600 MW機(jī)組DEH冗余VP卡升級(jí)改造簡(jiǎn)析

李文秀

(安徽華電宿州發(fā)電有限公司，安徽 宿州 234101)

1 系統(tǒng)概況

某電廠#1機(jī)組為600 MW超臨界燃煤汽輪發(fā)電機(jī)組，分散控制系統(tǒng)(DCS)采用Emerson公司的Ovation系統(tǒng)，汽輪機(jī)組為N600-24.2/566/566型超臨界、一次中間再熱、單軸、三缸、四排汽凝汽式汽輪機(jī)組[1]。汽輪機(jī)數(shù)字電液控制系統(tǒng)(DEH)隨汽輪機(jī)生產(chǎn)廠家一起供貨、組態(tài)，設(shè)計(jì)為嵌入至單元機(jī)組DCS，控制器號(hào)分別為CTRL42/43。該機(jī)組設(shè)計(jì)有2個(gè)主蒸汽閥(TV)、4個(gè)高壓調(diào)節(jié)閥(GV)、4個(gè)中壓調(diào)節(jié)閥(IV)，上述閥門(mén)閥位(VP)卡提供了一個(gè)DEH控制器與伺服閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間的接口[2]。

2 歷史缺陷統(tǒng)計(jì)及改造的必要性

2014年10月14日，#1機(jī)組#3 GV晃動(dòng)，檢查發(fā)現(xiàn)線(xiàn)性位移差動(dòng)變送器(LVDT)橫桿螺母松動(dòng)，緊固后正常。

2016年11月27日，#1機(jī)組#3 GV晃動(dòng)，緊固接線(xiàn)端子，重新整定LVDT參數(shù)后正常。

2016年11月27日，#1機(jī)組#4 GV晃動(dòng)，重新整定LVDT參數(shù)后正常。

2017年11月13日，#1機(jī)組負(fù)荷大幅波動(dòng)，一次調(diào)頻動(dòng)作，協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)(CCS)解除，軟光字牌報(bào)汽機(jī)大頻差報(bào)警。查詢(xún)DCS歷史曲線(xiàn)發(fā)現(xiàn)，#1機(jī)組GV3反饋動(dòng)作頻發(fā)，就地檢查發(fā)現(xiàn)GV3 LVDT損壞，更換新的LVDT后，試驗(yàn)GV3開(kāi)關(guān)正常。

DEH作為600 MW 機(jī)組中汽輪機(jī)的核心控制系統(tǒng)，其重要性和可靠性不言而喻，是汽輪機(jī)安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的前提和保障。LVDT作為DEH中的重要一環(huán)，直接參與了閥門(mén)的閉環(huán)調(diào)節(jié)，是DEH的前哨，其能否安全、可靠運(yùn)行，直接關(guān)乎機(jī)組安全[3-5]。由歷史缺陷統(tǒng)計(jì)可以看出，#1機(jī)組DEH閥位反饋故障頻發(fā)，此類(lèi)缺陷處理困難，嚴(yán)重的將導(dǎo)致機(jī)組停運(yùn)，給機(jī)組安全運(yùn)行造成很大的潛在隱患。鑒于國(guó)內(nèi)同類(lèi)型機(jī)組大多配備雙LVDT，因此，決定對(duì)#1機(jī)組DEH閥位反饋LVDT進(jìn)行冗余升級(jí)改造。

3 冗余升級(jí)方案與實(shí)施

此次冗余改造的是2個(gè)TV和4個(gè)GV，分別用原來(lái)的6塊老版G01 VP做TV1，TV2，GV2的冗余VP，GV1，GV3和GV4用新版G01做冗余VP控制。G01 VP卡的部件號(hào)為EM:1C31194G01 /PM:1C31197G01。

3.1 硬件安裝

(1)在旁邊的機(jī)柜內(nèi)增加1個(gè)電源和I/O轉(zhuǎn)接板(ROP)，同時(shí)Drop 42增加2列branch即branch 5和branch 6作為冗余VP卡的安裝位置。原系統(tǒng)中的VP卡位置保持不變，各個(gè)VP卡的最終位置見(jiàn)表1。

(2)新版G01和老版G01的冗余通信線(xiàn)纜的接線(xiàn)方式不一樣(分別見(jiàn)表2、表3)。

(3)現(xiàn)場(chǎng)增加LVDT，每個(gè)油動(dòng)機(jī)增加1套LVDT作為冗余VP卡的反饋信號(hào)，將線(xiàn)連接到對(duì)應(yīng)的VP卡。

(4)伺服線(xiàn)圈的2組指令線(xiàn)圈分別接到冗余VP卡的B14和C14端子。

(5)連接新增ROP的GP接線(xiàn)、電源線(xiàn)纜、信號(hào)電纜。

3.2 冗余VP卡組態(tài)

