浅析火电厂提高热控系统可靠性的技术措施

来源 :城市建设理论研究 | 被引量 : 0次 | 上传用户:laoyu2030
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  [摘 要] 随着电力工业发展进入大电网、大机组和高度自动化时代,电力生产企业面临安全考核风险增加和市场竞争环境加剧,进一步提高热控设备和热控系统的运行可靠性已至关重要,对提高机组主辅设备的可靠性和安全性以及保证电厂安全经济运行具有十分重要的作用。本文主要从就地设备及取样装置和管路、二次线路、控制电源及气源系统、热工保护逻辑设计与优化、接地系统、热控试验、热控管理等几方面对热控系统的可靠性进行分析和探讨。
  [关键词] 火电厂 热控系统 可靠性 技术措施
  中图分类号:TM62文献标识码: A
  现代火力发电厂机组发展逐渐趋于大容量、低耗能,即环保高效,这就要求机组必须实现高度集中自动控制,确保机组稳定可靠,实现“零非停”,并确保机组运行过程中热控保护可靠动作,杜绝误动、拒动等现象,因此,在电厂经营管理工作中如何提高机组设备运行的安全性、可靠性和经济性是已经成为重中之重。对热工控制系统的可靠性也提出了更高的要求,热控系统是机组稳定运行的守护神,是机组设备安全运行的的可靠保障。如何提高机组热控系统的可靠性,尤其是新建超临界机组从设计到投运阶段显现的尤为重要。下面就已店塔发电公司2*660MW冲临界机组为例分析提高热控系统可靠性的技术措施:
  一、热控系统及设备的选型方面
  目前市场热控设备层次不齐,可靠性差别很大,有的设备运行多年无异常,有的设备一投运问题就层出不穷,其原因除设计外,与设备选型也有较大关系。为保证经济效益的最大化,不同系统的设备应根据可靠性要求,选用可靠性级别不同的设备。热控系统的首要任务是保证机组安全,首先必须保证机组在参数超出最大允许范围出现不可逆转的工况时迅速跳掉主机,保证主机设备安全。其次在保证主机安全的前提下,当辅机参数超出最大允许范围时及时跳掉辅机保证主机设备安全。在保证机组安全的前提下,系统及设备选型应考虑控制系统及设备的可靠性,所选择的设备应是可靠性高,MTBF时间较长的设备,这样控制系统与被控对象紧密结合,各种控制策略才能够充分实现,机组才能可靠运行。无论是控制系统还是就地设备或执行机构,都应该选择有良好应用业绩的产品和技术实力都比较雄厚的成套商。
  尽量采用技术成熟、可靠的热控元件 随着热控自动化程度的提高,对热控元件的可靠性要求也越来越高,所以,采用技术成熟、可靠的热控元件对提高DCS系统整体可靠性有着十分重要的作用。根据热控自动化的要求,热控设备的投资也在不断地增加,切不可为了节省投资而“因小失大”。在合理投资的情况下,一定要选用品质好、运行业绩佳的就地热控设备,以提高DCS系统的整体可靠性和保护系统的安全性。
  二、设备现场施工工艺及安装规范等。
  关于取源部件的安装一定要按照自动化仪表施工安装规范实施,首先要保证取样部件的安装位置能准确反映系统工艺参数,选取安装位置应结合主设备厂家要求以及现场实际环境确定,还需考虑热工设备本身要求,如液体流量测量取源部件必须考虑取源部件前后直管段距离。其次安装取源部件时严格按照厂家技术要求,只有正确安装取源部件才能保证测量准确无误。如我厂空预器出口二次风流量测量采用组合式双文丘里测风装置,电建公司安装时由于未按厂家要求安装平衡管,造成三台压力变送器所测风量偏差较大,无法准确测量。
  从取源部件至就地热工仪表部分应充分考虑测量损失,在保证热工仪表准确测量的前提下合理布置现场仪表安装位置。如流压测量管路要严格保证取样管路的倾斜度及倾斜方向等,测量管道水平敷设时应保证有1:10~1:100的坡度,保证能排除气体或冷凝液。我厂135MW机组真空低保护压力开关在敷设引压管路时由于管路距离较长,水平敷设时坡度未按要求进行,导致机组在运行过程中引压管路积水造成真空测量不准确。
  现场仪表的安装及就地测量回路、控制回路方面主要应考虑以下几个方面:
  1、仪表的安装环境要满足要求,应综合考虑潮湿、腐蚀、高温、磁场干扰、振动、进水等各方面因素。
  2、安装过程中一定要做好仪表的保管避免损坏仪表尤其是电子产品在安装时要避免一次损伤,若仪表在第一次安装时受到损伤,虽然经过修复使用或暂时不修复也可使用但对于其后期运行稳定性和可靠性都有很大的影响。
  3、仪表接线严格要安装相关规范实施,保证接线牢固、可靠能够长期运行且不发生接线断开导致保护误动等低级现象。尤其要注意电缆在经过高温区域时防止电缆粘合在一起等现象。如汽轮机化妆板内温度较高,应尽量避免仪表及电缆远离。如无法远离应做好防范措施。如某厂高调门电缆设计时未考虑高温造成机组在启动一段时间后电缆烧毁调门摆动影响机组负荷,后将该部分电缆全部更换为耐高温电缆。
