摘要：机组主保护系统是机组能够安全、稳定运行的重要基础，不同类型的机组保护系统会有所不同，即使同类型的机组保护系统也会由于不同的要求而有细微差别，但机组主保护系统的重要组成部分几乎都是一样的。本文就从300Mw机组锅炉、汽机、电气主要保护系统进行了介绍，并对其中的主要部分进行了分析。
关键词：锅炉保护；可编程控制器；故障自检
锅炉保护系统，即锅炉炉膛安全监控系统，这个控制系统用来完成锅炉点火前和停炉后的炉膛清扫工作，在煤粉燃烧不稳定的情况下（如少于3台磨煤机运行）切除燃煤设备，在机组故障情况下停止锅炉的运行。例如在运行中突然发生炉膛灭火、断水和爆管等，能及时切断主燃料供给，停止锅炉运行，防止发生灭火放炮等恶性事故。如1993年的北仑港炉膛爆炸，就与锅炉保护系统有关，造成重大损失。
1 炉主要保护系统
在介绍锅炉主要保护系统前先介绍几个本文提到的概念：（1）油角有火（油角投运）：油枪进到位、油阀开到位、雾化阀开到位、油火检有火。（2）油层投运：对应层至少三个油角投运。（3）油层无火：油层四角油火检全无火。（4）磨组投运：磨煤机运行、给煤机运行。（5）煤层投运：给煤机运行、磨煤机运行、煤层四角至少两角煤火检有火。（6）煤层无火：煤层四角至少三角煤火检无火，即四角中只有一角有火或四角全无火。
1.1辅机设备概况
锅炉制粉系统采用的是中速磨煤机正压直吹冷一次风制粉系统，设计煤种是烟煤。制粉系统配有5台上海电力设备总厂的胛863中速磨，4台运行，1台备用。配有2台密封风机，1台运行，1台备用；配有5台电子称重式给煤机。四
角切圆燃烧方式，分5层布置，从上到下依次为A、B、C、D、E，一次风喷口周围设置周界风，七层二次风喷口，最顶层为燃烬风，在AB，CD，DE二次风喷口设置三层油枪，直接由高能火花点火器点火。配有2台双吸双支撑离心式一次风机、2台动叶可调轴流式送风机、2台静叶可调式轴流式引风机。烟风系统采用平衡通风方式，配有2台三分仓回转容克式空预器。给水系统配有两台50％容量汽动给水泵和一台50％容量电动给水泵。
2 汽机主要保护系统
2.1汽轮机主保护回路
ETS（EMERGENCY TRIPSYSTEM）是汽轮机危急跳闸系统的简称，它主要控制的是现场的四个停机电磁阀，四个电磁阀供电电源为110vAC，均为失电动作（打开）。其中停机电磁阀l（20—1／AST）和停机电磁发3（20一3／AST）并联，定义为一通道；停机电磁阀2（20一2／AsT）和停机电磁发4（20—4／AST）并联，定义为二通道，而一通道和二通道又为串联关系，只有一通道和二通道同时打开，EH油系统中的高压油才会经无压回油管路泄走，致使汽轮机跳闸。
2.2凝汽器真空低
现场有四个真空低开关（当绝对压力大于20.3l（Pa时，开关动作），其中真空开关1和3为一组，真空开关2和4为二组，当真空开关1或真空开关3任意一个动作时，经ETS系统判断将停机电磁阀l（20—1／AST）和3（20一3／AsT）
电源断开，一通道打开；当真空开关2或真空开关4任意一个动作时，经ETS系统判断将停机电磁阀2（20—2／AST）和4（20一4／AsT）电源断开，二通道打开。
3 软件编制的自检技术
锅炉保护系统的检测程序分为检测1与检测2两个部分，检测1每隔1 min进行1次，它只是把PLC输出IR区的数据与从继电器触点返回的数据进行比较，如有一个不同，则置位模块故障标志（AR0505），如图1。
从图1可以看出：当C2000H的输出模块“O”（OUTPUT MODULE）输出逻辑“ 1”时，继电器A应励磁，其辅助接点a应闭合，并将“1”信号反馈至PLC的输入模“ I”
（INPUT MODLE）。如果输出模块的输出信号与输入信号的电位不同，就表明硬件设备发生故障，故障可能发生在输出输入模块，也可能发生在继电器或线路中，根据程序的编制，可将此故障信号发出，及时得到处理。
4 软硬件其它技术性能
（1）所有输入信号全部采用“三取二”表决逻辑，采用硬件冗余技术，其可靠性大大提高。
（2）采用两套保护系统的并例运行方式，便于在机组运行过程中更换组件和处理故障。
（3）每套保护系统采用两个CPU设备，一个在线运行，另一个处于热备用状态。当运行的CPU故障时，热备用的CPU马上接替工作。
（4）具有硬件设备的定期自检功能，它能将模块和组合继电器的故障检测出来。
（5）具有硬件设备的随时检测功能，是由软件实现的，有别于定期自检的独特检测方式。
（6）具有保护动作的首次记忆功能，能将首先引起保护动作的信号记忆下来。
（7）具有运行状态的显示功能，保护系统与上位机连网能随时显示其运行状态，并随时对计时时间和特定逻辑进行确认和修改。
（8）整个系统的检测周期8 ms，能够对引起保护动作的条件做出迅速反应。
5 改造后设备运行情况及效益
锅炉保护系统自从改造完成并投入闭环运行以来，收到了非常好的效果，到目前为止，整个系统动作多次，全部正确，正确动作率达100%，因而收到了巨大的经济效益和社会效益。仅以每年防火误动作来计算，其经济效益就非常显著，如果把防止锅炉爆炸、防止“四管”烧裂这些情况考虑进去，其经济效益和社会效益则更为可观。
6 结语
本文结合300mw机组在基建调试过程中，针对每一项主要保护都进行了全面的动态试验，试验全部合格，能满足预期功能。运行过程中锅炉汽包水位高、汽机透平压比低等保护及时动作，主保护系统动作准确无误。通过一段时间的运行表明，机组从投运至今保护系统没有发生误动现象，运行稳定可靠，为机组的安全运行提供了有力的保证。
参考文献：
[1]阎维平.锅炉炉膛高度对过热汽温影响的研究.锅炉技术，1997（9）
[2]李永华，陈鸿伟，孟凡军；300MW锅炉优化燃烧调整试验研究[J]；中国电机工程学报；2004年01期.
论文作者:傅世权
论文发表刊物:《电力设备》2017年第3期
论文发表时间:2017/4/26
标签：系统论文; 锅炉论文; 机组论文; 动作论文; 炉膛论文; 故障论文; 通道论文; 《电力设备》2017年第3期论文;