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摘要：随着火力发电厂的自动化水平不断提高，热工自动化、热工保护涉及的范围越来越广。热控专业设备引起的故障占据了火力发电厂机组非停、出力受阻、各类障碍的一定比例，需要对热控保护设备进行持续改进、改造。
关键词：火力发电厂；热动系统；节能优化；分析
1导言
火力发电厂热控保护系统设备必须不断改进，主动采取措施避免发生各类障碍、出力受阻、甚至非停和设备损坏。原因有以下几个。各种行业标准、规定的更新。原有系统和设备不再符合新标准、新规定。系统和设备投产后现场的工况发生改变，在生产设计时考虑的工况不再符合现场实际情况，必须进行现场改进。任何设备都有使用年限，热控设备投产超过使用年限之后必须改造。
2主机和辅机保护三取二改造
2.1改造原因和依据——新的《二十五项反措》要求
某电厂4台300MW机组均为20世纪90年代投产，在机组运行过程中，发生过数次因为单一测点误发信号造成的保护误动、非停、降出力事件。例如：发电机断水保护的单一压力开关误动作造成非停；送风机润滑油压力、喘振单一压力开关误动作造成送风机跳闸；一次风机油箱温度单一测点误动造成一次风机跳闸。当时的《二十五项反措》中没有关于主机、辅机保护必须采取“三取二原则”的规定，所以在投产时，许多保护是单点带保护。2014年，国家能源局在新版《防止电力生产事故的二十五项重点要求》中‘第9.4.3条’要求：“所有重要的主、辅机保护都应采用‘三取二’的逻辑判断方式，保护信号应遵循从取样点到输入模件全程相对独立的原则，确因系统原因测点数量不够，应有防保护误动措施。”根据此条规定要求，所有主机、辅机保护均应采取三取二原则。
2.2改造原理、方法
3个测点从取样点、信号电缆到DCS输入卡件全程相对独立。以送风机润滑油压力低保护为例说明。原有的润滑油压低跳闸压力开关不变。新增2套压力开关，组成润滑油压三取二保护系统。改造时，在润滑油油泵出口滤网后至轴承处，增加2个取样测点，保证3个测点独立取样。新敷设电缆2根，电缆从DCS端子排直接接到压力开关内部端子（不再经过就地端子排接线，尽量减少中间环节，防止端子排问题造成的误动和拒动）。新增的2个测点分别接入不同的DCS输入卡件，保证3个测点在不同的输入卡件。类似原理方法的改造还有汽轮机‘中压缸排气压力高’保护、小汽机‘真空低’保护、小汽机‘润滑油压力低’保护、引风机‘喘振’保护、引风机‘润滑油压力低’保护等。
3炉膛压力取样装置改造
3.1取样装置改造原因
炉膛压力是锅炉的重要监视参数，既是引风机自动调整的被调量，还带着FSSS系统的炉膛压力高、低MFT保护。某电厂一单元和二、三单元均采用巴威公司生产的前后墙对喷型锅炉。最初巴威公司设计炉膛压力取样装置时，三单元取样口设计为圆形，外直径只有18mm，一、二单元取样口设计为前端矩形后端圆柱形，约长50×宽18mm。在实际运行过程中，由于设计煤种的关系，炉膛燃烧产生的烟尘浓度达到30000mg/Nm3，造成前端小圆口和矩形口处容易积灰堵塞。虽然配有连续吹扫装置，但是由于吹扫流量只有2.5至3m3/h，非常微小，吹扫防堵的作用不大。
3.2改造方案
更换取样装置，改变取样口容易积灰的机械结构，扩大取样口。水冷壁直管段改为增加弯头绕过取样装置。更换新的连续吹扫装置。使用直径16×2mm不锈钢管路重新配接取样管路。炉膛压力变送器模拟量测点和高2值开关量公用一个取样装置和管路，保证带保护测点堵塞后及时发现。
3.3安装时注意事项
