母管制机组机炉电大联锁新型调试方法实践

赵广荣，张书启，危利锋，祝昌贵

（中国电建集团江西省电力建设有限公司，江西 南昌 330000）

0 引言

机炉电大联锁是火力发电机组锅炉、汽机、发电机之间的保护动作关系，主要目的是为了保证机组启动和正常运行时，某一主要保护动作后，能有效可靠地使机炉电保护联动，防止因为保护拒动或者逻辑错误，对机炉电主要设备造成更大的损坏。

目前两炉一机母管制机组机炉电大联锁逻辑方案采用汽机跳闸产生发电机跳闸信号、发电机跳闸产生汽机跳闸信号，锅炉不参与联锁。母管制机组，锅炉与汽机没有单元制机组那样的一一对应关系。锅炉产生的蒸汽汇集到主蒸汽母管，汽机用汽来自主蒸汽母管，当汽机跳闸时，无法判断由哪台锅炉跳闸，来降低主蒸汽母管压力。特别是机组负荷高时，锅炉不跳闸，易造成锅炉主汽压力超限，影响机组运行安全。若锅炉全部跳闸，就不能提供合格的蒸汽，当汽机恢复正常后，需要重新点火冲转，机组重新并网时间长，降低了机组的经济效益。

国内生物质、垃圾发电机组大多采用母管制，随着生物质、垃圾电厂建设增多，为提高机组的安全性和经济性，有必要对母管制机炉电大联锁逻辑方案进行改进。

文中介绍了古巴西罗雷东多1×60 MW级生物质电站工程两炉一机母管制机组机炉电大联锁逻辑方案的优化改进以及调试方法，为母管制的生物质、垃圾发电机组的机炉电大联锁逻辑方案以及调试提供了借鉴[1]。

1 机组概况

古巴西罗雷东多1×60 MW级生物质电站工程位于古巴谢戈德阿维拉省西罗雷东多市，采用两炉一机母管制机组，有两台120 t/h高温高压炉排炉、一台60 MW级抽汽凝汽式汽轮发电机组，在甘蔗榨季时向隔壁糖厂供应电能和蒸汽，同时将电站剩余电力出售给电网。汽轮机为上海汽轮机厂生产，型号：C60-8.83/0.35/535，锅炉为华西能源工业股份有限公司生产，型号：HX130/9.81-Ⅳ1，发电机为上海汽轮发电机厂，型号：QF-60-2。DCS控制系统为ABB公 司 的Symphony Plus系统。

2 两炉一机母管制机组机炉电大联锁逻辑方案设计优化

机炉电大联锁保护是汽轮机、锅炉或发电机主设备跳闸后互相联锁跳闸的机组级的保护动作，是发电机组最重要的保护功能，对发电机组的安全稳定运行至关重要[1]。针对常规两炉一机母管制机组机炉电大联锁逻辑方案中锅炉不参与联锁的不足，通过增加“锅炉运行判断条件”、“选定锅炉跳闸条件”、“机组负荷判断点”等逻辑条件判据使锅炉参与机炉电大联锁。优化机炉电大联锁逻辑方案，当机组两台锅炉运行时，两台锅炉全部跳闸触发汽机跳闸，任意一台锅炉跳闸不触发汽机跳闸；若汽机跳闸，触发选定锅炉跳闸，不触发未选定的锅炉跳闸；而当机组只有一台锅炉运行时，若锅炉跳闸，触发汽机跳闸，若汽机跳闸，不触发锅炉跳闸。

2.1 增加锅炉运行判断条件

同时检测到同侧油枪进到位信号、火检有火信号以及油角阀开到位信号时，或者同时满足三台炉前给料机中至少一台在运行状态以及锅炉过热器出口门未在全关位置时，则判断锅炉处于运行状态，否则判断锅炉处于非运行状态[1]，如图1所示。

图1 锅炉运行判断条件

油枪进到位信号采用油枪前进到位行程开关信号；火检有火信号采用火检有火DI信号与上火检信号强度大于90%，防止火检有火信号误发；油角阀开到位信号采用油角阀开到位行程开关信号；锅炉过热器出口门未在全关位采用出口门全关信号取非。

2.2 增加选定锅炉跳闸条件

利用选择模块，采用在DCS画面上设置“汽机跳闸选定1号炉跳闸”、“汽机跳闸选定2号炉跳闸”按钮，由运行人员根据两台锅炉的运行状况，选择一台锅炉参与机组机炉电大联锁。当机组负荷大于负荷判断点，汽机跳闸，选定锅炉跳闸，保持一台锅炉运行，当汽机恢复正常后，可以快速并网，大大缩短了重新并网的时间，提高了经济效益。

