DEH系統(tǒng)順控邏輯異常分析及優(yōu)化

李文杰

(浙江浙能臺州第二發(fā)電有限責(zé)任公司，浙江 臺州 317100)

0 引言

某燃煤電廠1 000 MW 超超臨界機(jī)組采用上海汽輪機(jī)廠制造的超超臨界、一次中間再熱、單軸、四缸四排汽、雙背壓、凝汽式汽輪機(jī)，機(jī)組型號為N1050-27/600/600。全廠DCS 系統(tǒng)、DEH系統(tǒng)采用艾默生OVATION 控制系統(tǒng)一體化設(shè)計(jì)。為了降低運(yùn)行人員的操作風(fēng)險，DEH 系統(tǒng)中設(shè)置ATT (閥門活動性試驗(yàn))順控、啟動順控、高壓缸切缸恢復(fù)順控等順控邏輯。其中，以ATT 順控、啟動順控最常使用。

1 高壓主汽門關(guān)閉時間合格判斷邏輯優(yōu)化

1.1 異常現(xiàn)象及原因分析

某次ATT 試驗(yàn)時，運(yùn)行人員執(zhí)行2 號高壓閥門組(2 號高壓主汽門與高壓調(diào)門) ATT 順控程序。當(dāng)順控程序執(zhí)行至第五步時，ATT 順控故障退出，不能繼續(xù)執(zhí)行。

查閱ATT 順控邏輯，2 號高壓閥門組順控執(zhí)行步序如下：在2 號高壓閥門組ATT 順控投入的前提下，ATT 順控第五步啟動執(zhí)行“SGC ATT ESV/GOV VLV STEP5 CMD”信號觸發(fā)，“ATT ESV/GOV VLV TRIP”信號由0 變?yōu)?，最終使2 號高壓主汽門跳閘電磁閥1 自動關(guān)“HP ESV1 TRIP SOLV1 LP1 (Auto Close)”信號滿足條件。因此，跳閘電磁閥1 失電，2 號高壓主汽門關(guān)閉。

2 號高壓閥門組ATT 順控第五步執(zhí)行完成需同時滿足三個條件：2 號主汽門關(guān)閉、2 號高壓閥門組ATT 順控投入“ATT ESV/GOV VLV MAA1 RUN”、2 號高壓主汽門關(guān)閉時間正常“HP ESV1 CLOSE TIME OK”。其中，“2 號主汽門關(guān)閉”信號與2 號高壓閥門組ATT 順控投入“ATT ESV/GOV VLV MAA1 RUN”信號同時滿足要求。2 號高壓主汽門關(guān)閉時間正常“HP ESV1 CLOSE TIME OK”信號邏輯組態(tài)如下：當(dāng)2 號高壓主汽門開啟“HP ESV1 OPEN”信號消失0.3 s內(nèi)；若“2 號主汽門關(guān)閉”信號觸發(fā)，則2 號高壓主汽門關(guān)閉時間判斷為合格。換而言之，當(dāng)2 號高壓主汽門關(guān)閉時間小于0.3 s 時，2 號高壓主汽門關(guān)閉時間正常“HP ESV1 CLOSE TIME OK”信號才會置1。

根據(jù)本次試驗(yàn)情況，判斷由于2 號高壓主汽門關(guān)閉時間不滿足邏輯判斷條件引起ATT 順控失敗。

1.2 檢查經(jīng)過及邏輯優(yōu)化措施

利用機(jī)組停運(yùn)機(jī)會，進(jìn)行2 號高壓主汽門快關(guān)試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果如表1 所示。

表1 2 號高壓主汽門快關(guān)時間

查閱相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，針對額定功率大于600 MW的機(jī)組，主汽門快關(guān)時間建議小于0.3 s。通過數(shù)據(jù)分析，2 號高壓主汽門快關(guān)時間滿足要求。同時，排除由于機(jī)械原因引起閥門卡澀的可能。

