频发接地报警的原因，另外一组继电器中的某一继电器故障也会引起某些设备拒动。本项目MFT跳闸继电器采用两套独立直流跳闸回路方案配置，对直流回路无影响，同时一组继电器中的某一继电器故障也不会引起某些保护拒动或者误动作，保护可靠性大大提高。
（4）DCS服务器采用3冗余设计本项目DCS系统服务器采用3冗余设计，大大提高了系统可靠性，单台机组配置5台操作员站，一台值长站，通过对服务器权重配置进行冗余切换，如：操作员1、操作员2对Server1设置最大权重（即Server1正常时，这两台同时挂到Server1），在操作员站1配置权重Server2大于Server3，操作员站2配置权重Server3大于Server2，这种配置方式在Server1故障时两台操作员站可以切到不同的Server，保证单台服务器负荷率不会突然增大，同时将操作员3、操作员4对Server3设置最大权重，在操作员站3配置权重Server2大于Server1，操作员站4配置权重Server1大于Server2，极大地提高系统可靠性。
（5）重要保护测点布置优化例如原设计给水流量三个变送器设计在一个保温柜内，如果一个出现泄漏，会影响其他两个给水流量变送器测量，将变送器分散到不同的保温柜内，避免一个泄漏引起其他损坏，引起保护误动作或者拒动，提高系统可靠性。
（6）取消辅机就地PLC控制，全部纳入DCS系统控制PLC就地控制，设备不可靠，故障率高，也不利于运行人员操作、监控，将磨煤机、送风机、引风机的油站，EH油箱、润滑油箱、胶球清洗系统的就地PLC控制系统取消，直接进入DCS控制，提高系统可靠性。
（7）主要辅机调节装置的电动执行机构采用分体设计由于主要风机本体振动较大，风机液压调节装置的电动执行机构经常出现由于振动原因导致的故障，影响主要辅机的正常使用，将液压调节装置的电动执行机构控制部分和执行器机械部分分开安装，将电动控制部分单独安装到振动较小的位置，避免由于长时间的振动导致故障，提高系统可靠性。
3结束语
经过一段时间的运行情况来看，设备几次出现故障，因为一系列的优化设计，最终避免了设备停运或者降出力，为机组的安全稳定运行提供了重要的保障，总之通过一系列软件系统、硬件系统方面的技术优化，有效提高了机组的安全可靠性。
参考文献：
[1]北京ABB贝利工程有限公司SymphonyPlus系统使用手册[Z].
论文作者:吴海涛
论文发表刊物:《电力设备》2016年第11期
论文发表时间:2016/8/15
标签：信号论文; 机组论文; 联锁论文; 可靠性论文; 操作员论文; 送风机论文; 设备论文; 《电力设备》2016年第11期论文;