2.3 增加机组负荷判断点

根据汽机旁路系统容量，设定机组负荷判断点，用来判断汽机跳闸时，是否触发对应锅炉跳闸。

3 两炉一机母管制机组机炉电大联锁调试方法

为确认两炉一机母管制机组机炉电大联锁逻辑方案正确，需要进行机炉电大联锁试验。根据以往工程调试经验以及两炉一机母管制机炉电大联锁的特点，结合电力调试相关技术规范标准，总结形成了行之有效的两炉一机母管制机炉电大联锁调试方法，能有效减少调试时间，提高调试质量，确保机炉电大联锁动作的正确性，调试流程见图2所示。

图2 调试流程

3.1 机炉电大联锁逻辑确认

两炉一机母管制机炉电大联锁逻辑方案首先需要与业主、总包、DCS组态单位共同讨论确认。机炉电大联锁控制逻辑关键内容有：汽机跳闸信号触发发电机跳闸；发电机跳闸信号、一炉运行一炉跳闸信号、两台锅炉运行两台锅炉全部跳闸信号任意一条触发汽机跳闸；机组负荷大于机组负荷判断点、两台锅炉运行、“汽机跳闸选定1号炉跳闸”或“汽机跳闸选定2号炉跳闸”按钮投入条件全部满足触发选定锅炉跳闸。

两炉一机母管制机炉电大联锁逻辑方案经多方讨论确定后，由业主批准下发两炉一机母管制机炉电大联锁逻辑方案，根据机炉电大联锁逻辑方案编制机炉电大联锁的联锁试验单。

3.2 逻辑组态

由DCS逻辑组态单位按照两炉一机母管制机炉电大联锁逻辑方案进行逻辑组态。与常规两炉一机母管制机炉电大联锁逻辑方案主要增加下列逻辑组态：

在DCS画面上设置“汽机跳闸选定1号炉跳闸”、“汽机跳闸选定2号炉跳闸”按钮；增加锅炉运行判断条件：同侧油枪进到位信号且火检有火信号且油角阀开到位信号或者三台炉前给料机至少一台在运行状态且锅炉的主汽门未在全关位置；根据汽机旁路系统容量，确保锅炉、汽机安全，设定机组负荷点，用来判断汽机跳闸时，是否触发对应锅炉跳闸。机组当前负荷大于负荷设定点，触发对应锅炉跳闸；机组当前负荷小于负荷设定点，则不触发对应锅炉跳闸。

机炉电大联锁逻辑方案组态完成后，按照机炉电大联锁试验单进行逻辑组态检查，发现问题及时修改完善。

3.3 硬接线正确性检查

逻辑组态完成后，对照设计院图纸，利用通灯检查锅炉跳闸（MFT）、汽轮机跳闸保护系统（ETS）、发电机保护系统之间硬接线的正确性，必须检查每根线芯，确保每根线芯接线位置符合设计要求。发现接线位置错误、线芯开路或者短路时，要及时处理。查线结束后，要用螺丝刀再次将所有线芯压紧在端子板上，确保接线接触良好不松动，避免运行时线芯脱落或者接触不好影响两炉一机母管制机炉电大联锁动作的可靠性。硬接线检查要及时做好查线记录。

3.4 锅炉汽机发电机保护系统试验

分别对锅炉跳闸（MFT）、汽轮机跳闸保护系统（ETS）、发电机保护进行联锁试验，联锁试验必须动作正确，相关SOE信号，应正确触发。

3.5 机炉电大联锁模拟静态试验

锅炉跳闸、汽机跳闸、发电机保护系统试验合格后，进行机炉电大联锁模拟静态试验。热工专业确认机、炉、电之间保护接口正确无误[2]。试验前将机炉电大联锁相关现场控制设备断电或在DCS画面上设置为禁操模式，防止静态试验时设备动作损坏。静态试验采取在源点加模拟信号的方法进行，检查逻辑动作是否正常，相关SOE信号触发是否正常。

3.5.1 锅炉跳闸静态试验

1）同时模拟两台锅炉任一炉前给料机运行且锅炉的主汽门未在全关位置信号，DCS画面显示1号、2号锅炉运行信号。按下1号锅炉紧急停炉按钮，触发1号锅炉MFT，应不触发汽机跳闸信号，复位1号锅炉MFT信号。按下2号锅炉紧急停炉按钮，触发2号锅炉MFT，应不触发汽机跳闸信号，复位2号锅炉MFT信号。

模拟机组负荷大于负荷设定点，按下1号锅炉紧急停炉按钮，触发1号锅炉MFT，按下2号锅炉紧急停炉按钮，触发2号锅炉MFT，触发汽机跳闸信号。

模拟机组负荷小于负荷设定点，按下1号锅炉紧急停炉按钮，触发1号锅炉MFT，按下2号锅炉紧急停炉按钮，触发2号锅炉MFT，应不触发汽机跳闸信号。

2）模拟1号锅炉任一炉前给料机运行且锅炉的主汽门未在全关位置信号，DCS画面显示1号锅炉运行信号。按下1号锅炉紧急停炉按钮，触发1号锅炉MFT，触发汽机跳闸信号。

