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1、設(shè)備概況
    豐泰公司2臺(tái)200 MW機(jī)組，汽輪機(jī)為哈爾濱汽輪機(jī)廠制造的超高壓一次中間再熱單軸、三缸、二排汽、抽汽凝汽式氣輪機(jī)，型號(hào)為C145/N200-12.7/535/535；鍋爐為哈爾濱鍋爐廠制造，型號(hào)為HG-670/13.7-YM13。分別于2001-12-28和2002-08-11投產(chǎn)。磨煤機(jī)為沈陽(yáng)重型機(jī)械廠配套的MPS-170中速磨，其控制部分為日本光洋有限公司生產(chǎn)的程控系統(tǒng)，采用T型圖編程組態(tài)方式，控制磨煤機(jī)潤(rùn)滑油站的啟停和液壓站加載壓力。每臺(tái)鍋爐配有5臺(tái)MPS-170中速磨，額定出力為39 t/h。每臺(tái)磨煤機(jī)由1套潤(rùn)滑油站、1套液壓加載油站及配套的熱控設(shè)備組成。
2、磨煤機(jī)程控系統(tǒng)工作原理
    1號(hào)機(jī)組試運(yùn)期間，在磨煤機(jī)啟動(dòng)過(guò)程中，由于其出口快關(guān)門，入口隔絕門開(kāi)關(guān)時(shí)常犯卡，無(wú)法實(shí)現(xiàn)DCS控制系統(tǒng)中的啟停程序，因此改為手動(dòng)啟停。
2.1  啟動(dòng)過(guò)程
    從CRT調(diào)出磨煤機(jī)操作畫面，首先打開(kāi)磨煤機(jī)出口快關(guān)門，然后打開(kāi)給煤機(jī)下插板及上插板、磨煤機(jī)入口隔絕門，根據(jù)磨煤機(jī)出口溫度調(diào)節(jié)風(fēng)量，使之通風(fēng)。之后啟動(dòng)給磨機(jī)、磨煤機(jī)，當(dāng)磨煤機(jī)電流指示正常后，將給煤量由最小10 t/h逐步加到一定值。
2.2液壓站壓力調(diào)節(jié)過(guò)程
    磨煤機(jī)啟動(dòng)后，給煤量的變化經(jīng)DCS系統(tǒng)按一定函數(shù)運(yùn)算后轉(zhuǎn)化為4～20 mA直流信號(hào)送往程控系統(tǒng)PLC，作為與實(shí)際液壓站壓力比較的一個(gè)條件，稱為磨煤機(jī)液壓站的中控給定壓力。中控給定壓力與實(shí)際液壓站壓力比較，當(dāng)中控給定壓力≥實(shí)際壓力時(shí)，比例溢流閥保持一定的位置，維持系統(tǒng)油壓不變；當(dāng)中控給定壓力<實(shí)際壓力時(shí)，程控系統(tǒng)輸出接點(diǎn)信號(hào)，啟動(dòng)加載泵，當(dāng)液壓站實(shí)際壓力大于中控給定壓力1MPa時(shí)，加載泵停止工作。由此可以看出，磨煤機(jī)正常工作時(shí)，隨著給煤量的變化，中控給定壓力和實(shí)際壓力都在變化，富通新能源生產(chǎn)銷售生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃燒木屑顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料。
2.3  保護(hù)動(dòng)作過(guò)程
    磨煤機(jī)綜合跳閘信號(hào)由主電機(jī)慢傳開(kāi)關(guān)、推力瓦塊溫度高于70℃、潤(rùn)滑油壓低于設(shè)計(jì)值0.12MPa、液壓系統(tǒng)壓力小于5 MPa、潤(rùn)滑油溫小于30℃5個(gè)保護(hù)量組成。當(dāng)上述任一個(gè)保護(hù)動(dòng)作時(shí)，由程控PLC輸出保護(hù)動(dòng)作信號(hào)，送往DCS控制系統(tǒng)磨煤機(jī)保護(hù)回路，完成跳閘，首出“油站故障”。
3、熱控設(shè)備存在的問(wèn)題
3.1  磨煤機(jī)電氣控制柜設(shè)計(jì)為就地布置，控制柜所用電源由廠用交流380 V電源段提供。磨煤機(jī)程控PLC所用交流電源由380 V的一相提供，模塊工作電源為直流24 V，沒(méi)有采用程控PLC冗余電源及UPS電源。
3.2就地程控柜報(bào)警信號(hào)與DCS控制系統(tǒng)聯(lián)系采用硬接線通訊方式，磨煤機(jī)綜合跳閘信號(hào)與DCS控制系統(tǒng)也采用硬接線通訊方式。從CRT畫面看，磨煤機(jī)跳閘首出為“油站故障”，運(yùn)行人員無(wú)法判斷保護(hù)動(dòng)作的種類，不能準(zhǔn)確判斷故障的原因。
3.3  由于就地程控PLC所用電源不是由熱控交直流電源提供，當(dāng)發(fā)生交流380 V電源失去時(shí)，由PLC控制的潤(rùn)滑油泵停止工作，使磨煤機(jī)潤(rùn)滑油系統(tǒng)壓力降到零，造成磨煤機(jī)推力瓦塊由于失去潤(rùn)滑油而燒瓦。
3.4磨煤機(jī)潤(rùn)滑油壓力取樣管路只有一個(gè)一次門，無(wú)壓力開(kāi)關(guān)的二次門，維護(hù)處理任何一個(gè)壓力開(kāi)關(guān)時(shí)，必須關(guān)閉一次門，不利于檢修維護(hù)。濾網(wǎng)壓差開(kāi)關(guān)與取樣管無(wú)一次門，且為抱箍連接，容易脫開(kāi)，造成漏油或使?jié)櫥�油壓降低，引起保護(hù)誤動(dòng)作而跳閘。
