火電機(jī)組發(fā)電機(jī)斷水保護(hù)裝置異動(dòng)及改造

王衛(wèi)星

(大唐陽(yáng)城發(fā)電有限責(zé)任公司，山西 晉城 048102)

火電機(jī)組發(fā)電機(jī)斷水保護(hù)裝置異動(dòng)及改造

王衛(wèi)星

(大唐陽(yáng)城發(fā)電有限責(zé)任公司，山西 晉城 048102)

介紹了某火力發(fā)電廠機(jī)組發(fā)電機(jī)斷水保護(hù)裝置的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理，為了確保熱控保護(hù)系統(tǒng)的可靠運(yùn)行，有效防止保護(hù)誤動(dòng)或拒動(dòng)，對(duì)機(jī)組發(fā)電機(jī)斷水保護(hù)裝置進(jìn)行優(yōu)化改造。通過(guò)將差壓開(kāi)關(guān)更換為差壓變送器，新增跳發(fā)電機(jī)DO通道等方法，使裝置更加安全可靠。

發(fā)電機(jī)；斷水保護(hù)裝置；差壓開(kāi)關(guān)；差壓變送器

0 引言

某廠2期為2臺(tái)600 MW燃煤間接空冷發(fā)電機(jī)組，2臺(tái)機(jī)組的發(fā)電機(jī)型號(hào)均為QFSN-600-2YHG，制造商為哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司，額定容量667 MVA，額定功率600 MW，額定功率因數(shù)0.9，額定電壓20 kV。機(jī)組采用600 MW機(jī)組常用的水—?dú)洹獨(dú)淅鋮s系統(tǒng)，即發(fā)電機(jī)定子線(xiàn)圈用水冷卻、而發(fā)電機(jī)的鐵芯和轉(zhuǎn)子線(xiàn)圈用氫氣冷卻。發(fā)電機(jī)定子冷卻水采用密閉式循環(huán)水，定子冷卻器采用開(kāi)式循環(huán)水。

在額定負(fù)荷下，定子繞組內(nèi)冷卻水?dāng)嗨试S持續(xù)短時(shí)運(yùn)行30 s。為了確保斷水保護(hù)動(dòng)作信號(hào)的可靠性，在定子繞組冷卻水進(jìn)水管路中裝有1只流量孔板，并在定子繞組進(jìn)、出水管路間裝有5只差壓開(kāi)關(guān)。通過(guò)調(diào)整冷卻水進(jìn)出水流量，測(cè)量2/3及1/2額定水流量下定子繞組進(jìn)、出水壓差，設(shè)定為差壓開(kāi)關(guān)的報(bào)警值。DCS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)邏輯及控制方式:當(dāng)定子繞組出現(xiàn)斷水時(shí)，其中的3個(gè)差壓開(kāi)關(guān)發(fā)出報(bào)警信號(hào)至DCS系統(tǒng)，同時(shí)在DCS里“3取2”后延時(shí)30 s，再通過(guò)1路硬接線(xiàn)方式送至電氣保護(hù)柜，發(fā)出定子繞組斷水報(bào)警信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)定子繞組的斷水保護(hù)。

1 系統(tǒng)概況

該發(fā)電機(jī)定子水冷卻系統(tǒng)為獨(dú)立的密閉式循環(huán)冷卻系統(tǒng)，其作用是采用連續(xù)的高純水通過(guò)定子線(xiàn)圈空心導(dǎo)線(xiàn)，從而冷卻發(fā)電機(jī)定子線(xiàn)圈及出線(xiàn)側(cè)套管，帶走線(xiàn)圈損耗所發(fā)熱量。發(fā)電機(jī)定子冷卻水是化學(xué)除鹽水，其通過(guò)電磁閥、過(guò)濾器進(jìn)入水箱。水箱內(nèi)的冷卻水通過(guò)耐酸水泵升壓后，送入管式冷卻器、過(guò)濾器，然后進(jìn)入發(fā)電機(jī)定子線(xiàn)圈的匯流管，將發(fā)電機(jī)定子線(xiàn)圈的熱量帶出，再回到水箱，從而完成一個(gè)閉式循環(huán)。系統(tǒng)冷卻水主要流程為：定子冷卻水箱→定子冷卻水泵→定子水冷卻器→過(guò)濾器→發(fā)電機(jī)定子線(xiàn)圈→定子冷卻水箱，如圖1所示。