  4、针对汽机本体的测量仪表,包括TSI系统仪表、本体温度测点等,应严格按照厂家要求及相关规范做到设备正确安装、固定可靠牢固、引出线且引出线要合理布置绑扎牢固无松动。如某厂135MW机组在机组大修过程中由于热工检修人员大意,轴向位移探头在安装后未固定牢固引出线,机组在运行过程中引出线与轴摩擦造成破损在机组运行35天后保护误动停机。
  5、热控设备的安装主要依据厂家技术说明书及国家相关技术标准规范,另外安装人员的综合素质也至关重要,
  三、系统及设备控制电源。
  关于热控系统电源设计原则应遵循以下几个原则:
  1、保证供电电源质量,电压波动在允许范围之内。
  2、所有保护装置应有两路交流220V供電电源,其中一路应为交流不间断电源,另一路应引自厂用事故保安电源,当有冗余UPS电源系统时,也可以两路均采用UPS电源,但两路应分别接自不同的供电母线上。需要特别强调,两路电源在互为备用的基础上可以冗余切换且切换时间间隔应不影响保护系统的正常功能,切换时系统不产生扰动。。
  3、、所有保护装置及自动控制系统电源均应有独立于本系统外的电源失电报警功能,且易于集控运行人员监视。
  4、当采用直流保护跳闸回路时,应采用双极控制即正负极同时跳变。
  我厂在具体电源系统优化时采用以下措施:
  1、在UPS电源与保安电源同时存在情况下,保证UPS电源在工作状态,保安电源做为备用电源。
  2、重要的热工双路供电回路,取消人工切换开关,这样可避免任何一路电源失去引起保护误动的发生。
  3、慎重使用经过DCS、DEH系统电源切换装置切换后的电源。一方面需要对电源切换装置进行严格的测试,保证切换时间间隔在允许范围之内,确保设备在电源切换时不失电。另一方面对使用切换后电源的设备要合理安排,要做到即使在电源切换装置出现故障或精度降低的情况下保证不影响机组正常运行。如我厂所使用和利时MACSV6DCS系统,人机接口操作员站使用切换后电源,后与厂家及设计院研究改为3台接UPS电源,2台接保安电源。
  4、火检监视系统为二路互为备用且自动切换的交流电源,任一路电源故障时应有报警信号,并确保电源切换时火焰检测器不误发“无火焰”信号。每一路火检放大器/火焰检测器的供电回路应有单独的熔断器或采取其它相应的保护措施。
  5、加强管理定期对电源电压进行测试,定期检查电源回路端子排、配线和电缆接线螺丝,应无过热和松动现象等。
  6、对重要热控设备增加电源报警功能,如网路控制柜电源模块在任一路失电时报警。
  四、热控气源系统
  1、应确保仪用气源在机组运行中不失去的措施,如仪用气源空压机冗余。
  2、保证供气压力及气源质量,满足气动仪表及执行机构的要求。
  3、仪用气源系统安装时应严格安装相关规范进行,应防止集水、室外应加装保温及伴热,减压过滤装置应经常检修清理。
  4、定期检查气源系统和仪控设备的泄漏。
  5、当压缩空气机全部停用时,储气罐有10min-15min保证仪控设备正常工作的储气容量。
  五、DCS系统配置及接地系统
  DCS系统配置主要参照《DLT5175-2003火力发电厂热工控制系统设计技术规定》,对分散控制系统的性能要求以《DLT1083-2008火力发电厂分散控制系统技术条件》为标准。
  六、热工保护逻辑设计及系统优化方面。
  针对热工保护设计国家及行业给出很多标准及规范,各大电力公司也结合自身企业提出许多意见及建议。本文就在行业规范及标准的基础上,对我厂在热工保护设计及优化等方面所做的措施进行讨论。我厂结合相关技术标准及行业规范并针对我厂设备的实际情况在设计院初步设计的基础上后期结合热控系统质量重检提出优化措施,以确保热控系统稳定可靠。热工保护首要任务为保护人员、电网、主设备的安全,必要的保护对企业的稳定运行起到至关重要的作用。
  1、完善主机保护,共设锅炉主保护22项:手动MFT跳闸、两台空预器均跳闸、引风机全停、送风机全停、一次风机全停、失去火检冷却风或两台火检冷却风机均停运、炉膛压力高高、炉膛压力低低、给水泵均跳闸、锅炉给水流量低低、总风量低低、全炉膛火焰丧失、临界火焰、首次点火,连续3次点火失败、全燃料丧失、汽机跳闸,且机组负荷>35%、汽机跳闸延时10s后,旁路仍在关闭状态、再热器保护动作、主蒸汽压力高保护、脱硫系统全停、MFT继电器柜A/B路直流电源全部失电、分离器入口温度高;汽机主保护14项:凝汽器真空低、轴承润滑油压低、抗燃油压低、机组超速、差胀大、DEH请求跳机(110超速)、发电机故障、手动跳机、轴承金属温度高、高压排汽温度高跳机、DEH系统故障、锅炉MFT、大轴相对振动大、轴向位移大;参与主保护的每项设计合理性都经过反复论证,包括延时时间、保护定值、参与条件、传输方式等,严格按照热工保护“杜绝拒动、防止误动”的基本配置原则。
