摘要：本文针对国家电投河南电力有限公司平顶山发电分公司火电机组主保护现状，分析其原因，并采取相应的措施进行完善。结果证明，此保护完善策略适用于平顶山2X1000MW火电机组，取得良好的经济和社会效果。
关键词：主保护；控制逻辑；经济性
1概况
国家电投河南电力有限公司平顶山发电分公司，为2X1000MW超超临界发电机组。锅炉采用东方锅炉和东方日立联合制造的超超临界、变压直流炉、单炉膛、一次再热、平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构、对冲燃烧方式、п型结构,型号为DG3000/26.15Ⅱ1。汽轮机采用哈尔滨汽轮机有限责任公司与日本东芝公司采取合作设计、联合制造的方式共同研制的一次中间再热、单轴、四缸、四排汽（双流低压缸）带有48英寸钢制末级叶片的1000MW超超临界冲动凝汽式CCLN1000-25/600/600型汽轮机。发电机有哈尔滨电机厂有限责任公司制造机组的主控制系统采用美国艾默生过程控制有限公司的Ovation系统。
2主机保护项目完善保护理由
2.1设备因素：联锁保护系统可在机组发生异常时自动紧急顺序动作相关设备,避免出现设备损坏，较大程度缩小破坏范围。
2.2公司要求：安全生产是企业的生命，在安全的基础上保持机组的经济运行是企业发展的动力。
2.3安全操作：完善可靠的联锁保护系统，可以在运行机组发生危机情况时及时动作，保证机组及工作人员人身安全、维持设备稳定运行，保障电网安全。
2.4经济要求：保护不完善、拒动或者误动会引发机组误跳闸或损坏主设备，影响发电量，造成经济损失，产生较多维护费用。
3需完善的保护
经过对主机保护项目进行排查，发现汽机主保护逻辑不完善，无主再汽温十分钟速降，主再热汽温过热度低，主油箱油位低保护逻辑。
4主机保护项目完善的方法
4.1主、再汽温十分钟速降保护
4.1.1主、再汽温十分钟速降保护的重要性
1）主、再蒸汽温度下降，将使汽轮机做功的焓降减少，故要保持原有出力，则蒸汽流量必须增加，因此汽轮机的汽耗增加，即经济性下降。每降低10℃，汽耗将增加1．3％～1．5％。
2）主、再蒸汽温度急剧下降，使汽轮机末几级的蒸汽湿度增加，加剧了末几级叶片的汽蚀，缩短了叶片使用寿命。也会引起汽轮机各金属部件温差增大，热应力和热变形也随着增加，且胀差会向负值变化，因此机组振动加剧，严重时会发生动、静摩擦。急剧下降往往是发生水冲击事故的预兆，会引起转子轴向推力的增加。一旦导致水冲击，则机组就要受到损害。若汽温骤降，使主蒸汽带水，引起水冲击，后果极其严重。
4.1.2制定逻辑方案
制定的逻辑方案思路如下：
主蒸汽分为A侧、B侧，因此每侧均取三个测点，每侧温度三个测点均需要好质量（在逻辑中进行质量判断），任意侧的温度下面两个条件分别满足（或）则触发保护：
所取三个测点任意两个测点主蒸汽温度（机侧）10分钟内降50℃且过热度小于80℃（即选择后的主汽温度低于当前选择后的主汽压经函数换算后的温度值）；汽机转速大于等于2850r/min，主蒸汽过热度小于50℃（即选择后的主汽温度低于当前选择后的主汽压经函数换算后的温度值）。
当测点全部坏质量时将切除所对应保护，防止保护误动。确定保护逻辑后，根据现场实际要求进行了逻辑的的组态，并进行了下装。A侧主汽温十分钟速降保护逻辑，B侧主汽温、A侧再热汽温、B侧再热汽温十分钟速降保护逻辑与此类似。
在实际运行中，A侧主汽温，B侧主汽温、A侧再热汽温、B侧再热汽温十分钟速降保护任一侧发，均会送至ETS，保护动作，汽轮机跳闸。
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4.2主、再汽温过热度低保护：
4.2.1主、再汽温过热度低保护的重要性