一是风压测量取样管路中应尽量不要配备阀门，如果必须增加阀门，则必须采用球阀，不要使用针型阀等其他类型阀门，否则容易造成瓶颈，灰尘会集聚在瓶颈处。二是管路中接头垫片必须保证完好，各接头紧固，管路无渗漏。否则，极易造成取样装置和管路内壁积灰。
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4 ETS超速保护完善（增加转速表上电闭锁）
4.1增加闭锁原因
某电厂ETS系统超速保护使用4块Philips飞利浦TRACK30型转速表实现，该表在上电自检期间所有开关量输出继电器会吸合1.5至2秒。2012年，#6机组因为UPS电源故障，UPS供电电压瞬间低于150V，导致#1、#2转速表失电重启，ETS系统的2个通道均发出超速跳闸信号，机组跳闸。
4.2改进方法
4块转速表，#1、2转速表使用的是UPS电源，#3、4转速表使用的是保安电源。利用原有电源监视继电器的常闭接点，上电时闭锁3秒钟超速跳闸信号。
5汽轮机跳闸反馈信号改进
5.1改进原因
某电厂FSSS系统“机跳炉”保护采用汽轮机A、B高压主汽门均关闭信号相“与”，再“与”上并过网信号。曾经发生过汽机跳闸后，主汽门机械卡涩，实际无法关闭的故障，这样的话主汽门行程开关关闭位信号无法返回FSSS系统，FSSS系统“机跳炉”保护拒不动作。为了防止发生机炉大联锁保护拒动的故障，必须进行改进。
5.2改进方案
主汽门行程开关信号不可靠，必须找到相应的备用信号来替代。AST油压，即“汽轮机危急遮断油压”可以很好的代表汽轮机跳闸信号。而且压力开关动作可靠性比行程开关要高。所以增加AST油压监视压力开关3个，采用三取二的方法代表汽机已跳闸信号，和主汽门关闭信号相“或”。
6锅炉引、送、一次风机停止反馈信号改进
6.1改造原因
改前状态分析：以送风机为例说明。电气提供状态反馈点3个，一个运行信号，两个停止信号。由于原来A公司DCS系统网络点功能有缺陷，为了避免DCS控制器之间使用网络点，所以3个反馈状态点分别进入4个DCS子控制器。运行信号进入锅炉SCS控制柜，停止信号SOE进入锅炉SCS的B侧控制柜并联接入MCS系统，另一个停止信号进入FSSS控制柜。锅炉SCS只有一个运行信号参与逻辑运算，实现锅炉SCS的所有功能，例如停同侧风机、联锁关闭出入口挡板等等。
6.3改进方案
根据《二十五项反措》中，“9.4.11……触发机组跳闸的保护信号的开关量仪表和变送器应单独设置，当确有困难而需与其他系统合用时，其信号应首先进入保护系统。”信号流程采用机组跳闸保护系统优先使用的原则。原运行信号不变，进入锅炉SCS系统。风机停止信号进行改进，原3-6DSOE卡上的停止SOE点进入FSSS控制柜SOE卡，作为SOE和逻辑运算使用。原来进入FSSS的停止信号不变。运行信号通过网络点在FSSS系统参与三取二运算；在FSSS系统中三取二之后的停止信号替代原来逻辑内的运行取‘非’运算出来的停止信号。
7结论
热控设备种类繁多、数量庞大，但是也有优点，使我们学会了用多种不同的原理和技术来实现同一个目标，极大的增强了我们技术交叉融合的能力。我们只需要在各技术原理间取长补短、举一反三，总会发现适宜的解决问题方案。
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论文作者:1杨晨旭,2胡令辉,3张文浩
论文发表刊物:《电力设备》2018年第29期
论文发表时间:2019/3/27
标签：信号论文; 火力发电厂论文; 系统论文; 炉膛论文; 管路论文; 装置论文; 锅炉论文; 《电力设备》2018年第29期论文;