  2、参与主保护的信号不允许出现单点信号动作,一般应采用三个独立的一次测量元件和输入通道引入,并通过三取二逻辑实现。保护信号宜全程冗余配置,任一过程元素故障应报警但不会引起系统误动或拒动。
  3、参与辅机保护的信号如无法避免单点信号动作,采用容错逻辑设计,从控制逻辑上进行优化和完善。如模拟量与开关量相互配合使用,或与系统中其它直接相关参数进行关联,但必须要遵循“杜绝拒动、防止误动”的基本配置原则。并根据生产过程设置报警信号,提前引起运行人员注意等措施。
  4、参与保护的模拟量测点合理设置变化速率保护(坏点的判断)、延时时间、提高坏值信号提出灵敏度等故障诊断功能,减少应信号干扰或设备故障造成保护误动等现象。
  5、参与保护的信号避免采用网络变量或网络通信的方式进行传输,尽量使用硬接线进行传输。如我厂在设计时部分参与主保护的跳机信号采用网络变量,后经过与设计院研究,全部改为硬接线传输。
  6、保护回路中不设置运行人员可投撤保护的功能,热工人员在检修设备时应严格按照二十五项反措中要求进行投退保护。
  7、触发停机停炉的热工保护信号测量仪表应单独设置,当与其它系统合用时应首先保证进入保护联锁回路,遵循保护优先原则。
  8、对于涉及机组设备重要的保护联锁信号直接进入电气控制回路,如润滑油压低信号直接接入事故润滑油泵的电气控制回路,保证事故油泵在没有DCS控制的情况下也能自动启动。
  9、保护逻辑组态时合理设置逻辑页面和正确的执行时序。
  10、针对各辅机振动保护,即要做到保护设备又要防止保护误动。采取水平振动跳机值(模拟量和开关量信号同时动作)和垂直振动报警值(模拟量和开关量信号同时动作)相“与”后做为振动大跳机条件。
  11、在提高TSI装置运行可靠性方面采取以下一些措施:
  1)TSI保护动作输出的跳机信号,采用常开(闭合跳机)且二路输出信号,至ETS系统组成或逻辑参与保护。
  2)汽机低压缸胀差采用单点保护跳机,为防止干扰信号误动设置延时。高压缸胀差采用与门逻辑。
  3)针对振动大保护,采用轴承的相对振动作为振动保护的信号源,保护逻辑优化为任一轴承的X向振动跳机值和其Y向振动报警值相“与”或任一轴承的Y向振动跳机值和其X向振动报警值相“与”任一路动作即发跳机信号。任一单点振动达到报警值或跳机值均有报警。
  4)TSI系统设备在安装、调试时严格按照厂家要求及相关规范实施,包括探头及支架、引出电缆、前置器、盘柜等,尤其接地、屏蔽层的接线方式严格安装厂家要求进行。
  七、热控设备日常管理及系统定期试验
  为确保热控系统稳定可靠运行,应加强日常管理,包括日常维护、点检、定期工作、试验、劣化分析等。将事故消灭在萌芽状态,确保热控自动系统可靠稳定运行,热工保护正确动作。
  1、确保热控设备环境满足运行基本要求,热控设备大部分為电子元件产品,应保证设备所处环境的灰尘、温度、湿度,无强磁干扰等。
  2、针对热控保护做好防止人为误动的措施。
  3、根据本厂配置具体情况制订下切实可操的热工控制系统应急处理预案,并定期进行反事故演习。
  4、根据设备分类制定不同的点检策略,掌握设备的运行情况及时发现设备存在的隐患,并及时予以消除。并根据设备的运行周期及时提出检修意见,并对存在问题的设备进行技术优化或改进等。
  5、建立设备的全过程管理台账,包括设备从制造出厂到安装调试,正常运行一系列相关信息及资料,对设备进行劣化趋势分析,根据劣化管理对设备提出检修或寻找更为技术先进的替代品。
  6、结合电厂实际情况制定切实可行的热工保护定期试验制度,在试验时要做好隔离措施,防止保护实际动作造成机组或辅机停运或损坏设备。
  7、针对热工保护设备的定期维护或检查项目在开展工作时必须做好各类防范措施,应尽量避免在机组运行中进行,通常安排在机组大小修中。
  [结束语]
  提高热控系统的可靠性涉及到各个环节,包括热工设备的选型、现场安装调试、保护回路系统的设计、工作环境、日常检修运行维护质量以及参与人员的素质等各方面因素。尽管电力行业在这方面做很大的努力,但近年来常发生因为热控保护拒动而造成的重大事故,至于热工保护误动造成机组停运的事件就更多了。如何确保热控系统稳定可靠运行,如何确保热工保护正确合理动作即不误动也不拒动,还需每一位电力同仁,每一位热控同仁共同努力!
