600MW機組增壓風機保護及動葉控制邏輯優化探討

王禮信

（貴州產投興義電力發展有限公司 貴州興義 562400）

600MW機組增壓風機保護及動葉控制邏輯優化探討

王禮信

（貴州產投興義電力發展有限公司 貴州興義 562400）

增壓風機是煙氣脫硫系統最重要的設備之一，它能否安全穩定和可靠運行取決于增壓風機的動葉控制邏輯和增壓風機的保護邏輯，以下簡要介紹興義電廠煙氣脫硫系統增壓風機的保護邏輯及其動葉的自動控制邏輯。

脫硫；動葉；增壓風機；控制邏輯

1 概述

貴州產投興義電力發展有限公司（以下簡稱興電公司）一期建設2×600MW燃煤發電機組，#1、#2機組煙氣脫硫系統隨主機同步投入運行，FGD工藝系統采用濕式石灰石——石膏濕法煙氣脫硫系統。投產之初脫硫裝置采用一爐一塔，公用系統（石灰石制漿系統、石膏脫水系統、廢水處理系統）為兩臺機組公用。為了滿足環保要求，后期對脫硫裝置進行了優化改造，封堵了煙氣脫硫系統旁路和取消GGH裝置，并通過在原有的吸收塔前分別增設預吸塔的方式進行增容改造，即鍋爐煙氣先進入預吸塔進行一級脫硫，然后再進入吸收塔進行二級脫硫。增壓風機能否安全穩定和可靠運行最重要的就是取決于增壓風機的動葉控制邏輯和增壓風機的保護邏輯，下面將對其進行分別介紹。

2 脫硫增壓風機動葉控制邏輯介紹

2.1 增壓風機動葉控制操作實現在主機集控和脫硫集控間相互切換

興電公司的主機設備設計在主機側集控DCS進行控制，增壓風機所屬的脫硫系統為獨立的DCS控制，對增壓風機的所有操作均在脫硫側實現，為了降低操作增壓風機動葉對鍋爐側的燃燒調節影響，將增壓風機動葉的控制操作引入到主機的DCS系統中進行控制，由主機操作人員根據鍋爐燃燒情況對其動葉進行操作調整，并在主機和脫硫控制間設計了完善的切換控制方案，實現方式如下：

2.1.1 控制方式的定義

將主機集控控制增壓風機動葉方式定義為遠方控制，遠方控制實現如下功能：僅可以對增壓風機動葉進行調節，根據鍋爐運行需要改變增壓風機的出力大小；同時，可以在主機側將增壓風機動葉投入自動方式運行。

脫硫集控控制增壓風機動葉定義為就地控制，就地控制時由脫硫值班員對動葉進行操作調整。

在主機DCS和脫硫DCS的相關畫面設計增壓風機動葉控制方式顯示的狀態面板，實時顯示增壓風機動葉的控制方式。

2.1.2 控制方式權限劃分

脫硫集控控制方式（就地控制）級別高于主機集控控制（遠方控制）。脫硫DCS設置手動切換“遠方/就地控制方式”的操作面板，在任何情況下脫硫集控均可將增壓風機動葉控制方式由遠方直接切為就地方式，根據脫硫系統自身運行工況需求調節增壓風機出力。

2.1.3 控制方式切換調節

正常運行中，主機集控室希望將增壓風機控制方式切換為遠方控制時，應先點擊“申請遠方控制”按鈕向脫硫集控室發出控制方式切換申請（申請發出需同時滿足兩個條件：機組負荷≥280MW；爐膛負壓在±100Pa之間。），脫硫集控室收到申請后，確認增壓風機運行工況正常，點擊“許可遠方控制”按鈕許可控制申請，增壓風機控制方式切換為遠方控制，主機集控即具有對增壓風機動葉調節的操作權限。控制方式改變時，主機集控室、脫硫集控室均設計有語音播報“增壓風機控制方式改變”報警提示運行人員，同時在相關畫面也設計有控制方式狀態顯示面板。

遠方控制自動切換為就地控制的條件：

在遠方控制時，由于系統原因需要增壓風機切回脫硫控制室，當滿足以下任一條件時，增壓風機控制權自動切回脫硫控制，主機若想控制，需在滿足允許條件時重新進行申請。

（1）預吸塔循環漿液泵全停。

（2）增壓風機電機油站油壓低于0.16MPa。

（3）增壓風機電機前、后軸承溫度高于60℃。

（4）增壓風機前、中、后軸承溫度高于80℃。

（5）增壓風機線圈溫度高于110℃。

（6）增壓風機垂直或水平振動高于4.1mm/s。

（7）MFT動作。

（8）動葉閉鎖。

2.2 增壓風機動葉自動控制策略

興電公司脫硫增壓風機動葉控制的自動調節系統設計在主機側DCS系統中進行。調節系統設定值SP為增壓風機入口壓力（范圍：-300Pa～-30Pa）；過程值PV（實際值）為選擇后的增壓風機入口壓力（三個增壓風機入口壓力采用三取中方式）；PID輸出上限設定為90%（可以根據需要進行在線修改），下限設定為0%；前饋為（引風自動PID輸出×0.2）×修正系數（正常運行時為1，RB動作時為1.2）。

