火力发电厂六大风机油站电气控制回路优化改造研究论文_孙小春

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摘要:六大风机(一次风机、送风机、引风机)是发电厂锅炉的重要辅机设备,其稳定运行直接关系到机组的安全可靠运行水平。而油站是各风机的重要组成部分,控制回路的安全、可靠显得十分关键。锦界电厂六大风机油站控制箱随主设备配套提供,经过多年运行,其设计弊端逐渐显现,运行中曾多次发生故障,严重时几乎引起机组非停。

关键词:六大风机油站;电气控制回路;优化改造

1、引言

六大风机(一次风机、送风机、引风机)是发电厂锅炉的重要辅机设备,其稳定运行直接关系到机组的安全可靠运行水平。而油站是各风机的重要组成部分,控制回路的安全、可靠显得十分关键。锦界电厂六大风机油站控制箱随主设备配套提供,经过多年运行,其设计弊端逐渐显现,运行中曾多次发生故障,严重时几乎引起机组非停。其中发生严重的事件有:

1、2009.07.27 #4机B一次风机电机#2润滑油泵运行中突然停运异常。

2、2010.08.09 #3炉A一次风机电机润滑油站#2油泵启动后无法停运异常。

3、2013.06.03 #3炉A一次风机润滑油站#1油泵运行中跳闸异常,造成一次风机停运。

4、2013.11.10 #2机B一次风机润滑油站控制回路跳闸,造成一次风机停运。

......

基于以上风机油站异常事件时有发生,锦界电厂电气专业积极应对,通过多次调研、反复论证与研究,提出创新性的优化改造可研报告。在2015年-2018年期间,#1至#4机风机油站28个电气控制箱相继全部优化改造完成。从改造至今从未发生过电气控制回路缺陷,可靠性明显提高。

改造后控制系统简单、可靠,实用性强,为机组长周期稳定运行奠定了坚实基础。值得推广应用。

2、原风机油站控制回路介绍

1、原油站控制回路工作原理:

六大风机油站均配有两路电源,一路来自保安段PC柜、一路来自不同10kV段所带的就地MCC柜,两路电源可互相切换,每台风机油站配有两台油泵,一用一备,如果运行泵发生故障或运行油泵出力不足,联锁启动备用油泵。

2、此回路存在以下弊端:

2.1 控制回路复杂,且元器件多。原控制箱内电气元件(如控制变压器、电源监视继电器、中间继电器、电源开关、信号指示灯、接触器、热继电器等)多达68个,继电器数量多导致线路复杂,故障接点增多。任何元器件及回路接线(短路、断路)故障,都会导致油站电气控制箱失电,造成两台油泵全停,风机跳闸。

2.2故障查找困难。控制箱内电气元件多,回路复杂,造成故障查找非常困难,如2013年11月份#2机B一次风机润滑油站控制回路跳闸后,仅故障查找时间就长达4个多小时,对机组安全运行非常不利。

2.3检修维护不便。因控制回路为公用部分,当某一元器件故障需处理时非常棘手,检修过程中需拆接线时因涉及公用部分较多,存在油泵全停风险。

2.4 控制可靠性低。热工压力、温度、流量等接点经过就地控制柜转接,然后到DCS系统,致使两台油泵控制回路无法完全独立,可靠性降低。

3、改造实施方案

研究设计优化控制回路系统,将两台油泵电机动力回路与控制回路完全分离,互不影响。当其中一台油泵电机动力回路或控制回路出现故障时,能迅速将另外一台联起,而不会影响到风机运行。维护人员可以将故障油泵电机回路完全隔离出来进行故障排除。同时油站传感器信号:“油位低、油位高、压力低、压差控制信号、油温信号、油过滤器堵塞等报警信号直接送至DCS,而不通过就地控制箱转接。

这种设计将很大程度降低控制箱内元件,减少两台油泵公用元件,实现两台油泵从动力回路到控制回路完全分离控制,降低风机运行风险。

4、优化改造创新点

针对原油站控制回路运行中存在的一系列问题,专业人员对传统的电气控制设计进行了多方调研与研究,设计了结合实际的电气控制回路图纸,实现了更加可靠的控制方式。主要创新点如下:

1、实现油泵单独控制,回路互不影响。彻底解决了原双路电源油站故障时切换过程的风险。

2、优化电气控制回路,回路变得简单、可靠。彻底解决了原控制回路繁杂、冗余问题。将原来控制箱内68个电气元件,降低至20个元件,且每台油泵电机控制仅10个元件,且与另外一台油泵电机控制相互独立。

3、改变传统控制方式,实现了DCS直接控制。彻底解决了原油站信号转接带来的风险,控制方式更安全、可靠。

4、检修维护方便,故障排查便利。实现了6大风机油站公用一张图纸,避免了原来厂家控制回路千差万别,给检修维护带来很大的便利。同时实现了故障查找几分钟,故障处理半小时的目标。

5、现场改造前后照片及图纸对比

6、经济效益及计算依据

六大风机(一次风机、送风机、引风机)是发电厂锅炉系统的重要辅机设备,风机油站故障时,会造成风机异常跳闸停运,进而可能造成机组停运。若按风机油站故障导致的机组停运计算。假设停机时间按10h算,负荷率按80%计算,则损失机会电量约479.9万kWh,这样,避免一次机组非停可带来间接经济效益139万元。

7.社会效益

随着DCS在火电厂的可靠应用,传统的继电器回路设备已不能满足系统控制可靠性的要求,通过研究改造更可靠的控制方式,改变传统的设计思维,实施后既安全、可靠,实用性又强,为机组长周期稳定运行奠定了基础。同时也为其他电厂解决同类问题提供了参考,可以推广应用。

论文作者:孙小春

论文发表刊物:《基层建设》2019年第4期

论文发表时间:2019/4/30

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