  
  参考文献:
  1 DLT 5428-2009 火力发电厂热工保护系统设计规定//中华人民共和国电力行业标准
  2 火电厂热控系统可靠性配置与事故预控/电力行业热工自动化技术委员会编
  3 DL5000-2000火力发电厂设计技术规程/中华人民共和国电力行业标准
其他文献
内容摘要:高考改革事关我国教育发展全局,与高中教学与大学人才培养息息相关。我国新高考综合改革以保障公平为基本底线,贯彻科学性的价值取向,充分尊重学生的选择权,注重在理想与现实、绝对与相对之间寻找实践公平的“动态平衡点”。同时,在综合改革实践中,自由选科理性博弈、教学资源保障欠缺、高校劣势专业招生遭遇困境等问题日益表征化,呈现与科学性改革初衷相悖的复杂情况。为实现综合改革的科学性初衷与科学性成效间的
作为一名未来的教师,我们在认真学习专业知识和技能为学生“传道、授业、解惑”的同时,也应多阅读教育名家的作品,学习、继承他们的思想学说和人格品质.拜读陶行知先生的《中
期刊
摘要:现代信息技术的发展,使得水利工程信息化管理变得尤为重要。水利部门只有对信息管理系统引起足够的重视,对相关的工作有足够的责任心,对工作充分的负责,才能够使得水利工程的信息化管理变得更加的稳定与高效。  关键词:水利工程;信息化;建设  中图分类号:TV文献标识码: A   一、水利信息化建设现状和主要内容  1、随着通信和计算机技术的迅速发展,全国水利系统已实现了从水情、雨情信息的采集、传输、
摘要:地理信息系统(Geographic Information System 或)有时又称为“地学信息系统”它是一种特定的十分重要的空间信息系统,它是在计算机硬、软件系统支持下,对整个或部分地球表层(包括大气层)空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。GIS技术应用于水利工程建设,是以现代化的有效途径。以GIS的空间数据信息查询、分析功能及信息可视化功能为
【摘要】随着科学技术的不断发展,应用于工程测量领域中的新技术、新方式也层出不穷。包括数字化技术、全球定位技术以及遥感技术等等,水利工程测绘技术与水利工作关系密切,水利测绘作为水利建设的重要组成部分,其成果和队伍将直接为水利建设服务,本文介绍了现代化测绘技术在水利工程测量工作中的具体应用,分析了测绘技术面临的难题与处理对策。  【关键词】水利 测绘 技术 问题  中图分类号:TV文献标识码: A  
摘 要:遥感技术的应用有利于水利规划、河流治理、水资源调查、洪水预报、灾情评估等;从遥感技术的原理出发,本人谈一下遥感技术在水利工程中的运用,分析一下遥感技术的发展趋势,仅供同行参考。  关键词:遥感技术;水利工程:应用  中图分类号:TV文献标识码: A   前 言:我国是一个水资源十分短缺的国家,水旱灾频繁,从古到今,我们既受益于水,也受害于水,与水旱灾害进行了长期的斗争。近年来,随着经济的快
摘要:电网调度自动化系统是为了保障电网安全可靠运行,为调度和管理中心提供数据信息并且进行监控的系统,能够为工作人员的决策提供参考和依据。本文对电网调度自动化相关问题进行了探讨。  关键词:电网;调度;自动化;运行维护  中图分类号:U665文献标识码: A   随着现代社会的发展,人们对电能质量的要求逐步提高,电网通过新技术的应用也逐步提高了自动化和智能化的水平,电网调度自动化系统也逐步实现了高级