循環(huán)流化床一次風(fēng)機(jī)潤(rùn)滑油系統(tǒng)可靠性研究

摘要：通過對(duì)一次風(fēng)機(jī)油站控制系統(tǒng)進(jìn)行改造，將原PLC替換為DCS控制系統(tǒng)，克服了PLC控制模式的不足，極大地提高了一次風(fēng)機(jī)油站系統(tǒng)的動(dòng)作可靠性，對(duì)類似系統(tǒng)改造給出了借鑒性意義。

關(guān)鍵詞：油站；DCS；PLC、可靠性

一、一次風(fēng)機(jī)油站系統(tǒng)簡(jiǎn)介

云浮電廠三期工程于2010年9月投產(chǎn)，機(jī)組容量為2X300MW循環(huán)流化床。每臺(tái)鍋爐配備引風(fēng)機(jī)、一次風(fēng)機(jī)、二次風(fēng)機(jī)各2臺(tái)，配備高壓流化風(fēng)機(jī)3臺(tái)。其中單臺(tái)一次風(fēng)機(jī)配備獨(dú)立的稀油潤(rùn)滑裝置，簡(jiǎn)稱一次風(fēng)機(jī)油站。該油站為川潤(rùn)集團(tuán)的XRZ系列，主要由油箱、2臺(tái)油泵、油濾器、油冷卻器、管道、閥門、儀表盤和電控柜等組成。工作介質(zhì)為N22～N460極壓工業(yè)齒輪油或其它機(jī)械潤(rùn)滑油，應(yīng)保證冷卻器進(jìn)油溫度≤50℃。

二、原油站控制系統(tǒng)介紹及歷史故障

原一次風(fēng)機(jī)油站就地采用可編程序控制器PLC以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制啟停、保護(hù)及故障報(bào)警功能，并具有與中控室聯(lián)接的DCS接口。兩臺(tái)低壓油泵電機(jī)一備一用，加熱器控制油箱溫度，就地儀器儀表對(duì)油系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制。改造前DCS系統(tǒng)只能對(duì)一次風(fēng)機(jī)油站進(jìn)行運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視，風(fēng)機(jī)油站的操作只能在就地手動(dòng)或者PLC遠(yuǎn)控進(jìn)行。

以#1一次風(fēng)機(jī)油站為例。控制原理圖如下

運(yùn)行人員能遠(yuǎn)方監(jiān)視的信號(hào)有：開關(guān)量---油站允許啟動(dòng)、油站系統(tǒng)正常、油站系統(tǒng)報(bào)警、油站重故障、#1油泵狀態(tài)，#2油泵狀態(tài)，加熱器狀態(tài)。 中控室運(yùn)行人員只能在DCS畫面發(fā)出油站啟、停指令到PLC，再由PLC根據(jù)選擇情況去控制油站工作。

對(duì)于#1一次風(fēng)機(jī)電機(jī)，其跳閘信號(hào)之一為#1一次風(fēng)機(jī)油站重故障，即#1一次風(fēng)機(jī)油站出口油壓<0.12MPa（壓力開關(guān)）或油站油箱液位低（液位開關(guān)）發(fā)信號(hào)至就地PLC，PLC再發(fā)信號(hào)至DCS，DCS發(fā)出一次風(fēng)機(jī)停止指令。

自2010—2012年年機(jī)組投產(chǎn)運(yùn)行以來，一次風(fēng)機(jī)油站引起故障報(bào)警如下：

2010.12.22 #6爐#2一次風(fēng)機(jī)運(yùn)行中保護(hù)跳閘，查#2一次風(fēng)機(jī)跳閘原因?yàn)橛驼局毓收弦稹，F(xiàn)場(chǎng)查#6爐#2一次風(fēng)機(jī)油站油壓0.24MPa（正常值），油箱油位1/2，風(fēng)機(jī)電機(jī)尾部軸承大量漏油，立即停油泵運(yùn)行。