表1 改造后VP卡的位置

表2 新版G01 VP卡冗余控制方式通信線(xiàn)纜接線(xiàn)方式

注：每塊卡自身的A2和A3短接。

表3 老版G01 VP卡冗余控制方式通信線(xiàn)纜接線(xiàn)方式

(1)添加新RVP卡。在I/O Device的Branch 5的slot 1，2，3，Branch 6的slot 2，3，4處插入1C31194G01/1C31197G01，設(shè)置I/O time out時(shí)間為250 ms。取消simulate I/O，勾選ignore shutdown input，新建對(duì)應(yīng)的module point。

(2)新建冗余RVP卡對(duì)應(yīng)的4，5，6，8，11，12通道的點(diǎn)和增加原RVP未建的點(diǎn)(channel 8，11，12)，設(shè)置好對(duì)應(yīng)點(diǎn)的量程。

(3)新增加task 5任務(wù)區(qū)，在此任務(wù)區(qū)內(nèi)創(chuàng)建如下邏輯：校驗(yàn)畫(huà)面密碼輸入的邏輯；VP卡件狀態(tài)和校驗(yàn)命令的讀寫(xiě)邏輯。在原主邏輯所在的task 3任務(wù)區(qū)內(nèi)創(chuàng)建如下邏輯：VP卡指令輸出邏輯；邏輯運(yùn)算或畫(huà)面顯示LVDT的選擇邏輯。

(4)修改邏輯。

1)修改對(duì)應(yīng)調(diào)節(jié)閥指令輸出的MASTATION算法塊中的Interface Card Type為SOFT，并增加M/A MODE算法塊的ARE引腳，輸入退出密碼DEH1-ARE-REJ，目的是清除密碼后使MASTATION算法投入自動(dòng)。增加MASTATION算法塊輸出的點(diǎn)并將此點(diǎn)傳遞給對(duì)應(yīng)VP卡指令輸出邏輯的輸入。

2)修改TV1，TV2，GV1，GV2，GV3，GV4的 LVDT反饋信號(hào)，用于邏輯和主畫(huà)面顯示。

3)刪除原RVPSTATION邏輯，并將卡件的硬件地址填寫(xiě)到新添加的RVPSTATION算法塊中。

(5)調(diào)整邏輯的執(zhí)行順序，將VP卡的輸出指令邏輯移到對(duì)應(yīng)調(diào)節(jié)閥原VP卡輸出指令后面。

(6)導(dǎo)入調(diào)卡畫(huà)面。導(dǎo)入畫(huà)面宏MACRO4001，導(dǎo)入調(diào)卡畫(huà)面4009.src，彈出子畫(huà)面7952.src和7953.src，并修改引用的點(diǎn)，確保編譯不報(bào)錯(cuò)。

(7)由于IV(IV 1～4)沒(méi)有修改，用的是老版G01 VP卡，將此部分的VP卡控制優(yōu)化為高級(jí)控制方式。

(8)Load Drop 42/92，將畫(huà)面Download到各個(gè)工作站。

3.3 VP卡調(diào)試

調(diào)節(jié)閥整定：冗余VP卡整定需要一個(gè)一個(gè)整定，整定的時(shí)候?qū)溆肰P卡拔掉，兩塊都整定完畢后再將其都安裝上。整定時(shí)先點(diǎn)擊Calibration Zero，完畢后upload參數(shù)，再點(diǎn)擊Calibration Hundred，完畢后upload參數(shù)，最后再點(diǎn)擊Full calibration，完畢后upload參數(shù)。

3.4 VP卡冗余切換試驗(yàn)

(1)插拔VP主卡，仿真VP卡故障，試驗(yàn)閥門(mén)指令30%時(shí)，主輔VP卡切換過(guò)程中閥門(mén)最大變化2.5%，閥門(mén)控制快速穩(wěn)定，冗余切換正常，滿(mǎn)足要求。

(2)VP主卡的指令線(xiàn)圈拆線(xiàn)，仿真指令線(xiàn)圈故障，試驗(yàn)閥門(mén)指令30%時(shí)，主輔VP卡切換過(guò)程中閥門(mén)最大變化1.8%，閥門(mén)控制快速穩(wěn)定，冗余切換正常，滿(mǎn)足要求。

(3)VP主卡的LVDT反饋拆線(xiàn)，仿真LVDT故障，試驗(yàn)閥門(mén)指令30%時(shí)，主輔VP卡切換過(guò)程中閥門(mén)最大變化1.8%，閥門(mén)控制快速穩(wěn)定，冗余切換正常，滿(mǎn)足要求。

由試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以得出結(jié)論，#1機(jī)組DEH冗余VP卡改造后，冗余切換試驗(yàn)滿(mǎn)足要求。

4 結(jié)束語(yǔ)

某電廠#1機(jī)組DEH冗余VP卡改造后，實(shí)現(xiàn)了閥門(mén)控制冗余切換功能，即在單側(cè)LVDT故障、接線(xiàn)松動(dòng)、VP卡件故障等情況下，實(shí)現(xiàn)閥門(mén)無(wú)擾切換。閥門(mén)控制度保持和改造前一致，控制可靠性得到很大提高，為機(jī)組安全、穩(wěn)定運(yùn)行提供了保障。