提高火力发电机组重要主辅机保护可靠性

武锐刚

【摘  要】为了进一步地完善电力事故预防措施，提高电力生产水平，有效防止电力生产事故的发生，火力发电企业把机组重要主辅机的保护信号的可靠性放在首要地位。对企业内机组的重要保护回路进行详细分析，把发现的问题逐一进行解决实施，使发电机组能更加可靠稳定地运行。

【关键词】火力发电机组;主辅机保护系统;

对某火力发电企业内，发电机组的重要主辅机保护系统回路进行详细分析，并查找出存在相关问题的保护回路，对存在问题的保护设置回路逐条提出了解决方案，最终提高了保护回路的可靠性，使机组能够安全稳定地运行。

一、案例概述

某发电有限责任公司为两台300MW间接空冷机组，每套机组包括一台1065t/h亚临界、自然循环的循环流化床锅炉，一台NJK300-16.67/538/538型亚临界、一次中间再热、双缸双排汽单轴海勒式间接空冷式汽轮机，一台发电机和相关的辅助设备。锅炉、汽轮机、发电机分别为上海锅炉厂有限公司产品、上海汽轮机有限公司、上海汽轮发电机有限公司产品。重要主辅机的保护直接影响机组的稳定运行，误动影响机组负荷和经济效益，拒动则直接损坏设备，给电厂造成巨大损失。

二、分析保护逻辑现状

1.保护逻辑配置分析的原因。按照相关规范要求，热工重要保护信号应为“三区二方式”，或者通过合理引入其他参数达到综合判断，大幅降低保护拒动和误动的概率。目前我公司的重要保护信号中锅炉BT且主气温度低保护、高排压比低保护、DEH跳闸保护、轴振大保护、就地跳闸保护等为单信号保护，其拒动和误动的概率都比较大，对机组的安全稳定运行是很大的隐患。原机头取样回路的油管路多为活接头连接，机组运行中振动很容易引起接頭密封不严，导致漏油等现象。有些重要保护信号使用通信方式，将保护信号送入执行控制器，当通信故障时，将会使保护拒动，对设备造成较大损坏。

2.分析过程中发现的配置问题。（1）汽机轴振问题分析。汽机轴振大跳汽机保护，一共6个轴承，在每个轴承成90度各安装一个振动探头。我们以左侧为X，右侧为Y，则一瓦的振动探头为1X，1Y，依次类推直到6X，6Y。原轴振保护，1X，1Y输入到同一块处理模件，逻辑运算方式为6个轴承中任一方向振动值大于250μm时，发出动作指令汽机跳闸。这种保护方式，只要任意一个测点动作，都会直接导致机组跳机。这种逻辑计算方式极容易造成设备误动作，如探头安装松动，传输线路受干扰，或是探头、前置器、处理模件等任一元器件发生故障，都有可能发出动作指令。同时，任一轴承的X，Y振动测点输入到同一处理模件上，如果模块故障，则会发生拒动事件，机组振动大而拒动会产生极其严重的后果。（2）轴位移配置分析轴位移保护，包含4个轴位移探头，其中2个布置在左侧，右侧同样角度也布置2个探头，用于检测大机的轴向位移。我们用X代表左，Y代表右，则左边两探头为X1和X2，右边两探头为Y1和Y2。X1和X2输入到TSI的一块卡处理模件中，Y1和Y2输入TSI的另外一处理模件中，当左侧的两个测点都达保护动作值时，输出保护动作指令，右侧同理。这种方式下TSI模件如果发生故障，则输出继电器会发出保护指令，容易在模件故障的时候误动，导致跳机。（3）仪表管问题分析。机组正常运行中，汽机前箱处的温度较高，而且存在高频振动。很多重要热控仪表都在机头处取样，并且固定在机头的专用接线箱上。取样管路在温度较低条件下安装，待机组运行后，因温度升高，管路变形，虽然很微小，但却会造成很多接头的螺纹密封松动，产生空隙，从而出现渗油现象。渗漏不仅易造成机组热工保护误动，而且运行当中处理非常麻烦，大部分情况需要停机才能处理，对机组的稳定运行产生了严重影响。（4）高排压力配置分析。高排压力高保护，就地为两个压力开关，当两个都触发时，保护动作。二取二保护只要有一个开关没触发，该保护就不会动作，极易产生拒动。另外，高排温度高从DEH控制柜输出高排温度高至ETS跳闸外，其也在DEH控制器内，送至DEH柜形成的综合跳闸信号，然后触发ETS保护。两个保护方式从线路到开关，以及传送到ETS的时间、作用等都一样，多增加一路只会增加系统的复杂度，对于系统保护的安全稳定，没有任何提高。（5）其他问题分析。锅炉BT且主汽温度低保护、高排压比低保护、DEH跳闸保护、就地跳闸保护都为单信号保护，当信号异常，极易误动或拒动。（6）辅机温度保护分析。重要辅机有部分的温度测点，当温度超过限值时，触发停止相应辅机的保护。该温度测点如果故障，或者传输线路收到强电缆干扰，突然跳高，即使立即恢复正常，也会使辅机误跳。干扰机组的正常运行甚至触发停机。