主蒸汽温度过低将使汽轮机的焓降和功率有所下降，使热耗增加；汽温过低还会使汽机的轴向推力增加；在短时间内汽温降低过低，可能使汽轮机发生水击，并引起转子窜动，甚至导致动静部分发生摩擦。再热汽温过低也会使汽轮机的焓降减小，排汽湿度增大，效率降低，末级叶片工作状况恶化。若长期在低温下运行，会使叶片受到严重侵蚀。
4.2.2制定逻辑方案
制定的逻辑方案思路如下：
主蒸汽温度分别为A侧、B侧，每侧均取三个测点，每侧温度三个测点均需要好质量（在逻辑中进行质量判断），有任意两个满足以下条件则触发保护：
主蒸汽温度与饱和蒸汽温度之差小于50℃（饱和温度由出口蒸汽压力经函数换算后得出的温度值）；主蒸汽压力好质量。再热蒸汽温度分别为A侧、B侧，每侧均取三个测点，每侧温度三个测点均需要好质量（在逻辑中进行质量判断），有任意两个满足以下条件则触发保护：再热温度与再热蒸汽饱和温度之差小于50℃（再热蒸汽饱和温度由再热出口蒸汽压力经函数换算后得出的温度值）；再热汽压力好质量。当测点全部坏质量时将切除所对应保护，防止保护误动。确定保护逻辑后，根据现场实际要求进行了逻辑的的组态，并进行了下装。A侧主蒸汽过热度低保护逻辑，B侧主汽温、A侧再热汽温、B侧再热汽温过热度低保护逻辑与此类似。在实际运行中，A侧主汽温，B侧主汽温、A侧再热汽温、B侧再热汽温过热度低保护任一侧发，均会送至ETS，保护动作，汽轮机跳闸。
4.3主油箱液位低保护：
4.3.1主油箱液位低保护的重要性
汽轮机油系统的主要任务之一是向机组各轴承提供足够的、合理的润滑油，二是向调节保护系统提供压力油，保证调节系统正常工作。此外，在机组启动或者停机是还向盘车装置和顶轴装置供油。
油系统的正常工作对保证汽轮机的安全运行具有重要作用，如果主油箱油位低时，主油泵或者辅助油泵不能吸上油，将导致润滑油系统不能正常，即使时间很短，也会使机组轴承断油，影响轴瓦正常工作，导致汽轮机不能正常运行，会引起烧瓦等重大事故。
4.3.2制定方案
①选择保护信号
根据实际情况和现场要求，首先选择了三个液位信号参与保护。现场在主油箱上开了三个孔，加装了法兰，校验并安装了三台磁致伸缩液位计。
②制定DCS逻辑
制定的逻辑方案思路如下：
所选择的三个主油箱液位均需要好质量，且任意两个主油箱液位低于-200mm则触发保护。对于测点采取了品质判断、超前/滞后和延时环节，防止测点的波动引起保护的误发。确定保护逻辑后，根据现场实际要求进行了逻辑的组态，并进行了下装。
4.4对于上述三个保护，需要在主机的DCS逻辑上加保护投退逻辑，方便在运行或者停机时进行保护的投退，投退逻辑。当给所对应的保护按钮置为0时，此保护已经投上，如果所对应点保护信号为1时，会送至ETS，保护动作，汽轮机跳闸。
4.5保护投退画面的制作
在保护逻辑及投退逻辑做好后，又在原有的保护投退画面上添加了新做的保护投退项目，方便运行的监视。
4.6保护投退时的注意事项
1）首先要在机组稳定运行时；2）其次要事先让热工人员检查保护的测点是否准确(不能出现数据跳变、坏点情况）；3）如果是联锁保护要检查好联锁的条件、联锁动作的机构、已经动作机构的启动允许条件是否满足；4）最后更据联锁的内容判断联锁是否具备投用的条件(会导致误动作甚至停机停炉的联锁尤其要注意)。
5结束语
随着生产过程自动化的发展，安全经济运行对热工自动化的依赖性也越来越高。我们应努力使热工保护的正确动作率达到100%，保证主、辅设备的安全可靠，为机组的安全、稳定运行奠定了基础。
参考文献：
[1]肖大雏.超超临界机组控制设备及系统[M].北京：化学工业出版社，2008:8-1
[2]文群英.1000MW超超临界机组热工控制设备及系统.武汉：武汉大学文印中心，2012:5-1
论文作者:王素菲,侯萌萌,郝帅旗
论文发表刊物:《电力设备》2017年第1期
论文发表时间:2017/3/9
标签：逻辑论文; 汽轮机论文; 蒸汽论文; 机组论文; 温度论文; 联锁论文; 平顶山论文; 《电力设备》2017年第1期论文;