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200MW机组锅炉中速磨程控保护设备的改进
发布时间：2013-09-01 08:57 来源：未知
1、设备概况
丰泰公司2台200 MW机组，汽轮机为哈尔滨汽轮机厂制造的超高压一次中间再热单轴、三缸、二排汽、抽汽凝汽式气轮机，型号为C145/N200-12.7/535/535；锅炉为哈尔滨锅炉厂制造，型号为HG-670/13.7-YM13。分别于2001-12-28和2002-08-11投产。磨煤机为沈阳重型机械厂配套的MPS-170中速磨，其控制部分为日本光洋有限公司生产的程控系统，采用T型图编程组态方式，控制磨煤机润滑油站的启停和液压站加载压力。每台锅炉配有5台MPS-170中速磨，额定出力为39 t/h。每台磨煤机由1套润滑油站、1套液压加载油站及配套的热控设备组成。
2、磨煤机程控系统工作原理
1号机组试运期间，在磨煤机启动过程中，由于其出口快关门，入口隔绝门开关时常犯卡，无法实现DCS控制系统中的启停程序，因此改为手动启停。
2.1 启动过程
从CRT调出磨煤机操作画面，首先打开磨煤机出口快关门，然后打开给煤机下插板及上插板、磨煤机入口隔绝门，根据磨煤机出口温度调节风量，使之通风。之后启动给磨机、磨煤机，当磨煤机电流指示正常后，将给煤量由最小10 t/h逐步加到一定值。
2.2液压站压力调节过程
磨煤机启动后，给煤量的变化经DCS系统按一定函数运算后转化为4～20 mA直流信号送往程控系统PLC，作为与实际液压站压力比较的一个条件，称为磨煤机液压站的中控给定压力。中控给定压力与实际液压站压力比较，当中控给定压力≥实际压力时，比例溢流阀保持一定的位置，维持系统油压不变；当中控给定压力<实际压力时，程控系统输出接点信号，启动加载泵，当液压站实际压力大于中控给定压力1MPa时，加载泵停止工作。由此可以看出，磨煤机正常工作时，随着给煤量的变化，中控给定压力和实际压力都在变化，富通新能源生产销售生物质锅炉，生物质锅炉主要燃烧木屑颗粒机压制的生物质颗粒燃料。
2.3 保护动作过程
磨煤机综合跳闸信号由主电机慢传开关、推力瓦块温度高于70℃、润滑油压低于设计值0.12MPa、液压系统压力小于5 MPa、润滑油温小于30℃5个保护量组成。当上述任一个保护动作时，由程控PLC输出保护动作信号，送往DCS控制系统磨煤机保护回路，完成跳闸，首出“油站故障”。
3、热控设备存在的问题
3.1 磨煤机电气控制柜设计为就地布置，控制柜所用电源由厂用交流380 V电源段提供。磨煤机程控PLC所用交流电源由380 V的一相提供，模块工作电源为直流24 V，没有采用程控PLC冗余电源及UPS电源。
3.2就地程控柜报警信号与DCS控制系统联系采用硬接线通讯方式，磨煤机综合跳闸信号与DCS控制系统也采用硬接线通讯方式。从CRT画面看，磨煤机跳闸首出为“油站故障”，运行人员无法判断保护动作的种类，不能准确判断故障的原因。
3.3 由于就地程控PLC所用电源不是由热控交直流电源提供，当发生交流380 V电源失去时，由PLC控制的润滑油泵停止工作，使磨煤机润滑油系统压力降到零，造成磨煤机推力瓦块由于失去润滑油而烧瓦。
3.4磨煤机润滑油压力取样管路只有一个一次门，无压力开关的二次门，维护处理任何一个压力开关时，必须关闭一次门，不利于检修维护。滤网压差开关与取样管无一次门，且为抱箍连接，容易脱开，造成漏油或使润滑油压降低，引起保护误动作而跳闸。
3.5 就地程控PLC的综合保护信号输出继电器为带电动作，发生死机时，会造成烧瓦事故的发生。
3.6程控PLC由于无事故追忆功能，不能区别发生的一般故障信号和综合故障信号，无法判断引起磨煤机跳闸的原因。
4、热控设备改造
4.1 改造方案
(1)利用机组大修机会，对就地润滑油及液压站加载压力取样，进行移位改造；(2)利用磨煤机送入DCS控制系统的3个热工显示量作为保护的3个条件；(3)在DCS控制系统增加润滑油压指示，润滑油压低保护采用3选2逻辑运算，增加系统的可靠性；(4)在CRT画面增加跳闸首出，可在CRT上看到磨煤机保护动作的种类，及时排除故障点，减少停闸时间。
4.2实施步骤
4.2.1 磨煤机润滑油压保护信号用3个压力开关实现，直接送DCS控制系统，增加FUM-511模件进行采样，经3选2逻辑运算后，把保护信号送至磨煤机保护回路。1台磨煤机增加7个针型阀，用于压力取样一次门及二次门布置。压力开关、变送器移位，集中放在变送器柜内，而滤网差压开关增加一次门，便于维护检修。磨煤机润滑油站测量回路的改进如图1所示。
4.2.2 将原来送至CRT显示的磨煤机推力瓦块温度进行DCS软件组态，送至磨煤机保护回路中。
4.2.3 将原来送至CRT显示的液压加载压力进行DCS软件组态，送至磨煤机保护回路中。
4.2.4 根据进入DCS控制系统的保护量进行MMI组态修改，增加润滑油压、推力瓦块温度、液压加载压力的快停条件首出，运行人员可从CRT画面上清楚地判断磨煤机的保护动作，便于故障处理。DCS控制系统有事故追忆功能，可以帮助事故分析。改进后系统保护框图如图2所示。
4.2.5程控系统PLC工作电源用UPS供电，从热控交流电源盘至就地电控柜分别拉5根电缆，保证电源的可靠性。
4.3 改进情况
4.3.1 为了保证磨煤机的安全运行，2003年初采取临时保护措施。在每1台磨煤机润滑油站上利用原来空出的一个压力开关将动作定值校验为0.12MPa，并拉临时电缆至就地PLC柜，与到DCS控制系统的综合保护信号并联，这相当于增加了1套润滑油压低保护。此工作于2003-01-24完成，并做了静态试验，接入保护回路。
4.3.2 2003-02-17-02-26，在1号机组小修时，对DCS控制系统A~E磨煤机保护回路进行组态修改，增加推力瓦块温度液压站压力及润滑油压组态工作，由于时间紧，没有做磨煤机跳闸首出。
5、效果分析
2003-02 -12，2号炉B磨煤机由于电加热装置交流380 V电源回路短路，造成交流380 V总电源开关跳闸，使程控系统PLC失去工作电源，PLC控制的润滑油泵停止工作，造成磨煤机润滑油压回零，而此时新接入的润滑油压低保护正确动作，防止了1次烧瓦事故的发生，保护了磨煤机。
通过对丰泰公司1号、2号炉磨煤机程控系统热控保护设备的改进，防止了由于程控系统PLC失电、程控系统PLC死机保护拒动、磨煤机烧瓦事故的发生，同时防止了磨煤机保护误动作的发生，富通新能源生产销售生物质锅炉，木屑颗粒机生产的生物质颗粒燃料主要供生物质锅炉燃烧使用。
