600MW机组增压风机保护及动叶控制逻辑优化探讨

王礼信

（贵州产投兴义电力发展有限公司 贵州兴义 562400）

600MW机组增压风机保护及动叶控制逻辑优化探讨

王礼信

（贵州产投兴义电力发展有限公司 贵州兴义 562400）

增压风机是烟气脱硫系统最重要的设备之一，它能否安全稳定和可靠运行取决于增压风机的动叶控制逻辑和增压风机的保护逻辑，以下简要介绍兴义电厂烟气脱硫系统增压风机的保护逻辑及其动叶的自动控制逻辑。

脱硫；动叶；增压风机；控制逻辑

1 概述

贵州产投兴义电力发展有限公司（以下简称兴电公司）一期建设2×600MW燃煤发电机组，#1、#2机组烟气脱硫系统随主机同步投入运行，FGD工艺系统采用湿式石灰石——石膏湿法烟气脱硫系统。投产之初脱硫装置采用一炉一塔，公用系统（石灰石制浆系统、石膏脱水系统、废水处理系统）为两台机组公用。为了满足环保要求，后期对脱硫装置进行了优化改造，封堵了烟气脱硫系统旁路和取消GGH装置，并通过在原有的吸收塔前分别增设预吸塔的方式进行增容改造，即锅炉烟气先进入预吸塔进行一级脱硫，然后再进入吸收塔进行二级脱硫。增压风机能否安全稳定和可靠运行最重要的就是取决于增压风机的动叶控制逻辑和增压风机的保护逻辑，下面将对其进行分别介绍。

2 脱硫增压风机动叶控制逻辑介绍

2.1 增压风机动叶控制操作实现在主机集控和脱硫集控间相互切换

兴电公司的主机设备设计在主机侧集控DCS进行控制，增压风机所属的脱硫系统为独立的DCS控制，对增压风机的所有操作均在脱硫侧实现，为了降低操作增压风机动叶对锅炉侧的燃烧调节影响，将增压风机动叶的控制操作引入到主机的DCS系统中进行控制，由主机操作人员根据锅炉燃烧情况对其动叶进行操作调整，并在主机和脱硫控制间设计了完善的切换控制方案，实现方式如下：

2.1.1 控制方式的定义

将主机集控控制增压风机动叶方式定义为远方控制，远方控制实现如下功能：仅可以对增压风机动叶进行调节，根据锅炉运行需要改变增压风机的出力大小；同时，可以在主机侧将增压风机动叶投入自动方式运行。

脱硫集控控制增压风机动叶定义为就地控制，就地控制时由脱硫值班员对动叶进行操作调整。

在主机DCS和脱硫DCS的相关画面设计增压风机动叶控制方式显示的状态面板，实时显示增压风机动叶的控制方式。

2.1.2 控制方式权限划分

脱硫集控控制方式（就地控制）级别高于主机集控控制（远方控制）。脱硫DCS设置手动切换“远方/就地控制方式”的操作面板，在任何情况下脱硫集控均可将增压风机动叶控制方式由远方直接切为就地方式，根据脱硫系统自身运行工况需求调节增压风机出力。

2.1.3 控制方式切换调节

正常运行中，主机集控室希望将增压风机控制方式切换为远方控制时，应先点击“申请远方控制”按钮向脱硫集控室发出控制方式切换申请（申请发出需同时满足两个条件：机组负荷≥280MW；炉膛负压在±100Pa之间。），脱硫集控室收到申请后，确认增压风机运行工况正常，点击“许可远方控制”按钮许可控制申请，增压风机控制方式切换为远方控制，主机集控即具有对增压风机动叶调节的操作权限。控制方式改变时，主机集控室、脱硫集控室均设计有语音播报“增压风机控制方式改变”报警提示运行人员，同时在相关画面也设计有控制方式状态显示面板。

远方控制自动切换为就地控制的条件：

在远方控制时，由于系统原因需要增压风机切回脱硫控制室，当满足以下任一条件时，增压风机控制权自动切回脱硫控制，主机若想控制，需在满足允许条件时重新进行申请。

（1）预吸塔循环浆液泵全停。

（2）增压风机电机油站油压低于0.16MPa。

（3）增压风机电机前、后轴承温度高于60℃。

（4）增压风机前、中、后轴承温度高于80℃。

（5）增压风机线圈温度高于110℃。

（6）增压风机垂直或水平振动高于4.1mm/s。

（7）MFT动作。

（8）动叶闭锁。

2.2 增压风机动叶自动控制策略

兴电公司脱硫增压风机动叶控制的自动调节系统设计在主机侧DCS系统中进行。调节系统设定值SP为增压风机入口压力（范围：-300Pa～-30Pa）；过程值PV（实际值）为选择后的增压风机入口压力（三个增压风机入口压力采用三取中方式）；PID输出上限设定为90%（可以根据需要进行在线修改），下限设定为0%；前馈为（引风自动PID输出×0.2）×修正系数（正常运行时为1，RB动作时为1.2）。