三、优化完善方案

1.汽机振动保护优化。在同一个轴瓦处，如果某一位置的振动保护值到动作值，此时参考另一位置的振动值，再判断是误报还是振动实际大，将使振动保护系统更加可靠准确。我们最终将判断逻辑修改为：同一轴承处X向的动作值与上Y向的报警，或Y向的保护值与上X向的报警来作为最终的保护输出指令。同时为防止单个模块故障导致的保护误发或拒动，将同一轴承处的轴振测点分布到不同的模件上。

2.汽机轴位移保护优化。用X代表左，Y代表右，则左边两探头为X1和X2，右边两探头为Y1和Y2。改为每侧的探头分别输入到不同的模块中，然后再将单侧的探头跳机保护相与后输出，对单个处理模块上接入的不同侧的探头加入报警信号。在模件发生故障时不会导出误发跳机信号，同时发出报警，使人及时发现并更换模件。

3.机组前箱处的压力表管改造。把原有20个压力开关的管路和接头全部拆除，更换成8×2的不锈钢管和焊接式的阀门和三通。通过管路敷设和焊接的形式连接起来。改造后管路布置美观、无渗漏，提高了运行的可靠性和稳定性。4.高排压力高优化。在就地增加一路取样及压力开关，使用单独电缆将开关信号，接入到DEH中，和原有的两路开关，做三取二的判断后，通过DEH跳闸这个综合信号的通道，输出到ETS中执行。

5.其他优化。锅炉BT且主汽温度低保护、高排压比低保护、DEH跳闸保护、就地跳闸保护都为单信号保护，从相应信号发出柜，通过三根不同的电缆，将信号送至ETS柜中，在ETS中增加输入通道，并修改原来的单信号逻辑，改为三取二的综合判断逻辑。

6.重要辅机的保护的优化。辅机上的轴承温度、线圈温度等，因设备不可能再增加温度元件，无法做到三取二的综合判断。而且无论电机的线圈温度，还是轴承上的温度，实际温度上升或下降都不会有瞬间跳变的现象。所以通过增加温度质量的判断、温度变速率的保护，就可以有效防止温度元件的故障，或通信线路的干扰，而导致辅机的误跳。同时，增加声光报警，提醒运行人员注意其可以通过辅机的出力，或其他温度测点及巡检就地观察测量，来综合判断辅机是否正常。

总之，在查找问题和思考对策的时候，除了参考相关文献、厂内及集团的热工控制要求等规定外，还积极和运行人员沟通运行当中存在的问题，和机务人员探讨设备相关性能、最佳运行方式等。在以后的工作中还需不断努力学习，与时俱进，追踪前沿的控制思想和理念，不断将外部思想与我厂的实际情况相结合，为设备的稳定、可靠、安全运行做出应有的贡献。

参考文献：

[1]赵小雅，火力发电机组重要主辅机保护可靠性研究.2018.

[2]王秀英，浅谈提高火力发电机组重要主辅机保护可靠性.2017.

（作者单位：呼伦贝尔安泰热电有限责任公司扎兰屯热电厂）