火力发电机组热工控制回路的优化策略探讨

刘 翔 姜海明

华电电力科学研究院有限公司 浙江 杭州 310030

一、引言

随着我国经济的发展，我国火力发电机组单机容量不断扩大，信息化水平不断提高，火力发电厂的自动化水平也越来越高。自动化设备及控制回路的可靠性直接影响着机组安全运行。因此对机组主辅控制回路的优化具有重要意义。

二、主机保护的改进

目前来看，大型火力发电机组的主要保护回路中多采用三取二原则，既保护了保护动作的正确性也保证了保护动作的可靠性，但在实际应用的过程当中，仍然有一些联锁保护，需要进行改进和优化。

(一)汽轮机TSI保护回路。汽轮机轴向位移一般按照采用三取二的方法，这种方式可靠性较高。汽轮机轴承振动保护在某些电厂里仍采用单点保护的方式，较容易引起机组误动，且单点保护不符合《二十五项反措》的要求。建议电厂结合机组具体情况及实施难度，将轴振保护改为某一轴振高高值与上其他任一轴振高报警值，或某一轴振高高值与上相邻轴振高报警值。此两种方式在保证机组安全的前提下，能有效减少机组误动。

(二)重要设备运行状态采用三取二方式表征。在机组控制系统中，经常直接采用设备的运行或停止信号代表设备的运行情况，在发生多次信号错误导致的备用设备不联启或备用设备误联启情况后，现针对重要的设备，提出采用结合运行信号、停止信号、电流值三个参数的方式，表征设备的运行状态。即三个参数三取二后得出状态，认为是设备运行状态。当其中某一参数失真后，也不会导致设备状态反馈错误的情况，有效减少的误联启及不联启情况，有效提高机组可靠性。

(三)用软件进行判断，提高轴承温度保护的可靠性。轴承保护温度保护是主机以及辅机乃至整个火力电厂运行过程当中的重要保护措施，如何确保温度保护的可靠以及正确是保证电厂安全稳定运行的重要环节。近年来，由于我国DCS系统在火力发电厂当中的应用范围正在逐渐广泛，许多电厂在采用热电阻进行测量的同时，也开始采用热电阻来有效的提高DCS内部软件温度开关来代替温度开关参加到温度的保护当中，这样可以有效的节省大量的温度开关和电缆，有效的减少工程的工程费用。但与此同时也将会带来一定的的温度测量回路问题，主要体现在：热电阻由于元件老化、振动等导致断线或接触不良，接线松动时，电阻的数值将会大幅度升高，温度示值升高，容易引起保护误动，保护逻辑回路没有智能判断功能，也不能有效的区分温度有限度，容易受到外界的干扰，从而容易导致保护误动，因此减少这种替代方案，能减少误动发生。

(四)改进小机与电泵的联锁以及跟踪关系。给水泵是电厂运行过程当中的重要环节以及重要组成部分，有效的处理好电泵与及水机之间的连锁跟踪关系，这样可以有效的减少事故发生概率，另一方面也可以有效的节省机组的再启动时间，提高机组的可用率，一般来说主要的连锁保护措施如下：

(1)在电泵不运行或者锅炉不能上水的时候，为了保障锅炉系统的稳定运行，要有效的将联锁逻辑进行改变，改变之后的联锁逻辑为：主机在关闭电闸停止运行之后，启动电泵，电泵在启动之后5～6秒内需要联跳两台小机，这样可以有效的保证锅炉正常上水，在机组停机后为下次的机组运行做好充足的准备。

(2)在机组正常运行的过程当中，一旦小机发生了跳闸，就意味着锅炉给水可能出现了问题，导致一旦出现了较大的问题，即可能造成停机停炉，一般电厂都会设有小机跳闸联锁启动电泵逻辑，但是在紧急启动后需要人为的调节勺管开度。这在危急情况下，不可能及时的进行操作，不能满足锅炉的需求。为此为有效的让电泵勺管能够正常的运行，就首先需要将锅炉水位调节输出值进行调整，加快电泵出力，使其快速动作。一旦出现了小机跳闸的情况之下，电泵需要立刻的给锅炉上水，并且达到了小机跳闸的出力水平，将小机跳闸对机组工况的影响减少到最小[6]。

(3)由于小机与电泵之间的联锁控制较为重要，一旦小机跳闸而电泵没有联锁启动，极有可能造成锅炉水位不能够满足要求从而导致MFT。为避免发生MFT及ETS动作，建议到运行人员加强对小机及电泵状态监视，同时确保电泵处于备用状态。

三、结束语

本文从汽轮机TSI保护、重要辅机状态、轴温控制及小机给水控制等方面，针对较容易出现问题的环节，提出了控制回路的改进思路，为机组的安全性及可靠性提供一些参考。