660 MW超臨界機組給煤機控制回路優化

馬生翼 曹天明 張永旺

（山西漳電同華發電有限公司，山西忻州034114）

0 引言

某電廠一期裝設兩臺660 MW燃煤空冷汽輪發電機組。給煤機的作用是根據磨煤機或鍋爐負荷需要，調節給煤量，使實際給煤量與鍋爐負荷相匹配，以保證鍋爐安全經濟運行，各參數在允許范圍內變化。給煤機的可靠性影響機組的安全運行，給煤機控制電源取自220 V雙電源切換裝置之后，切換過程會造成給煤機控制回路瞬間失電，給煤機跳閘；給煤機電機通過變頻器控制轉速的快慢，從而控制給煤量，而變頻器電源取自380 V電源切換裝置之后，切換過程中電壓波動易造成變頻器欠壓故障。

1 給煤機控制回路優化前

該電廠給煤機控制回路由就地控制柜構成，控制電源來自爐側控制電源柜，UPS與保安兩路電源切換之后送到給煤機控制柜，DCS遠方以及就地的啟停指令通過K2、K3繼電器接點構成的自保持回路形成給煤機運行與停止的控制回路以及給煤機各種異常聲音報警。K2繼電器常開接點分別接到給煤機啟動指令達到自保持的目的，并啟動指示燈；K3繼電器常開接點分別接到給煤機變頻器的5、9端子處，從而控制變頻器的運行，另外接到給煤機演算器的端子排，從而控制演算器的運行。機組正常運行期間，如果UPS與保安電源切換，會造成K2、K3繼電器線圈瞬間失電，接點斷開，導致給煤機控制回路斷開，變頻器以及演算器停止工作，造成給煤機跳閘；當K2、K3繼電器本身燒壞或者接點接觸不時良，也會造成給煤機控制回路斷開，變頻器以及演算器停止工作，造成給煤機跳閘，導致機組甩負荷或者鍋爐滅火。

優化前給煤機繼電器控制回路如圖1所示。

圖1 優化前給煤機繼電器控制回路

給煤機電機通過變頻器控制，從而控制給煤量大小。該電廠變頻器采用AB POWER FIEX40，具有故障監視功能，出現重要故障時變頻器停止運行，故障消失且復位之后才能重新啟動變頻器。而變頻器電源取自爐側兩路380 V電源切換裝置之后，切換過程中電壓波動易造成變頻器報故障。數據研究表明，當變頻器直流母線電壓低于85%時，發F004報警。在給煤機正常運轉過程中，如果電源切換，電壓波動，也會造成F004故障，而此故障需要運行人員就地手動復位，遠方或者就地才能重新啟動變頻器，即給煤機才能重新運行，操作時間過長，給鍋爐燃燒及機組安全運行帶來極大隱患。

2 優化及革新內容

為了防止UPS與保安電源切換，造成K2、K3繼電器線圈瞬間失電，或者K2、K3繼電器本身不可靠（如線圈燒壞或者接點接觸不良），造成給煤機控制回路斷開，變頻器以及演算器停止工作，給煤機跳閘，現將給煤機自保持控制回路以及報警回路改成由PLC控制，PLC采用西門子S7-200系列，PLC輸入端分別接入DCS啟動指令、DCS停止指令、就地啟動指令、就地停止指令，經過梯形圖邏輯達到自保持回路，最后通過輸出線圈分別輸出Q0.0啟動變頻器指令以及Q0.1啟動演算器指令，Q0.0接到變頻器端子排，QO.1接到演算器端子排。Q1.7為啟動給煤機報警喇叭指令，Q0.5為送到DCS的給煤機運行反饋信號，Q0.7為延遲啟動給煤機清掃電機指令。

優化后給煤機繼電器控制回路如圖2所示。

給煤機變頻器采用AB POWER FIEX40，經過技術人員研究，該變頻器A093參數為自動重新啟動延遲時間，A092參數為自動重新啟動次數。當變頻器故障發生后，按照A093設置的延遲時間自動復位故障，如果引起故障條件不存在，故障將復位并且變頻器將重新啟動。此類故障變頻器上電之后最多復位的次數為A092所設置的值。結合變頻器廠家意見與現場實際情況，現將A092參數設置為9次，A093參數設置為3 s，滿足了現場設備實際要求。

3 應用效果

圖2 優化后給煤機繼電器控制回路

給煤機220 V控制回路優化后進行了相關試驗：對給煤機控制回路220 V兩路電源進行互相切換，運行中的給煤機控制回路未失電，給煤機無異常跳閘現象，煤量未出現波動，220 V控制回路可靠性得到了提高，保證了控制電源切換不會造成給煤機異常跳閘。

修改給煤機變頻器參數，增加自動復位功能，進行了相關試驗：在DCS上啟動給煤機加出力至30 t/h，斷開給煤機380 V電源，在給煤機變頻器發F004報警后2～3 s內，再立即給上電源，變頻器故障自動復位，F004報警消失，給煤機煤量最小降至17 t/h，又很快自動恢復原出力30 t/h，數據表明給煤機380 V電源波動時，變頻器故障實現自動復位，給煤機煤量雖出現瞬時波動，但能很快恢復正常煤量運行，很好地保證了鍋爐的燃燒穩定性，可防范鍋爐燃燒不穩造成設備跳閘等危險。

4 結語

給煤機原控制回路設計先天性的缺陷及內部元件繼電器的老化，繼電器性能不好引起觸點接觸不良，造成了給煤機頻繁無故跳閘的現象。給煤機的頻繁跳閘給機組穩定運行帶來了安全隱患，并影響了機組的發電量及企業的經濟效益。對給煤機加裝PLC控制器以及對變頻器增加報警自動復位功能之后，給煤機的穩定運行得到有效保障，這就降低了因給煤機頻繁跳閘引起的機組發電量不穩定性，保證了機組的穩定運行，節約了檢修成本，并減少了工作人員的檢修維護量，提高了設備的可靠性和安全性，延長了設備壽命，減少了設備資金的投入，杜絕了不必要的費用發生。從機組實際運行情況來看，該給煤機控制回路的優化，對于提高同類給煤機運行可靠性具有借鑒和推廣意義。

[1]曲良森.滄東電廠一期給煤機控制回路優化分析[J].中國化工貿易，2014（32）：74.

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