海外火电工程热工调试问题及分析

李 佳，王忠言，李茹艳，刘希闻，刁云鹏，祝艺宁，黄驿皓

(1.国网吉林省电力有限公司电力科学研究院，长春 130021；2.国网吉林省电力有限公司,长春 130028；3.吉林石化公司动力一厂，吉林 吉林 132021；4.吉林石化公司碳纤维厂，吉林 吉林 132021)

分散控制系统(DCS)是以微处理器为基础，采用控制功能分散、显示操作集中、兼顾分而自治和综合协调为设计原则的新一代仪表控制系统。DCS是整个电厂不可缺少的部分，为电厂运行人员带来极大的方便。无论是硬件还是软件，均具有极高的可靠性与精确性。调试过程中，应确保操作员站画面显示准确，设备操作正常。下面以印尼某电厂为例，介绍热工调试过程中出现的问题及解决方式。

1 工程概况

印尼某电厂地处西苏拉威西岛，赤道附近，南纬2°，苏拉威西岛其为热带雨林气候，年降水量2 500 mm以上。该电厂的2×2.5 MW循环流化床机组汽轮机采用某厂生产的N30-8.83-1型汽轮机，其DCS及数字电液调节装置(DEH)均采用上海某公司生产的控制系统。

2 调试过程中存在的问题及分析

2.1 卡件受潮上电被烧损问题

开始调试汽轮机相关设备时，上电前对其配套的汽轮机危机跳闸系统(ETS)控制柜空开上口电压进行测量，万用表显示值为220.8 V，符合设备运行要求。然而开关初次合闸瞬间一块可编程逻辑控制器(PLC)卡件被烧坏，卡件指示灯闪烁后熄灭。汽轮机厂家查看后未能及时找到原因，换上新卡件后再次发生同样的现象。测量空开合闸后的输出电压在220.6 V。

初步分析是由于电厂建设施工时间长，而当地临近海边，气候潮湿闷热，卡件存放超过三个月未投入使用，导致卡件内部电路发生短路，上电后被烧毁。经验证，使用国内新运到的卡件则不会出现此种情况。

经上述分析总结出：工程建在临近海边，气候潮湿的地方时，存放时间超过一个月的卡件或其他电子设备最好应先用吹风机等烘干或及时返厂换新后投入使用，以免造成不必要的损失。

2.2 DEH机柜内部接线及逻辑组态错误

做汽轮机主保护试验时，跳闸首出信号混乱，经过仔细检查，发现机柜内某个端子缺少内部环线，此种问题通常是由汽轮机厂家负责并且在设备到厂后检查并处理。最终调试人员向厂家要来内部接线资料，根据现象测试相关端子的通断，接好内部环线并顺利完成试验。在做机械超速试验时，机组在3 106 r/min汽轮机跳闸，这明显是错误的现象，因为此前做电超速试验时，可以看出机械超速保护大约在3 200 r/min(机械超速屏蔽，喷油电磁阀动作而不跳机)，此次汽轮机跳闸明显是由其他原因引起。经检查DEH逻辑，发现某功能块定值有误。DEH内部逻辑虽复杂，但由于厂家多次调试过，均为成型产品，因此调试人员很少去检查DEH逻辑组态，常通过仿真验证其准确性。机械超速难以通过仿真验证，而调试人员和厂家均未完全检查DEH内部逻辑，导致第一次试验失败。经上述分析总结出：在做汽轮机主保护试验前，热工调试人员应和厂家共同检查DEH机柜内部接线和DEH逻辑组态，以免影响工程进度。

2.3 电磁干扰问题

做汽轮机静态电超速试验时，给其中一个转速加信号，发现另外两个转速会自动跳变。三个转速探头均为磁阻式探头。由于跳变的转速信号毫无规律性，因此排除DEH中逻辑的错误；将另外两个转速信号线从卡件底座处解线，发现跳变信号消失，证明信号不是来自于卡件而是来自于信号电缆，因此排除转速卡件故障；考虑可能是由于受到电磁干扰。仔细检查后发现DEH三个转速通过一根电缆的三根线芯接入，之间产生严重的干扰，此后将其换成三根电缆，问题得以解决。

