提高火力发电机组重要主辅机保护可靠性

提高火力发电机组重要主辅机保护可靠性

张利亚

大唐贵州发耳发电有限公司，贵州省六盘水市，553017

摘要： 本文对某发电有限责任公司两台60MW间接空冷机组的保护系统进行了详细分析，并提出了针对性的优化完善方案。通过对重要保护信号配置、轴振问题、轴位移配置、仪表管问题等方面的分析，揭示了现有保护系统存在的问题和隐患。针对这些问题，提出了包括振动保护优化、轴位移保护优化、管路改造等多方面的优化方案，旨在提高机组运行的可靠性和稳定性，降低误动和拒动的概率，从而确保电厂生产运行的安全性和经济效益。

关键词:火力发电机组;主辅机保护系统;回路

保护系统在电力生产中起着至关重要的作用，直接关系到机组的稳定运行和设备的安全性。然而，在实际运行中，保护系统存在着各种问题，如误动、拒动等，严重影响了电厂的生产效率和经济效益。针对这些问题，本文对某发电有限责任公司的机组保护系统进行了深入分析，并提出了一系列优化方案，旨在提高保护系统的可靠性和灵活性，减少因保护系统问题而导致的生产事故和损失，实现电厂安全稳定运行的目标。

1概述

某发电有限责任公司拥有两台60MW间接空冷机组，每套机组配置有一台亚临界自然循环循环流化床锅炉，一台亚临界一次中间再热双缸双排汽单轴海勒式间接空冷式汽轮机，以及相应的发电机和辅助设备。这些设备均为上海锅炉厂、上海汽轮机和上海汽轮发电机有限公司的产品。重要主辅机的保护直接关系到机组的稳定运行，误动可能导致机组负荷波动、经济效益下降，而拒动则直接危及设备安全，给电厂带来巨大损失。该案例彰显了保护系统在电力生产中的关键地位，强调了对设备保护措施的必要性和重要性。

2保护逻辑现状分析

2.1保护逻辑配置分析的原因

按照相关规范要求,热工重要保护信号应为“三取二方式”，或者通过合理引入其他参数达到综合判断,大幅降低保护拒动和误动的概率｡目前我公司的重要保护信号中锅炉BT且主汽温度低保护､高排压比低保护､DEH跳闸保护､轴振大保护､就地跳闸保护等为单信号保护,其拒动和误动的概率都比较大,对机组的安全稳定运行是很大的隐患｡原机头取样回路的油管路多为活接头连接,机组运行中振动很容易引起接头密封不严,导致漏油等现象｡有些重要保护信号使用通信方式,将保护信号送入执行控制器,当通信故障时,将会使保护拒动,对设备造成较大损坏｡

2.2分析过程中发现的配置问题

2.2.1汽机轴振问题分析

汽机轴振大跳汽机保护,一共6个轴承,在每个轴承成90度各安装一个振动探头｡我们以左侧为X,右侧为Y,则一瓦的振动探头为1X,1Y,依次类推直到6X,6Y｡原轴振保护,1X,1Y输入到同一块处理模件,逻辑运算方式为6个轴承中任一方向振动值大于250μm时,发出动作指令汽机跳闸｡这种保护方式,只要任意一个测点动作,都会直接导致机组跳机｡这种逻辑计算方式极容易造成设备误动作,如探头安装松动,传输线路受干扰,或是探头､前置器､处理模件等任一元器件发生故障,都有可能发出动作指令｡同时,任一轴承的X,Y振动测点输入到同一处理模件上,如果模块故障,则会发生拒动事件,机组振动大而拒动会产生极其严重的后果｡

2.2.2轴位移配置分析

轴位移保护,包含4个轴位移探头,其中2个布置在左侧,右侧同样角度也布置2个探头,用于检测大机的轴向位移｡我们用X代表左,Y代表右,则左边两探头为X1和X2,右边两探头为Y1和Y2｡X1和X2输入到TSI的一块卡处理模件中,Y1和Y2输入TSI的另外一处理模件中,当左侧的两个测点都达保护动作值时,输出保护动作指令,右侧同理｡这种方式下TSI模件如果发生故障,则输出继电器会发出保护指令,容易在模件故障的时候误动,导致跳机｡

2.2.3仪表管问题分析

机组正常运行中,汽机前箱处的温度较高,而且存在高频振动｡很多重要热控仪表都在机头处取样,并且固定在机头的专用接线箱上｡取样管路在温度较低条件下安装,待机组运行后,因温度升高,管路变形,虽然很微小,但却会造成很多接头的螺纹密封松动,产生空隙,从而出现渗油现象｡渗漏不仅易造成机组热工保护误动,而且运行当中处理非常麻烦,大部分情况需要停机才能处理,对机组的稳定运行产生了严重影响｡