2011.4.18 #6爐#1一次風(fēng)機(jī)油站發(fā)“油站系統(tǒng)報(bào)警”信號(hào)，15S后信號(hào)恢復(fù)；全面檢查系統(tǒng)無異常；于10：20再次發(fā)“油站系統(tǒng)報(bào)警”信號(hào)，30S后信號(hào)恢復(fù)。于10：55熱工告發(fā)信原因應(yīng)為供油溫度高50℃引起；就地供油溫度49.4℃；于15：40供油溫度降至47℃；令值班員加強(qiáng)監(jiān)視。

2011.11.20 #5爐#2一次風(fēng)機(jī)油站聯(lián)動(dòng)#1備用油泵并發(fā)重故障聯(lián)跳風(fēng)機(jī)，爐膛負(fù)壓低于-2200Pa引起MFT動(dòng)作。熱工值班人員檢查確認(rèn)#5爐#2一次風(fēng)機(jī)油站油泵聯(lián)動(dòng)為油壓低引起。

2012.5.11 #6爐#1一次風(fēng)機(jī)油站報(bào)故障，瞬間自動(dòng)復(fù)位，查為供油溫度測(cè)量開關(guān)跳變引起，熱工告因運(yùn)行中無法隔離該測(cè)點(diǎn)處理，現(xiàn)已將該測(cè)點(diǎn)解線，告值班員注意檢查供油溫度。

三、油站改造方案

我們對(duì)原油站控制系統(tǒng)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)諸多不足，1、運(yùn)行人員只能遠(yuǎn)方間接控制油站的啟停即DCS→PLC→油站，不利于運(yùn)行操控2、就地沒有潤(rùn)滑油壓力AI測(cè)量信號(hào)，油站潤(rùn)滑油狀態(tài)全部依靠壓力開關(guān)，運(yùn)行人員無法觀察到油站運(yùn)行油壓實(shí)時(shí)值。3、一次風(fēng)機(jī)油站發(fā)生故障后，由于PLC不能查詢到歷史數(shù)據(jù)，致使事故原因難于分析，預(yù)防類似事故發(fā)生的方案難于完善。

為此，我們研究制定出以下方案

取消：就地電氣控制柜上的其它輔助開關(guān)及信號(hào)燈

保留：#1油泵工作、#2油泵工作、加熱器工作及#1油泵啟停、#2油泵啟停、加熱器啟停等信號(hào)燈和控制開關(guān)（改為按鈕開關(guān)）。

取消：就地PLC控制器，改為DCS控制。

增加：就地一次風(fēng)機(jī)油站供油壓力（壓力變送器）到DCS顯示并記錄歷史。

與DCS聯(lián)系的信號(hào)做以下改變：

1、DCS的DI輸入點(diǎn)：

1.1、取消DCS畫面上一次風(fēng)機(jī)油站運(yùn)行和停止?fàn)顟B(tài)，增加#1、#2油泵過載信號(hào)；

1.2、保留#1油泵合閘狀態(tài)、#2油泵合閘狀態(tài)；

1.3、增加#1油泵分閘狀態(tài)、#2油泵分閘狀態(tài)、加熱器運(yùn)行狀態(tài)，加熱器停止?fàn)顟B(tài)（由電氣送出，接觸器輔助觸點(diǎn)）；

1.4、增加#1油泵過載信號(hào)和#2油泵過載信號(hào)（由電氣送出，熱耦輔助觸點(diǎn)）；

1.5、保留供油壓力低（壓力開關(guān)）≤0.12Mpa聯(lián)啟備用泵，供油壓力高（壓力開關(guān)）≥0.3Mpa聯(lián)停備用泵，或者運(yùn)行人員視運(yùn)行工況，手動(dòng)停備用泵；

1.6、增加油箱液位高/低（-70mm/-230mm）報(bào)警信號(hào)、油箱油溫高>50℃報(bào)警、油箱油溫低≤38℃報(bào)警、一次風(fēng)機(jī)油站濾油器差壓高報(bào)警；報(bào)警信號(hào)在DCS畫面顯示。

1.7、取消“油系統(tǒng)正常”信號(hào)，在DCS邏輯里面將“供油壓力>0.12MPa作為一次風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)允許條件；

2、DCS的DO輸出點(diǎn)：

取消一次風(fēng)機(jī)油站啟動(dòng)指令，增加#1油泵運(yùn)行指令、#1油泵停止指令、#2油泵運(yùn)行指令、#2油泵停止指令，加熱器運(yùn)行指令、加熱器停止指令，以上DCS控制指令信號(hào)全部采用5S脈沖信號(hào)。