2.2.1 增压风机动叶切手动条件（相或）

（1）压力设定值与实际值偏差大于+460Pa或小于-360Pa（RB发生时为+860Pa或-960Pa）延时 5S。

（2）三个增压风机入口压力任意两两之间偏差大于±200Pa延时1S且RB未发生。

（3）指令和阀位偏差大于±5%（RB发生时，偏差大于±100%）。

（4）增压风机运行信号消失0.5S脉冲。

（5）增压风机事故跳闸0.5S脉冲。

（6）增压风机主机控制允许30S脉冲。

2.2.2 闭锁增条件（相或）

（1）增压风机投入自动时，电流＞600A。

（2）增压风机手动时，电流＞650A。

（3）增压风机主机控制允许且动叶投入自动时，选择后的增压风机入口压力＞-30Pa。

2.2.3 闭锁减条件

增压风机主机控制允许且动叶投入自动时，选择后的增压风机入口压力＜-300Pa。

2.2.4 强制投入自动条件

无增压风机主机控制允许。此时，指令强制跟踪增压风机动叶开度。

2.2.5 防过电流逻辑

动叶开启速率为本风机电流的函数值（本风机电流坏质量时，速率为 0.5%/S）。

3 脱硫增压风机保护逻辑介绍及优化

3.1 取消无必要的保护逻辑

兴电公司增压风机选用上海鼓风机厂有限公司生产的RAF42-21.1-1型设备，原厂设计的增压风机保护条件有12条。脱硫系统只设计有1台增压风机，若增压风机跳闸会对主机炉膛压力造成一定影响。考虑到增压风机的重要性，鉴于目前增压风机保护条件多，有一些条件没有必要作为保护条件，如果作为保护条件后可能会引起误动作，特别是在现行脱硫系统的旁路封堵后，增压风机的稳定可靠运行显得尤为重要，因此，从脱硫系统的稳定运行和整个机组的安全运行为出发点，对可能会引起误动作的保护条件进行删除并将其增加报警提示中及时提醒运行人员。主要有：

（1）删除“动叶开度＞20%时，失速信号发出延时15S”跳增压风机逻辑。

（2）删除“进口或出口2台冷却风机跳闸，延时30S”跳增压风机逻辑。

（3）删除增压风机润滑油压低于0.8MPa跳闸增压风机逻辑，将“增压风机润滑油正常（大于2.5MPa）”信号取非用于保持当前动叶开度。

3.2 优化完善后的增压风机跳闸保护条件

（1）FGD跳闸信号发出。

（2）增压风机轴承温度过高（＞110℃）。

（3）增压风机电机轴承温度过高（＞80℃）。

（4）增压风机电机线圈温度过高（＞130℃）。

（5）增压风机轴承振动过高（＞11mm/s，X方向与Y方向，跳闸值与报警值相与）。

（6）电机油站重故障延时10s。

（7）电机油站2台油泵均未运行，延时10s。

（8）增压风机油站2台油泵均未运行延时3s。

（9）增压风机电机电气保护动作。

说明：模拟量信号均设置有坏质量判断逻辑且所有的温度保护均设置有防跳变判断逻辑。

4 结束语

兴电公司通过对脱硫系统增压风机的保护逻辑进行优化完善和将增压风机动叶引入主机侧DCS系统控制并对其自动控制逻辑进行优化后，增压风机的动叶调节较为稳定，不仅减轻了运行操作人员的劳动强度，同时大大提高了机组运行的安全可靠性。

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[2]赵军.脱硫增压风机控制对炉膛负压的影响分析与控制优化.中国电力，2008，41（2）：37～40.

[3]陈彦涛.脱硫系统增压风机的自动控制策略优化.科技研究，2014.

[4]朱军超，徐志明.火电厂脱硫装置增压风机的动叶控制技术.长三角能源论坛-新形势下长三角能源面临的新挑战和新对策，2011.

X773

A

1004-7344（2016）14-0093-02

2016-4-29

王礼信（1976-），男，仡佬族，贵州贞丰人，工程师，本科，主要从事工作和研究方向为火力发电厂热工控制技术管理方面。