2 發(fā)電機(jī)斷水保護(hù)存在問(wèn)題及應(yīng)對(duì)措施

2.1 存在問(wèn)題

(1) 如圖1所示，5個(gè)差壓開(kāi)關(guān)(80MKF01 DP001-DP005)的正、負(fù)壓側(cè)取樣管分別公用1個(gè)取樣點(diǎn)，只要管路或任一差壓開(kāi)關(guān)發(fā)生泄漏，5個(gè)開(kāi)關(guān)將全部失效，安全風(fēng)險(xiǎn)大。

(2) 該發(fā)電機(jī)定子繞組冷卻水壓力損失高差壓開(kāi)關(guān)(80MKF01 DP001)所在DCS系統(tǒng)模件為80CKA05.AG107，所在通道為CH12，其作用為當(dāng)差壓大于0.185 MPa時(shí), DCS系統(tǒng)報(bào)警，需降低定冷水泵出力，從而降低電耗。發(fā)電機(jī)定子繞組冷卻水流量低差壓開(kāi)關(guān)(80MKF01 DP002)所在DCS系統(tǒng)模件為80CKA05.AG107，所在通道為CH20，其作用為當(dāng)差壓小于0.135 MPa時(shí)，DCS系統(tǒng)報(bào)警，自動(dòng)聯(lián)啟備用定冷水泵。發(fā)電機(jī)定子繞組冷卻水流量過(guò)低差壓開(kāi)關(guān)(80MKF01 DP003-DP005)所在DCS系統(tǒng)模件分別為80CKA05. AG091，80CKA05.AG115，80CKA05.AG099，所在通道分別為CH1，CH7，CH1，其作用為當(dāng)差壓小于0.085 MPa，經(jīng)過(guò)DCS邏輯“3取2”后，送光字牌報(bào)警，同時(shí)延時(shí)30 s跳發(fā)電機(jī)。

圖1 發(fā)電機(jī)定子水冷卻系統(tǒng)

2.2 應(yīng)對(duì)措施

(1) 該機(jī)定冷水流量保護(hù)為單點(diǎn)取樣，應(yīng)改為多點(diǎn)取樣。

(2) 該機(jī)定冷水流量保護(hù)為差壓開(kāi)關(guān)，經(jīng)常定值跑偏或開(kāi)關(guān)被擊穿，應(yīng)改為差壓變送器。

(3) 邏輯方面：該機(jī)定冷水流量過(guò)低保護(hù)原先在DCS里“3取2”后延時(shí)30 s，再通過(guò)1路硬接線(xiàn)方式送至電氣保護(hù)柜，容易誤動(dòng)或拒動(dòng)。應(yīng)改為在DCS里“3取2”后延時(shí)30 s，再送出3路硬接線(xiàn)的方式送至ETS柜，在ETS里“3取2”后再作保護(hù)，以此作為汽機(jī)跳閘的一個(gè)條件，保留原來(lái)的“DCS送1路硬接線(xiàn)信號(hào)至電氣保護(hù)柜”。

3 測(cè)點(diǎn)取樣及邏輯改造方案

將5臺(tái)差壓開(kāi)關(guān)改為3臺(tái)差壓變送器，且為獨(dú)立取樣，采用模擬量信號(hào)實(shí)時(shí)監(jiān)視發(fā)電機(jī)定冷水流量。模擬量信號(hào)在DCS系統(tǒng)里“3取2”平均后通過(guò)與設(shè)定值比較后送出相應(yīng)的信號(hào)。其中，3個(gè)跳發(fā)電機(jī)開(kāi)關(guān)量信號(hào)通過(guò)硬接線(xiàn)送至ETS系統(tǒng)，在ETS里“3取2”后再作保護(hù)，作為汽機(jī)跳閘的一個(gè)條件，確保發(fā)電機(jī)斷水后保護(hù)可靠動(dòng)作。同時(shí)仍保留原來(lái)AP805至該發(fā)變組非電氣量保護(hù)裝置的接線(xiàn)，如圖2所示。

