循環流化床一次風機潤滑油系統可靠性研究

摘要：通過對一次風機油站控制系統進行改造，將原PLC替換為DCS控制系統，克服了PLC控制模式的不足，極大地提高了一次風機油站系統的動作可靠性，對類似系統改造給出了借鑒性意義。

關鍵詞：油站；DCS；PLC、可靠性

一、一次風機油站系統簡介

云浮電廠三期工程于2010年9月投產，機組容量為2X300MW循環流化床。每臺鍋爐配備引風機、一次風機、二次風機各2臺，配備高壓流化風機3臺。其中單臺一次風機配備獨立的稀油潤滑裝置，簡稱一次風機油站。該油站為川潤集團的XRZ系列，主要由油箱、2臺油泵、油濾器、油冷卻器、管道、閥門、儀表盤和電控柜等組成。工作介質為N22～N460極壓工業齒輪油或其它機械潤滑油，應保證冷卻器進油溫度≤50℃。

二、原油站控制系統介紹及歷史故障

原一次風機油站就地采用可編程序控制器PLC以實現自動控制啟停、保護及故障報警功能，并具有與中控室聯接的DCS接口。兩臺低壓油泵電機一備一用，加熱器控制油箱溫度，就地儀器儀表對油系統進行監測和控制。改造前DCS系統只能對一次風機油站進行運行狀態監視，風機油站的操作只能在就地手動或者PLC遠控進行。

以#1一次風機油站為例。控制原理圖如下

運行人員能遠方監視的信號有：開關量---油站允許啟動、油站系統正常、油站系統報警、油站重故障、#1油泵狀態，#2油泵狀態，加熱器狀態。 中控室運行人員只能在DCS畫面發出油站啟、停指令到PLC，再由PLC根據選擇情況去控制油站工作。

對于#1一次風機電機，其跳閘信號之一為#1一次風機油站重故障，即#1一次風機油站出口油壓<0.12MPa（壓力開關）或油站油箱液位低（液位開關）發信號至就地PLC，PLC再發信號至DCS，DCS發出一次風機停止指令。

自2010—2012年年機組投產運行以來，一次風機油站引起故障報警如下：

2010.12.22 #6爐#2一次風機運行中保護跳閘，查#2一次風機跳閘原因為油站重故障引起。現場查#6爐#2一次風機油站油壓0.24MPa（正常值），油箱油位1/2，風機電機尾部軸承大量漏油，立即停油泵運行。

2011.4.18 #6爐#1一次風機油站發“油站系統報警”信號，15S后信號恢復；全面檢查系統無異常；于10：20再次發“油站系統報警”信號，30S后信號恢復。于10：55熱工告發信原因應為供油溫度高50℃引起；就地供油溫度49.4℃；于15：40供油溫度降至47℃；令值班員加強監視。

2011.11.20 #5爐#2一次風機油站聯動#1備用油泵并發重故障聯跳風機，爐膛負壓低于-2200Pa引起MFT動作。熱工值班人員檢查確認#5爐#2一次風機油站油泵聯動為油壓低引起。

2012.5.11 #6爐#1一次風機油站報故障，瞬間自動復位，查為供油溫度測量開關跳變引起，熱工告因運行中無法隔離該測點處理，現已將該測點解線，告值班員注意檢查供油溫度。

三、油站改造方案

我們對原油站控制系統進行分析，發現諸多不足，1、運行人員只能遠方間接控制油站的啟停即DCS→PLC→油站，不利于運行操控2、就地沒有潤滑油壓力AI測量信號，油站潤滑油狀態全部依靠壓力開關，運行人員無法觀察到油站運行油壓實時值。3、一次風機油站發生故障后，由于PLC不能查詢到歷史數據，致使事故原因難于分析，預防類似事故發生的方案難于完善。

