600MW机组锅炉主保护可靠性的研究

揭其良 郭轶娜 王颖 张嵩

摘 要：本文主要以某电厂600MW机组为案例，对锅炉MFT主保护的重要性进行有效分析，并确定其提高保护的可靠性，保障机组安全稳定运行。

关键词：MFT;可靠性;改造

1 MFT保护的必要性与重要性

一般来说，机组的安全运行是由MFT机制来保证的。而MFT出现任何的安全隐患都会对机组的安全运行造成威胁。对于可能的安全隐患进行排查是保证系统安全可靠的必要手段之一。及时发现保护系统问题并采取积极地预防方法、手段和措施，消除所有隐患事件。该600MW机组曾发生由于电源配置不合理而导致电源瞬间失电致使锅炉MFT出口继电器误动机组跳闸。为避免类似事件再次发生，提高锅炉MFT保护系统可靠性为当务之急。

2 MFT成因与分析

2.1 成因

（1）从环境因素来看，锅炉运行环境不符合要求以及设备标牌错误或缺失可能导致MFT。

（2）从材料因素来看，电缆铺设不规范或热工接地屏蔽不规范可能造成MFT保护动作。

（3）从方法因素来看，MFT保护跳闸回路设计不合理，保护逻辑设计不合理、热工电源配置不合理以及测量原件安装位置不合理可能导致MFT。

2.2 分析

MFT保护跳闸回路存在以下不合理的设计：

（1）MFT出口控制回路采用的是单路MFT信号同时驱动三个出口继电器，然后在联动MFT出口设备，一旦DCS系统MFT输出信号通道故障，将会造成MFT保护的拒动或误动。另外，MFT出口继电器使用时间已经较长，如果不及时进行更换很容易出现故障，由此也会造成MFT保护的拒动或误动。

（2）MFT保护中“手动打闸”驱动回路没有直接接到MFT出口继电器上，而是通过逻辑实现，一旦模件故障，将无法打闸停机，严重威胁机组安全。

（3）MFT出口跳闸回路中单个继电器动作就跳闸一次风机，极易发生MFT拒动或误动现象。MFT保护逻辑设计中2台送风机均停、2台引风机均停、丧失一次风原设计均为单点保护，容易导致保护误动。

以上均为某厂600MW机组MFT保护在升级改造前存在的问题，本文将重点以该机组MFT保护升级改造工作为例进行分析。

2.3 案例分析

（1）MFT保护中2台送风机均停、2台引风机均停、丧失一次风原设计均为单点保护，容易导致保护误动。

（2）MFT出口跳闸回路中单个继电器动作就跳闸一次风机，极易发生MFT拒动或误动现象。

（3）MFT保护中“手动打闸”驱动回路没有直接接到MFT出口继电器上，而是通过逻辑实现，一旦模件故障，将无法打闸停机，严重威胁机组安全。

（4）总风量低中送风机风量变送器安装位置不符合要求，致使测量误差增大，保护易发生误动现象。

（5）炉膛压力保护采用三个开关分别安装在炉膛两侧测量，控制逻辑采用三选二。这就必然导致有一侧为单个开关布置，不能完全反应整个炉膛压力的变化。

根据上文提出的MFT保护失败的成因进行逐条分析，总结出需要面对的主要问题分别是：

（1）MFT保护跳闸回路设计不合理。

（2）保护逻辑设计不合理。

（3）热工电源配置不合理。

（4）测量元件安装位置不合理。

（5）检修人员技术能力不足。

对应各项安全隐患，制订了若干对策，为了检查其可行性严格监控了实施环节，得出如下结论：

实施一：对MFT保护出口回路进行改造。

（1）取消输出继电器中间环节，由三选二继电器直接驱动辅助继电器结点跳闸各系统设备，采用已经证明的安全型继电器。

（2）MFT动作跳闸一次风机由原来的单个继电器节点动作改为三选二控制逻辑。

（3）将手动打闸保护驱动回路直接接入MFT出口三选二继电器，当机组故障需要打闸时，通过硬回路直接跳闸系统设备。

结论：MFT出口控制回路更换新的安全型继电器，取消了驱动继电器，控制更为简单，避免了不必要的中间环节，减少了故障点。MFT动作跳闸一次风机由原来单个继电器控制改为“三选二”控制，减少了保护误动的可能性。同时将手动打闸保护直接通过硬线引入MFT继电器动作回路，防止紧急情况需要打闸时保护拒动的可能，提高了MFT保护的可靠性。此对策有效。

实施二：利用机组停备时间，对保护逻辑进行了完善。MFT保护中2台送风机均停、2台引风机均停、2台一次风均停均为单点保护。动作信号取自电气送来风机停反馈结点，容易发生保护误动。小组成员经过讨论分析，提出通过对单点信号间的因果关系，引入风机运行反馈的非和风机电流信号做为证实信号改为“三选二”逻辑。

结论：通过对单点信号间的因果关系，引入风机运行反馈的非和风机电流信号做为证实信号改为“三选二”逻辑。此对策有效。

实施三：对MFT保护中测量元件位置安装不合理问题提出移位改造方案。

（1）送风机风量变送器移位，由原来锅炉0米处（取样点下方）移置锅炉6.1米风机风道出口上方（取样点上方）。

（2）增加爐膛压力高开关和炉膛压力低开关各一个，与原来三个开关分别布置炉膛两侧，每侧布置两个。跳闸逻辑采用四选二逻辑（单侧二取一之后两侧再“与”）。

结论：总风量低MFT保护中送风机风量变送器安装位置位于取样点下方，易发生取样管路带水倒流影响测量，致使误差增大，风量不准，改造后则避免了这种情况发生。

3 结论

锅炉MFT动作回路设计更为合理，保护更加可靠，大大降低了保护误动和拒动的情况发生，减少了机组非停事故，其经济效益及社会效益巨大。

参考文献：

[1]张树亭.锅炉灭火保护可靠性分析及改进[J].机械，2012，39（07）：78-80.

[2]辛晓钢，王彪，陈起，李恒.循环流化床锅炉主保护设计及可靠性分析[J].内蒙古电力技术，2011，29（06）：28-29+32.

作者简介：揭其良（1979-），男，江西上饶人，硕士研究生，高级工程师，从事发电厂热工自动化研究与应用。