680MW机组取消旁路后增压风机控制策略

2015-06-05陶力威

综合智慧能源 2015年3期

关键词：导叶执行器油泵

陶力威

陶力威

（湖北西塞山发电有限公司，湖北黄石 435000）

以2×680MW超超临界机组为例，介绍了取消烟气旁路后增压风机和引风机的运行方式，论述了增压风机稳定运行对机组可靠运行的影响，给出了优化控制策略，保证了机组的稳定运行。

烟气脱硫；增压风机；引风机；控制策略

0 引言

随着人们对环境保护的日益重视，国家和地方针对燃煤电厂污染物排放的标准日趋严格，燃煤火电厂取消脱硫旁路门已成为大势所趋。燃煤火电厂取消脱硫旁路门主要有两种方式：一种为取消脱硫增压风机，更换成大扬程的引风机，采用“引增合一”的运行方式；另一种为保留脱硫增压风机，采用1台增压风机2台引风机的运行方式。在后一种方式中，烟气脱硫（FGD）系统和增压风机能否可靠运行，直接关系到整台发电机组的稳定运行。近年来，因其控制系统故障导致机组非计划停运的事故时有发生，提高FGD系统和增压风机控制的可靠性，对保证机组稳定运行十分必要和急迫。

1 FGD系统和增压风机保护逻辑

以2台680MW超超临界机组为例，取消脱硫旁路门后的保护逻辑如下。

1.1 FGD保护逻辑

按照保证机组稳定运行的原则，最终确认FGD系统动作首发原因及联锁关系如下。

（1）增压风机跳闸联锁锅炉主燃料跳闸（MFT）动作，并联跳送风机、引风机。

（3）烟气换热器（GGH）驱动电机全速、半速及辅电机均停（运行反馈信号取反），延时10min联锁锅炉MFT动作，并联跳送风机、引风机。

（4）吸收塔出口温度达“HH”（3取2温度测点），延时10 s联锁锅炉MFT动作。

（5）原烟气入口温度达“HH”（3取2温度测点），延时10min联锁锅炉MFT动作。

1.2 增压风机保护逻辑

（1）GGH驱动电机全速、半速及辅电机均停（运行反馈信号取反），延时10min联锁增压风机跳闸。

（2）增压风机运行，并在任意2台循环浆液泵运行后，5台循环泵均停联锁增压风机跳闸。

（3）增压风机2台润滑油泵均停，延时20 s联锁增压风机跳闸。

由于供给缺口和闲置产能均主要来自OPEC国家，因而OPEC的产量变动在很大程度上决定了OECD国家的原油库存周期。将2010年以来的OPEC产量与布伦特油价格进行简单线性拟合（见图4），从拟合结果可以得出，100万桶/日的产量缺口可以导致约14美元/桶的油价上涨。在实际交易中，真实产量缺口的数据往往严重滞后，油价的涨幅经常偏离产量缺口，交易者应当更关注当前的产量缺口与价格变动的预期偏差，以及闲置产能投产预期下的价格回归。

增压风机轴承温度、振动和失速只作为显示信号，并做热工音响报警进行监视提醒，没有设置保护。

从上述保护逻辑中可以看出，FGD系统和增压风机保护的动作将直接影响主机组的稳定运行，要提高和确保FGD系统及增压风机控制的可靠性。

2 提高控制可靠性的策略

2.1 严格遵循3取2冗余设计原则

FGD系统的控制系统要严格遵循3取2冗余设计原则，热控一次测量系统要遵循3取2冗余原则引入不同CPU下的模件通道中，同时，从电气系统引入的3取2冗余开关量也应来自不同的辅助继电器。脱硫分散控制系统（DCS）到主控DCS出口继电器也必须设计和安装成3取2冗余硬接线模式，避免使用通信方式。

2.2 循环浆液泵全停跳闸逻辑的组态方式

循环浆液泵均停联锁锅炉MFT动作，联跳送、引风机跳闸逻辑如图1所示。在组态逻辑时，为了避免初次启动循环浆液泵瞬间接触器抖动而导致联锁保护动作，采用2台循环浆液泵运行后发运行证实信号15 s内5台循环浆液泵全停才发联锁信号的方式，既可防止运行人员误操作导致联锁保护误动作，又保证了因循环浆液泵供电电源失电后此项保护的正确动作。