3.1 差壓開(kāi)關(guān)改造

將差壓開(kāi)關(guān)更換為差壓變送器，每個(gè)差壓變送器的正、負(fù)壓側(cè)單獨(dú)取樣，相互之間沒(méi)有關(guān)聯(lián)，不會(huì)影響彼此，安全可靠。改造時(shí)首先將原先5個(gè)差壓開(kāi)關(guān)拆除，并將所在DCS模件通道刪除，然后新增發(fā)電機(jī)定子繞組冷卻水差壓變送器（80MKF01 DP101-DP103）所在DCS系統(tǒng)模件通道。所在模件分別為80CKA05.AG027，80CKA05.AG/139, 80CKA05.AG/147，滿(mǎn)足測(cè)點(diǎn)在不同的模件上的要求，所在通道分別為CH9，CH11，CH1，可實(shí)時(shí)測(cè)量發(fā)電機(jī)定子繞組冷卻水差壓，在DCS邏輯里“3取2”后設(shè)定定值：當(dāng)差壓大于0.185 MPa時(shí)，DCS系統(tǒng)報(bào)警，需降低定冷水泵出力；當(dāng)差壓小于0.135 MPa時(shí)，DCS系統(tǒng)報(bào)警，自動(dòng)聯(lián)啟備用定冷水泵；當(dāng)差壓小于0.085 MPa時(shí)，光字牌報(bào)警，同時(shí)延時(shí)30 s跳發(fā)電機(jī)。

3.2 新增跳發(fā)電機(jī)DO通道

在DCS中，新增跳發(fā)電機(jī)DO通道。新增發(fā)電機(jī)定子繞組冷卻水差壓信號(hào)分別送至DCS系統(tǒng)，在DCS邏輯里“3取2”后取定值（小于0.085MPa），再分別送出3路開(kāi)關(guān)量信號(hào)(80MKF01DP001. XT01，80MKF01DP002.XT01，80MKF01DP003. XT01)。即發(fā)電機(jī)定子繞組冷卻水流量過(guò)低信號(hào)，經(jīng)DCS系統(tǒng)輸出模件通道送出，3路開(kāi)關(guān)量信號(hào)所在模件分別為80CKA05．AG131，80CKA05. BG/027，80CKA05．BG/075，可滿(mǎn)足測(cè)點(diǎn)在不同模件上的要求，所在通道分別為CH15，CH6，CH6。

圖2 改造后的發(fā)電機(jī)定子水冷卻系統(tǒng)

3.3 新增ETS DI通道

在ETS中，新增DI通道。將DCS系統(tǒng)輸出模件送出的3路開(kāi)關(guān)量信號(hào)(80MKF01DP001. XT01，80MKF01DP002.XT01，80MKF01DP003. XT01)分別送入ETS系統(tǒng)輸入模件通道。3路開(kāi)關(guān)量輸入信號(hào)所在模件分別為80CKA19.AC004，80CKA19.AC005，80CKA19.AD004，同樣滿(mǎn)足測(cè)點(diǎn)在不同模件上的要求，所在通道分別為CH4，CH12，CH12。

3.4 改造效果

(1) 測(cè)量數(shù)值更加準(zhǔn)確穩(wěn)定，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)視定子冷卻水流量差壓的變化。

(2) 若定子冷卻水流量差壓出現(xiàn)異常，能及時(shí)提醒運(yùn)行人員采取措施，防止機(jī)組發(fā)生跳機(jī)故障。

(3) 設(shè)備損壞率、維護(hù)率大大降低，經(jīng)濟(jì)性大幅提升。

(4) 既能防止誤動(dòng)，又能防止拒動(dòng)，提高了設(shè)備運(yùn)行的可靠性，保證了機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行。

4 結(jié)束語(yǔ)

該機(jī)組發(fā)電機(jī)斷水保護(hù)裝置改造是在不影響設(shè)備正常運(yùn)行的情況下，在原設(shè)計(jì)理論基礎(chǔ)上進(jìn)行的。取樣方式由單點(diǎn)取樣改為多點(diǎn)獨(dú)立取樣，裝置更加可靠；信號(hào)方式由單獨(dú)開(kāi)關(guān)量改為連續(xù)模擬量，方便趨勢(shì)分析、及時(shí)預(yù)操作；硬接線(xiàn)由1路改為3路，即“3取2”，既可防止設(shè)備誤動(dòng)，又可防止設(shè)備拒動(dòng)，提高了設(shè)備運(yùn)行的可靠性，保證了機(jī)組安全可靠運(yùn)行。

1 電力行業(yè)熱工自動(dòng)化技術(shù)委員會(huì)．火電廠熱控系統(tǒng)可靠

性配置與事故預(yù)控[M]．北京:中國(guó)電力出版社，2010.

2016-07-27。

王衛(wèi)星(1979-)，男，工程師，主要從事火電廠熱控設(shè)備檢修與維護(hù)工作，email：wangweixing@yangchengpower.com。