2.2.1 增壓風機動葉切手動條件（相或）

（1）壓力設定值與實際值偏差大于+460Pa或小于-360Pa（RB發生時為+860Pa或-960Pa）延時 5S。

（2）三個增壓風機入口壓力任意兩兩之間偏差大于±200Pa延時1S且RB未發生。

（3）指令和閥位偏差大于±5%（RB發生時，偏差大于±100%）。

（4）增壓風機運行信號消失0.5S脈沖。

（5）增壓風機事故跳閘0.5S脈沖。

（6）增壓風機主機控制允許30S脈沖。

2.2.2 閉鎖增條件（相或）

（1）增壓風機投入自動時，電流＞600A。

（2）增壓風機手動時，電流＞650A。

（3）增壓風機主機控制允許且動葉投入自動時，選擇后的增壓風機入口壓力＞-30Pa。

2.2.3 閉鎖減條件

增壓風機主機控制允許且動葉投入自動時，選擇后的增壓風機入口壓力＜-300Pa。

2.2.4 強制投入自動條件

無增壓風機主機控制允許。此時，指令強制跟蹤增壓風機動葉開度。

2.2.5 防過電流邏輯

動葉開啟速率為本風機電流的函數值（本風機電流壞質量時，速率為 0.5%/S）。

3 脫硫增壓風機保護邏輯介紹及優化

3.1 取消無必要的保護邏輯

興電公司增壓風機選用上海鼓風機廠有限公司生產的RAF42-21.1-1型設備，原廠設計的增壓風機保護條件有12條。脫硫系統只設計有1臺增壓風機，若增壓風機跳閘會對主機爐膛壓力造成一定影響。考慮到增壓風機的重要性，鑒于目前增壓風機保護條件多，有一些條件沒有必要作為保護條件，如果作為保護條件后可能會引起誤動作，特別是在現行脫硫系統的旁路封堵后，增壓風機的穩定可靠運行顯得尤為重要，因此，從脫硫系統的穩定運行和整個機組的安全運行為出發點，對可能會引起誤動作的保護條件進行刪除并將其增加報警提示中及時提醒運行人員。主要有：

（1）刪除“動葉開度＞20%時，失速信號發出延時15S”跳增壓風機邏輯。

（2）刪除“進口或出口2臺冷卻風機跳閘，延時30S”跳增壓風機邏輯。

（3）刪除增壓風機潤滑油壓低于0.8MPa跳閘增壓風機邏輯，將“增壓風機潤滑油正常（大于2.5MPa）”信號取非用于保持當前動葉開度。

3.2 優化完善后的增壓風機跳閘保護條件

（1）FGD跳閘信號發出。

（2）增壓風機軸承溫度過高（＞110℃）。

（3）增壓風機電機軸承溫度過高（＞80℃）。

（4）增壓風機電機線圈溫度過高（＞130℃）。

（5）增壓風機軸承振動過高（＞11mm/s，X方向與Y方向，跳閘值與報警值相與）。

（6）電機油站重故障延時10s。

（7）電機油站2臺油泵均未運行，延時10s。

（8）增壓風機油站2臺油泵均未運行延時3s。

（9）增壓風機電機電氣保護動作。

說明：模擬量信號均設置有壞質量判斷邏輯且所有的溫度保護均設置有防跳變判斷邏輯。

4 結束語

興電公司通過對脫硫系統增壓風機的保護邏輯進行優化完善和將增壓風機動葉引入主機側DCS系統控制并對其自動控制邏輯進行優化后，增壓風機的動葉調節較為穩定，不僅減輕了運行操作人員的勞動強度，同時大大提高了機組運行的安全可靠性。

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[3]陳彥濤.脫硫系統增壓風機的自動控制策略優化.科技研究，2014.

[4]朱軍超，徐志明.火電廠脫硫裝置增壓風機的動葉控制技術.長三角能源論壇-新形勢下長三角能源面臨的新挑戰和新對策，2011.

X773

A

1004-7344（2016）14-0093-02

2016-4-29

王禮信（1976-），男，仡佬族，貴州貞豐人，工程師，本科，主要從事工作和研究方向為火力發電廠熱工控制技術管理方面。