图1 循环浆液泵全停跳闸逻辑

2.3 增压风机辅助系统控制可靠性

2.3.1 油泵系统电源的可靠性

增压风机油系统一般有2台液压油泵和2台润滑油泵。油泵的稳定运行直接影响到增压风机的稳定运行，特别是润滑油泵，2台润滑油泵的跳闸直接引起增压风机跳闸，从而导致机组跳闸。曾因油泵电源厂家设计不合理导致增压风机停运事故，油泵系统虽然使用2路电源可靠供电，但2台油泵共用1个电源开关并设计在1个控制柜内，一台油泵因电机接地电源跳闸，会导致另一台油泵无法联启，最终造成增压风机跳闸。可见，油泵系统电源的可靠性十分重要。

2.3.2 润滑油泵备投逻辑的更改

2.3.2.1 润滑油泵备投联锁原逻辑

油泵备投联锁原逻辑为一个油泵有一个备投投入开关，其逻辑如图2所示。

图2 润滑油泵备投开关原逻辑

以＃1油泵备投开关投入条件为例进行说明：只有在＃2油泵运行、＃1油泵停止运行且满足＃1油泵启动条件下，方可投入＃1油泵的备投开关。当＃1油泵运行或＃2油泵已停止运行时，＃1油泵备投将自动切除。

这种逻辑的弊端为：油泵进行一次切换后必须人为再次投入备投开关，否则将不能联启油泵，导致增压风机跳闸。在实际运行过程中，因运行操作人员没有监控到油泵已进行切换导致没有投入备投，或因电源切换时间很短导致油泵切换，再次进行电源切换时都无法联启油泵，最终导致增压风机事故跳闸。

2.3.2.2 润滑油泵备投开关的改进

针对上述问题进行了改进，2台油泵共用1个备投投入开关，只要运行人员投入，备投开关将一直投入，只有运行人员才能切除备投，删除了油泵允许启动条件，备投开关成为超驰联锁投入开关，只要一台油泵跳闸，另一台油泵无条件启动，提高了油泵联锁的可靠性。

2.4 主机DCS逻辑组态的可靠性

主机DCS与脱硫DCS的联络要使用硬线连接，并采用3取2方式，以保证可靠性。为了保证锅炉灭火后能够及时进行吹扫，要采用脉冲方式触发MFT动作及引送风机跳闸逻辑。

2.5 提高增压风机导叶自动调节系统和执行器的可靠性

增压风机动叶执行器的可靠运行，直接关系到机组的稳定运行，一旦增压风机动叶执行器全关，将导致机组MFT动作，所以，提高增压风机动叶执行器的可靠性非常重要。

（1）确认执行机构的“三断保护”动作可靠，发生“三断保护”后执行机构应保持原位或执行机构处于全开位置。

（2）当执行器发出停电故障或DCS的AO指令模块出现故障需要处理时，应首先将执行器由远方控制切换到就地控制，再进行故障处理。确认DCS指令大于执行器反馈信号时，才允许将执行器由就地控制切换到远方控制，以防DCS的AO模块初始化指令回零导致执行器全关。

（3）增压风机动叶自动调节系统应引入前馈信号。本例中将2台引风机动叶执行器的反馈信号经函数转换后作为前馈信号加入比例-积分-微分（PID）调节，以提高其自动调节的快速性。

（4）设计增压风机导叶自动调节系统强制手动条件时应考虑周全，增压风机导叶自动调节系统强制手动条件至少包括以下几项：1）增压风机主电机跳闸；2）增压风机液压油压力低；3）增压风机入口压力（原烟压力）品质坏；4）导叶执行器指令与反馈偏差大；5）执行器指令品质坏；6）手动强制；7）给定值与测量值偏差大；8）引风机动叶执行器反馈信号品质坏；9）增压风机导叶切换到就地；10）PID调节器正负偏差大等。

（5）增压风机导叶自动调节时应设置最小指令限制，以防自动调节品质不好时导致增压风机导叶执行器关到最小。

2.6 重视执行机构终端开关是否是电子开关

在循环浆液泵跳闸条件中，有循环浆液泵运行时其入口电动门开反馈消失后将导致循环浆液泵跳闸的逻辑。电动门开反馈一般取执行机构终端开关，执行机构终端开关一般有硬开关和电子开关。如SIPOS品牌部分执行器为电子开关，当供电源消除时，电子开关会转换，要引起高度重视，组态逻辑时要考虑执行机构电源消除后执行机构终端开关的变化情况，以防设备发生误动或拒动。