2.2.4高排压力配置分析

高排压力高保护,就地为两个压力开关,当两个都触发时,保护动作｡二取二保护只要有一个开关没触发,该保护就不会动作,极易产生拒动｡另外,高排温度高从DEH控制柜输出高排温度高至ETS跳闸外,其也在DEH控制器内,送至DEH柜形成的综合跳闸信号,然后触发ETS保护｡两个保护方式从线路到开关,以及传送到ETS的时间､作用等都一样,多增加一路只会增加系统的复杂度,对于系统保护的安全稳定,没有任何提高｡

2.2.5其他问题分析

锅炉BT且主汽温度低保护､高排压比低保护､DEH跳闸保护､就地跳闸保护都为单信号保护,当信号异常,极易误动或拒动｡

2.2.6辅机温度保护分析

重要辅机有部分的温度测点,当温度超过限值时,触发停止相应辅机的保护｡该温度测点如果故障,或者传输线路收到强电缆干扰,突然跳高,即使立即恢复正常,也会使辅机误跳｡干扰机组的正常运行甚至触发停机｡

3优化完善方案

3.1汽机振动保护优化

在同一个轴瓦处,如果某一位置的振动保护值到动作值,此时参考另一位置的振动值,再判断是误报还是振动实际大,将使振动保护系统更加可靠准确｡我们最终将判断逻辑修改为:同一轴承处X向的动作值与上Y向的报警,或Y向的保护值与上X向的报警来作为最终的保护输出指令｡同时为防止单个模块故障导致的保护误发或拒动,将同一轴承处的轴振测点分布到不同的模件上｡

3.2汽机轴位移保护优化

用X代表左,Y代表右,则左边两探头为X1和X2,右边两探头为Y1和Y2｡改为每侧的探头分别输入到不同的模块中,然后再将单侧的探头跳机保护相与后输出,对单个处理模块上接入的不同侧的探头加入报警信号｡在模件发生故障时不会导出误发跳机信号,同时发出报警,使人及时发现并更换模件｡

3.3机组前箱处的压力表管改造

把原有20个压力开关的管路和接头全部拆除,更换成8×2的不锈钢管和焊接式的阀门和三通｡通过管路敷设和焊接的形式连接起来｡改造后管路布置美观､无渗漏,提高了运行的可靠性和稳定性｡

3.4高排压力高优化

在就地增加一路取样及压力开关,使用单独电缆将开关信号,接入到DEH中,和原有的两路开关,做三取二的判断后,通过DEH跳闸这个综合信号的通道,输出到ETS中执行｡

3.5其他优化

锅炉BT且主汽温度低保护､高排压比低保护､DEH跳闸保护､就地跳闸保护都为单信号保护,从相应信号发出柜,通过三根不同的电缆,将信号送至ETS柜中,在ETS中增加输入通道,并修改原来的单信号逻辑,改为三取二的综合判断逻辑｡

3.6重要辅机的保护的优化

辅机上的轴承温度､线圈温度等,因设备不可能再增加温度元件,无法做到三取二的综合判断｡而且无论电机的线圈温度,还是轴承上的温度,实际温度上升或下降都不会有瞬间跳变的现象｡所以通过增加温度质量的判断､温度变速率的保护,就可以有效防止温度元件的故障,或通信线路的干扰,而导致辅机的误跳｡同时,增加声光报警,提醒运行人员注意其可以通过辅机的出力,或其他温度测点及巡检就地观察测量,来综合判断辅机是否正常｡

4总结

保护系统是电力生产中的重要组成部分，对于保障机组的安全稳定运行至关重要。本文通过对某发电有限责任公司机组保护系统的分析和优化方案的提出，为电力企业提高设备运行效率、降低生产风险提供了有益的参考。相信随着这些优化措施的实施，将进一步提升电力生产的安全性和可靠性，为电力行业的发展贡献力量。

参考文献

[1]赵俊杰,冯树臣,田景奇,等. 基于燃煤智能发电ICS的主辅机一键启停APS技术应用分析 [J]. 能源科技, 2021, 19 (01): 41-45.

[2]王志华. 提高火力发电机组重要主辅机保护可靠性 [J]. 自动化应用, 2018, (04): 119-120.

[3]田建勇,郭涛. 主辅机状态监测与评估系统的开发和应用 [J]. 电力安全技术, 2017, 19 (04): 43-46.