模拟2号锅炉任一炉前给料机运行且锅炉的主汽门未在全关位置信号，DCS画面显示2号锅炉运行信号。按下2号锅炉紧急停炉按钮，触发2号锅炉MFT，触发汽机跳闸信号。

每次锅炉跳闸静态试验，检查相关SOE信号，应正确触发。

3.5.2 汽机跳闸静态试验

试验前，屏蔽汽机跳闸保护系统ETS已有的跳闸信号，ETS跳闸电磁阀带电。

1）模拟机组负荷大于负荷设定点

模拟1号锅炉任一炉前给料机运行且锅炉的主汽门未在全关位置信号，DCS画面显示1号锅炉运行信号。按下汽机紧急停机按钮，ETS跳闸，不应触发1号锅炉MFT信号，触发旁路快开信号，复位ETS跳闸信号、1号锅炉运行信号。

模拟2号锅炉任一炉前给料机运行且锅炉的主汽门未在全关位置信号，DCS画面显示2号锅炉运行信号。按下汽机紧急停机按钮，ETS跳闸，不应触发2号锅炉MFT信号，触发旁路快开信号。复位ETS跳闸信号、2号锅炉运行信号。

同时模拟两台锅炉任一炉前给料机运行且锅炉的主汽门未在全关位置信号，DCS画面显示1号、2号锅炉运行信号。按下“汽机跳闸选定1号炉跳闸”按钮，按下汽机紧急停机按钮，ETS跳闸，触发1号锅炉MFT信号，不应触发2号锅炉MFT信号，触发旁路快开信号。复位ETS跳闸信号、1号锅炉MFT信号。释放“汽机跳闸选定1号炉跳闸”按钮，按下“汽机跳闸选定2号炉跳闸”按钮。按下汽机紧急停机按钮，ETS跳闸，触发2号锅炉MFT信号，不应触发1号锅炉MFT信号，触发旁路快开信号。复位ETS跳闸信号、2号锅炉MFT信号。

2）模拟机组负荷小于负荷设定点

汽机跳闸，无论1号锅炉、2号锅炉运行状态如何，均不触发锅炉MFT信号，不触发旁路快开信号。

每次汽机静态试验，检查相关SOE信号，应正确触发。

3.5.3 发电机跳闸静态试验

按下发电机紧急停机按钮，发出发电机主保护动作信号，触发ETS跳闸信号。检查相关SOE信号，应正确触发。

静态试验中若逻辑动作结果若不符合逻辑方案，查找故障点，故障点处理后，必须重新进行试验直到完全符合设计的逻辑方案。

3.6 机炉电大联锁动态试验验证

静态试验合格后，由调试单位、监理单位、运行单位、建设单位四方共同进行机炉电大联锁动态试验验证。

将机炉电大联锁相关设备送电，控制模式切换到远控状态，在DCS上操作设备到正常运行状态。发电机出口开关控制装置送电，控制模式在试验位置，在DCS上合上发电机出口开关。机务将汽机挂闸，主汽门、调门开启。

锅炉跳闸用锅炉紧急停炉按钮，汽机跳闸用汽机紧急停机按钮，发电机跳闸用发电机紧急停机按钮进行动态试验。按静态试验顺序分别试验各种工况下机炉电大联锁逻辑。检查设备动作情况应符合设计的逻辑方案，SOE信号触发正常。逻辑动作结果若不符合逻辑方案，查找故障点，处理故障点后，必须重新进行试验，直到完全符合设计的逻辑方案。

试验完成后参与各方共同签字确认。

4 结语

机组大联锁保护是检验各主设备主保护动作后，各主机设备及相关辅助设备联锁保护功能的完整性，通过各分项试验，检验各控制逻辑、安装接线和控制设备是否能满足运行要求，保证机组安全运行[3]。文中针对常规母管制机炉电大联锁的不足，对古巴西罗雷东多1×60 MW级生物质电站工程两炉一机母管制机炉电大联锁逻辑方案优化设计，使锅炉参与机炉电大联锁，实现了实质上的机炉电大联锁；并对两炉一机母管制机组机炉电大联锁试验改进，通过规范化的调试方法，确保机组运行时机炉电大联锁动作正确，机组在运行过程中机炉电大联锁动作正确，未出现拒动、误动现象，从而提高了两炉一机母管制机组运行的安全性、可靠性、经济性，对生物质、垃圾发电等母管制机组的机炉电大联锁逻辑方案设计和调试具有较好的借鉴价值和推广意义。