经上述分析总结出：50 Hz的频率信号产生变化的电场,所以运动的电场产生磁场。电荷周围空间存在电场,电荷运动使电场产生运动,所以运动电荷产生磁场。磁场又会产生电场，最终，在另外两根线芯当中有了振荡的频率信号。对于转速信号的传输，一定要选择屏蔽效果较好的电缆，同时尽量不要选择一根电缆的三根线芯，距离过近，干扰影响变大。

2.4 交流接触器触点失灵

某次汽轮机冲转前夕，锅炉已持续运行10多个小时，主汽压力已达到冲转条件。操作员发现此时的DEH机柜双路电源失去，当前无法完成挂闸。此前做汽轮机保护试验及仿真时并未出现该现象。调试人员第一时间前往DEH柜检查柜内指示灯及挂闸电磁阀。测量挂闸电磁阀阻值，显示600 Ω左右，与试验前阻值大致相同，排除挂闸电磁阀故障。

依据图纸，测试柜内每一个相关输入输出端子的通断，发现柜内交流接触器个别触点失灵，更换新器件后，机组仍未能挂闸。经过检查后，发现是用于空气断路器电源保护的7个稳压二极管中的1个被击穿。用万用表测量其正向和负向导通电阻显示异常，更换新二极管后汽轮机顺利挂闸。

经上述分析总结出：交流接触器触点失灵为常见现象，尤其在长时间未动作的情况下更易发生。通常为触点吸合后难以断开，尤其在潮湿的海边，执行机构生锈的可能性很大，应该定期检查。但本次出现的核心问题在于稳压二极管被烧断，因此应该随时关注显示画面动态，以便出现问题及时解决。

2.5 锅炉吹灰系统不配套

锅炉吹灰系统设备一般由吹灰厂家成套提供，而该电厂的吹灰系统分别有锅炉厂、阀门厂家、吹灰器厂家各自选型供货，这样就造成了吹灰系统的管径和吹灰压力调节阀以及吹灰器之间的不匹配，为吹灰压力自动调节带来很大困难，在设备动态调试期间曾出现蒸汽压力超压，安全门动作的情况。

经上述分析总结出：为了避免类似情况的发生，锅炉吹灰系统设备最好由吹灰厂家成套提供。如果不能，热工调试人员要根据实际情况，通过观察曲线，优化PID调节参数及控制算法，增加联锁保护等功能，实现吹灰压力全程自动控制。

2.6 电气与热工人员沟通不良

机组首次并网时出现机组逆功率跳闸，经检查发现假并网信号未解除。该电厂并网逻辑见图1，取油开关的合闸信号作为并网信号，四路信号分别为三路并网，一路为假并网。

图1 并网信号逻辑图

为了方便电气做试验模拟并网，将四个信号同时接入，由于假并网取非，不会出现真并网现象。真正并网的时候，应该把假并网信号线解除，否则输出结果始终为假。

经上述分析总结出：本次失误主要在于电气与热工人员沟通不到位，除了仔细检查逻辑外，热工与电气人员要加强沟通。

3 结束语

本文以国外印尼某电厂为例，针对新建机组调试过程中硬件设备及DCS逻辑中出现的问题进行改进，该厂靠近海边，空气潮湿，导致存在很多内陆电厂未曾遇到过的特殊问题[1]。环境与气候决定了此次调试注定与众不同，考虑的因素更多，不止涉及到热工调试，包括化学海水淡化等，都带来一定的困难，热工调试人员在调试过程中除了依靠自己的多年经验外，一定要与其他专业人员做好沟通，逻辑和接线要亲自检查，不要过分依赖于设备厂家。