3、DCS的AI輸入點(diǎn)：

增加油箱溫度和供油溫度、壓力測(cè)點(diǎn)歷史記錄及報(bào)警信號(hào)

DCS相關(guān)控制邏輯如下：

1、油泵的啟動(dòng)允許條件：

1）無本油泵過載信號(hào)

2、#1/#2油泵的聯(lián)鎖備用邏輯：

1）投備用條件：

◆ 備用泵啟動(dòng)允許條件滿足

◆ 備用泵在分閘狀態(tài)

◆ 運(yùn)行泵在合閘狀態(tài)

◆ 備用泵沒有掛起操作

2）備用泵啟動(dòng)條件：

◆ 備用泵在備用狀態(tài)，運(yùn)行泵過載或者在分閘位置，聯(lián)啟備用油泵。

◆ 備用泵在備用狀態(tài)，運(yùn)行泵在運(yùn)行狀態(tài)，如供油壓力<0.12MPa，聯(lián)啟備用油泵。

3）備用泵停止運(yùn)行條件：

◆ 備用泵聯(lián)啟之后，如供油壓力>0.3MPa，則備用泵自動(dòng)停止。

3、泵的保護(hù)跳閘條件：

無

4、加熱器的聯(lián)鎖邏輯：

1）加熱器投入溫度自動(dòng)控制。

2）油箱油溫<38℃聯(lián)啟加熱器；

3）油箱油溫>42℃聯(lián)停加熱器；

一次風(fēng)機(jī)啟動(dòng)條件（與風(fēng)機(jī)油站有關(guān)的條件修改）：

1、修改前：供油溫度>25℃并且供油壓力正常，由PLC判斷兩個(gè)信號(hào)是否滿足，條件滿足發(fā)出“油系統(tǒng)正常”至DCS邏輯和畫面

2、修改后：供油壓力正常（供油壓力>0.12MPa），直接由DCS判斷該信號(hào)是否滿足，條件滿足與上其他一次風(fēng)機(jī)啟動(dòng)條件。

一次風(fēng)機(jī)跳閘條件（與風(fēng)機(jī)油站有關(guān)的條件修改）

1、修改前：供油壓力<0.12MPa（壓力開關(guān)）延時(shí)10秒，或者油箱液位低（液位開關(guān)）延時(shí)5秒，由PLC發(fā)重故障信號(hào)至DCS作為一次風(fēng)機(jī)跳閘條件。

2、修改后：如供油壓力<0.12MPa（壓力開關(guān)）延時(shí)10秒，由DCS直接發(fā)信號(hào)跳一次風(fēng)機(jī)。

四、油站電源的冗余改造

經(jīng)過改造，一次風(fēng)機(jī)油站的安全可靠性得到了很大的提升。但是運(yùn)行一段時(shí)間之后出現(xiàn)以下新問題：

2013.1.17 #5機(jī)6KV廠用電A段失電，6251開關(guān)跳閘，備自投不成功，A段所帶負(fù)荷全部跳閘，#2一次風(fēng)機(jī)油站發(fā)重故障信號(hào)，#2一次風(fēng)機(jī)首先跳閘，#1一次風(fēng)機(jī)跳閘信號(hào)發(fā)出，#5爐MFT動(dòng)作。

出現(xiàn)以上事故，我們發(fā)現(xiàn)，就地一次風(fēng)機(jī)油站油泵全部掛在廠用電A段，當(dāng)A段失壓以后，全部油泵停運(yùn)。鑒于以上情況，我們將兩臺(tái)油泵分別掛在A段、B段上，將電源分開，達(dá)到電源冗余的目的。

五、結(jié)論

通過對(duì)云浮電廠一次風(fēng)機(jī)油站油泵控制系統(tǒng)的全方位改造，極大地提高了該系統(tǒng)的可靠性，其中部分改造項(xiàng)目，對(duì)其他電廠類似PLC改DCS有一定的借鑒意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]《廣東粵電云河發(fā)電有限公司熱工異動(dòng)報(bào)告》