国产1000MW机组空预器运行可靠性研究

发表时间:2020/12/29   来源:《基层建设》2020年第25期   作者:孙强 侍述成
[导读] 摘要:本篇主要对国产1000MW机组空预器运行的可靠性进行研究,针对空预器联锁启动和保护控制等方面进行性能分析,对联锁启动中的拒动进行优化,对空预器保护控制的不足进行探讨,并根据电力生产二十五项反措要求以及行业内发生的问题进行分析,制定更加完善的逻辑变更,从而提高空预器运行和设备安全的可靠性,并为其他同类型电厂提供技术参考。
        神华国华寿光发电有限责任公司  山东寿光  262714
        摘要:本篇主要对国产1000MW机组空预器运行的可靠性进行研究,针对空预器联锁启动和保护控制等方面进行性能分析,对联锁启动中的拒动进行优化,对空预器保护控制的不足进行探讨,并根据电力生产二十五项反措要求以及行业内发生的问题进行分析,制定更加完善的逻辑变更,从而提高空预器运行和设备安全的可靠性,并为其他同类型电厂提供技术参考。
        关键词:空预器;可靠性;优化
        0 引言
        寿光电厂2号机组为国产1013MW超超临界机组,锅炉为东方锅炉厂制造的π型炉,设计每台锅.配备2 台四分仓回转容克式空预器,将二次风道分成2 路(将一次风通道置于两个二次风通道中间)进入空预器隔绝一次风和烟气风道,避免高压.的一次风直接漏入烟气中,有效降低漏风。空气预热器除配有主电机和备用电机外,还配有盘车装置,满足空气预热器启动和低速转动的需要。每台空气预热器均设有消防装置、火灾和停转报警装置和清洗装置等。
        1 原有空预器控制逻辑缺陷
        目前空预器停运判断较为单一,设备厂家和设计院给出的判断通常为单一的停运信号,厂家的设计中普遍只有一个停转检测信号,在热工保护原则中,单点保护本身就存在重大风险。而空预器是重要的辅机设备,虽然目前许多电厂根据空预器设备特点,取消了空预器保护停运的条件,但是空预器停运仍然是联锁跳闸引风机和锅炉MFT保护的重要判据,目前普遍应用的是单一的停运信号与停转检测单点作为判断条件,虽然一定程度上降低保护误动,但是隐患仍然是存在的。
        另一方面,由于判断空预器停运的条件单一,近年来已发生过多起空预器断轴的事故,空预器电机仍然在运行,但是转子受热面已经脱离,空预器不能正常工作的情况下,电机停运信号与停转检测信号仍然是正常状态,这又造成了系统的拒动。
        另外,空预器通常配有同轴的主电机和副电机,互为备用,但不允许同时运行,不完善的停运判据也会给设备联锁启动带来损坏的风险,还有热点检测和火灾报警等作为启动允许条件会影响电机的联锁启动,需要降低拒动风险。因此,空预器系统可靠性是需要进行完善的。
        2 优化后的控制策略
        空预器停运是作为引风机保护跳闸和锅炉MFT保护的重要条件,为提高空预器系统可靠性,防止保护拒动、误动,主要从以下几个方面进行优化研究和应用。
        2.1 增加停转检测设备,提高停转检测可靠性
        每台空预器增加2个停转检测信号,新增停转检测信号的电源取自锅炉侧两路UPS电源切换后电源柜,每个停转检测探头均独立供电,检测信号回路分别接至DCS控制柜内不同卡件的通道上,真正做到三个停转检测信号电源独立、信号独立,DCS逻辑做成3取2作为空预器停运依据条件之一,并通过DCS逻辑进行停转检测判断。如下图。
 
        2.2 完善空预器主/副电机停运判断逻辑,提高空预器电机运行可靠性
        空预器主/副电机跳闸判断采用运行信号取反、电流小于5A、空预器停转3取2逻辑。如下图。
 
        2.3 增加两侧空预器出口温度对比逻辑,提高空预器断轴事故判断可靠性
        以A空预器为例,空预器在正常时出口烟气温度低于150℃,当A空预器出口烟气温度大于200℃,同时B侧出口烟气温度小于160℃,则判断A空预器已停运。
 
        2.4完善启动允许条件,防止联锁拒动
        将空预器自动联锁启动条件同时作为启动允许条件,防止空预器联锁拒动。为避免因超温火灾报警误发或者故障带来的联锁拒动风险,在设备联锁启动时,自动启动条件同时作为启动允许条件,有效防止联锁拒动,避免影响机组安全运行。
 
        通过上述措施,在就地增加空预器停转检测设备,DCS中进行三取二组态,完善停转检测逻辑判断;空预器主副电机跳闸逻辑完善;两侧空预器出口烟气温度对比判断断轴,从而完成对空预器停运逻辑的优化。见下图。
 
        3 结束语
        空预器主副电机跳闸和停转检测是锅炉MFT保护的重要条件,而此前空预器主副电机跳闸采用单一信号和停转检测的单点配置,在一定程度上增加了锅炉MFT保护误动的概率;空预器停运是联锁跳闸引风机的重要条件,此前的空预器停运判断除了电机跳闸和停转检测不够完善之外,还缺失空预器断轴的判断。通过增加停转检测设备,提高了停转检测可靠性,而主副电机跳闸逻辑的完善,也避免了单点信号状态故障带来的误动,两侧空预器出口烟气温度的对比从根本上解决了之前无法及时判断空预器断轴的缺陷。一系列优化措施极大提高了空预器系统可靠性,完善了锅炉MFT和引风机保护条件。
        参考文献:
        [1] DLT 261-2012 火力发电厂热工自动化系统可靠性评估技术导则
        [2] 王新中,王云辉.空预器主电机及气动马达切断电磁阀控制回路改造[J].《电力安全技术》,2010,12(8).
        [3] 严剑文;;空预器跳闸原因分析及处理[J];江西电力职业技术学院学报;2011年04期.
        [4] 张春军;;空预器改造中电气回路隐患治理[A];全国火电600MWe级机组能效对标及竞赛第十四届年会论文集[C];2010年.
        [5] 梁建国;;空预器运行中常见缺陷及处理方法[J];机电信息;2013年03期.
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