3.5  就地程控PLC的綜合保護(hù)信號(hào)輸出繼電器為帶電動(dòng)作，發(fā)生死機(jī)時(shí)，會(huì)造成燒瓦事故的發(fā)生。
3.6程控PLC由于無(wú)事故追憶功能，不能區(qū)別發(fā)生的一般故障信號(hào)和綜合故障信號(hào)，無(wú)法判斷引起磨煤機(jī)跳閘的原因。
4、熱控設(shè)備改造
4.1  改造方案
    (1)利用機(jī)組大修機(jī)會(huì)，對(duì)就地潤(rùn)滑油及液壓站加載壓力取樣，進(jìn)行移位改造；(2)利用磨煤機(jī)送入DCS控制系統(tǒng)的3個(gè)熱工顯示量作為保護(hù)的3個(gè)條件；(3)在DCS控制系統(tǒng)增加潤(rùn)滑油壓指示，潤(rùn)滑油壓低保護(hù)采用3選2邏輯運(yùn)算，增加系統(tǒng)的可靠性；(4)在CRT畫面增加跳閘首出，可在CRT上看到磨煤機(jī)保護(hù)動(dòng)作的種類，及時(shí)排除故障點(diǎn)，減少停閘時(shí)間。
4.2實(shí)施步驟
4.2.1  磨煤機(jī)潤(rùn)滑油壓保護(hù)信號(hào)用3個(gè)壓力開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)，直接送DCS控制系統(tǒng)，增加FUM-511模件進(jìn)行采樣，經(jīng)3選2邏輯運(yùn)算后，把保護(hù)信號(hào)送至磨煤機(jī)保護(hù)回路。1臺(tái)磨煤機(jī)增加7個(gè)針型閥，用于壓力取樣一次門及二次門布置。壓力開(kāi)關(guān)、變送器移位，集中放在變送器柜內(nèi)，而濾網(wǎng)差壓開(kāi)關(guān)增加一次門，便于維護(hù)檢修。磨煤機(jī)潤(rùn)滑油站測(cè)量回路的改進(jìn)如圖1所示。
4.2.2  將原來(lái)送至CRT顯示的磨煤機(jī)推力瓦塊溫度進(jìn)行DCS軟件組態(tài)，送至磨煤機(jī)保護(hù)回路中。
4.2.3  將原來(lái)送至CRT顯示的液壓加載壓力進(jìn)行DCS軟件組態(tài)，送至磨煤機(jī)保護(hù)回路中。
4.2.4  根據(jù)進(jìn)入DCS控制系統(tǒng)的保護(hù)量進(jìn)行MMI組態(tài)修改，增加潤(rùn)滑油壓、推力瓦塊溫度、液壓加載壓力的快停條件首出，運(yùn)行人員可從CRT畫面上清楚地判斷磨煤機(jī)的保護(hù)動(dòng)作，便于故障處理。DCS控制系統(tǒng)有事故追憶功能，可以幫助事故分析。改進(jìn)后系統(tǒng)保護(hù)框圖如圖2所示。
4.2.5程控系統(tǒng)PLC工作電源用UPS供電，從熱控交流電源盤至就地電控柜分別拉5根電纜，保證電源的可靠性。
4.3  改進(jìn)情況
4.3.1  為了保證磨煤機(jī)的安全運(yùn)行，2003年初采取臨時(shí)保護(hù)措施。在每1臺(tái)磨煤機(jī)潤(rùn)滑油站上利用原來(lái)空出的一個(gè)壓力開(kāi)關(guān)將動(dòng)作定值校驗(yàn)為0.12MPa，并拉臨時(shí)電纜至就地PLC柜，與到DCS控制系統(tǒng)的綜合保護(hù)信號(hào)并聯(lián)，這相當(dāng)于增加了1套潤(rùn)滑油壓低保護(hù)。此工作于2003-01-24完成，并做了靜態(tài)試驗(yàn)，接入保護(hù)回路。
4.3.2  2003-02-17-02-26，在1號(hào)機(jī)組小修時(shí)，對(duì)DCS控制系統(tǒng)A~E磨煤機(jī)保護(hù)回路進(jìn)行組態(tài)修改，增加推力瓦塊溫度液壓站壓力及潤(rùn)滑油壓組態(tài)工作，由于時(shí)間緊，沒(méi)有做磨煤機(jī)跳閘首出。
5、效果分析
    2003-02 -12，2號(hào)爐B磨煤機(jī)由于電加熱裝置交流380 V電源回路短路，造成交流380 V總電源開(kāi)關(guān)跳閘，使程控系統(tǒng)PLC失去工作電源，PLC控制的潤(rùn)滑油泵停止工作，造成磨煤機(jī)潤(rùn)滑油壓回零，而此時(shí)新接入的潤(rùn)滑油壓低保護(hù)正確動(dòng)作，防止了1次燒瓦事故的發(fā)生，保護(hù)了磨煤機(jī)。
    通過(guò)對(duì)豐泰公司1號(hào)、2號(hào)爐磨煤機(jī)程控系統(tǒng)熱控保護(hù)設(shè)備的改進(jìn)，防止了由于程控系統(tǒng)PLC失電、程控系統(tǒng)PLC死機(jī)保護(hù)拒動(dòng)、磨煤機(jī)燒瓦事故的發(fā)生，同時(shí)防止了磨煤機(jī)保護(hù)誤動(dòng)作的發(fā)生，富通新能源生產(chǎn)銷售生物質(zhì)鍋爐，木屑顆粒機(jī)生產(chǎn)的生物質(zhì)顆粒燃料主要供生物質(zhì)鍋爐燃燒使用。