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及信號燈

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、加熱器啟停等信號燈和控制開關（改為按鈕開關）。

取消：就地PLC控制器，改為DCS控制。

增加：就地一次風機油站供油壓力（壓力變送器）到DCS顯示并記錄歷史。

與DCS聯系的信號做以下改變：

1、DCS的DI輸入點：

1.1、取消DCS畫面上一次風機油站運行和停止狀態，增加#1、#2油泵過載信號；

1.2、保留#1油泵合閘狀態、#2油泵合閘狀態；

1.3、增加#1油泵分閘狀態、#2油泵分閘狀態、加熱器運行狀態，加熱器停止狀態（由電氣送出，接觸器輔助觸點）；

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

1.5、保留供油壓力低（壓力開關）≤0.12Mpa聯啟備用泵，供油壓力高（壓力開關）≥0.3Mpa聯停備用泵，或者運行人員視運行工況，手動停備用泵；

1.6、增加油箱液位高/低（-70mm/-230mm）報警信號、油箱油溫高>50℃報警、油箱油溫低≤38℃報警、一次風機油站濾油器差壓高報警；報警信號在DCS畫面顯示。

1.7、取消“油系統正常”信號，在DCS邏輯里面將“供油壓力>0.12MPa作為一次風機的啟動允許條件；

2、DCS的DO輸出點：

取消一次風機油站啟動指令，增加#1油泵運行指令、#1油泵停止指令、#2油泵運行指令、#2油泵停止指令，加熱器運行指令、加熱器停止指令，以上DCS控制指令信號全部采用5S脈沖信號。

3、DCS的AI輸入點：

增加油箱溫度和供油溫度、壓力測點歷史記錄及報警信號

DCS相關控制邏輯如下：

1、油泵的啟動允許條件：

1）無本油泵過載信號

2、#1/#2油泵的聯鎖備用邏輯：

1）投備用條件：

◆ 備用泵啟動允許條件滿足

◆ 備用泵在分閘狀態

◆ 運行泵在合閘狀態

◆ 備用泵沒有掛起操作

2）備用泵啟動條件：

◆ 備用泵在備用狀態，運行泵過載或者在分閘位置，聯啟備用油泵。

◆ 備用泵在備用狀態，運行泵在運行狀態，如供油壓力<0.12MPa，聯啟備用油泵。

3）備用泵停止運行條件：

◆ 備用泵聯啟之后，如供油壓力>0.3MPa，則備用泵自動停止。

3、泵的保護跳閘條件：

無

4、加熱器的聯鎖邏輯：

1）加熱器投入溫度自動控制。

2）油箱油溫<38℃聯啟加熱器；

3）油箱油溫>42℃聯停加熱器；

一次風機啟動條件（與風機油站有關的條件修改）：

1、修改前：供油溫度>25℃并且供油壓力正常，由PLC判斷兩個信號是否滿足，條件滿足發出“油系統正常”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判斷該信號是否滿足，條件滿足與上其他一次風機啟動條件。

一次風機跳閘條件（與風機油站有關的條件修改）

1、修改前：供油壓力<0.12MPa（壓力開關）延時10秒，或者油箱液位低（液位開關）延時5秒，由PLC發重故障信號至DCS作為一次風機跳閘條件。

2、修改后：如供油壓力<0.12MPa（壓力開關）延時10秒，由DCS直接發信號跳一次風機。

四、油站電源的冗余改造

經過改造，一次風機油站的安全可靠性得到了很大的提升。但是運行一段時間之后出現以下新問題：

2013.1.17 #5機6KV廠用電A段失電，6251開關跳閘，備自投不成功，A段所帶負荷全部跳閘，#2一次風機油站發重故障信號，#2一次風機首先跳閘，#1一次風機跳閘信號發出，#5爐MFT動作。

出現以上事故，我們發現，就地一次風機油站油泵全部掛在廠用電A段，當A段失壓以后，全部油泵停運。鑒于以上情況，我們將兩臺油泵分別掛在A段、B段上，將電源分開，達到電源冗余的目的。

五、結論

通過對云浮電廠一次風機油站油泵控制系統的全方位改造，極大地提高了該系統的可靠性，其中部分改造項目，對其他電廠類似PLC改DCS有一定的借鑒意義。

參考文獻：

[1]《廣東粵電云河發電有限公司熱工異動報告》