繼續(xù)排查邏輯回路，發(fā)現(xiàn)包括“2 號主汽門關(guān)閉”信號、2 號高壓主汽門開啟“HP ESV1 OPEN”信號在內(nèi)的閥門控制及閥位反饋回路組態(tài)在42 號控制器內(nèi)，并通過通信方式傳送至43 號控制器參與ATT 順控邏輯判斷；加之DEH 系統(tǒng)站間通信點(diǎn)廣播頻率默認(rèn)為“慢”，最終導(dǎo)致2 號高壓主汽門關(guān)閉判斷時間無法滿足小于0.3 s 的要求。

綜上，在不影響機(jī)組安全性的前提下，適當(dāng)將2 號高壓主汽門關(guān)閉判斷時間延長至0.5 s，ATT順控步序順利執(zhí)行。

2 并網(wǎng)表征判斷邏輯優(yōu)化

2.1 異常現(xiàn)象及原因分析

該廠500 kV 回路如圖1 所示。

以1 號機(jī)組為例，5013 開關(guān)與5012 開關(guān)分別為1 號機(jī)主變的邊出口開關(guān)與中出口開關(guān)。

根據(jù)運(yùn)行規(guī)程要求，為保障未停運(yùn)并網(wǎng)機(jī)組的安全運(yùn)行，停運(yùn)機(jī)組解列后通常向調(diào)度申請拉開50136 主變高壓側(cè)閘刀，再恢復(fù)500 kV 回路成串運(yùn)行，即：50136 主變高壓側(cè)閘刀處于分閘狀態(tài)，5013 邊出口開關(guān)與5012 中出口開關(guān)均處于合閘狀態(tài)。汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)前，運(yùn)行人員通常先拉開5013 邊出口開關(guān)與5012 中出口開關(guān)，再合上50136 主變高壓側(cè)閘刀，即：50136 主變高壓側(cè)閘刀處于合閘狀態(tài)，5013 邊出口開關(guān)與5012 中出口開關(guān)均處于分閘狀態(tài)。

圖1 500 kV 回路示意

某次機(jī)組啟動前，由于運(yùn)行人員未仔細(xì)檢查500 kV 回路狀態(tài)，依舊保持500 kV 回路成串運(yùn)行；逐條核對啟動順控程序允許條件時，發(fā)現(xiàn)負(fù)荷控制器投入“l(fā)oad operation with load”信號未滿足要求，多次手動投入負(fù)荷控制器運(yùn)行均未能成功。熱控人員隨即分析相關(guān)邏輯回路，檢查發(fā)現(xiàn)組成負(fù)荷控制器投入“l(fā)oad operation with load”信號的條件之一：機(jī)組未并網(wǎng)“generator breaker is off (NC)”信號為0。

原機(jī)組未并網(wǎng)“generator breaker is off (NC)”信號邏輯設(shè)計(jì)如下：電氣側(cè)通過硬接線將5013 邊出口開關(guān)與5012 中出口開關(guān)各三個合閘位置信號送至DEH 系統(tǒng)，再在DEH 系統(tǒng)側(cè)采用“三取二”組態(tài)方式判斷對應(yīng)開關(guān)的分、合閘狀態(tài)。當(dāng)5013 邊出口開關(guān)與5012 中出口開關(guān)中任一開關(guān)處于合閘狀態(tài)時，即判斷機(jī)組處于并網(wǎng)狀態(tài)。換而言之，只有當(dāng)5013 邊出口開關(guān)與5012 中出口開關(guān)均處于分閘狀態(tài)時，才能使機(jī)組未并網(wǎng)“generator breaker is off (NC)”信號置1。由于機(jī)組停運(yùn)期間恢復(fù)500 kV 回路成串運(yùn)行，5013 邊出口開關(guān)與5012 中出口開關(guān)均處于合閘狀態(tài)，因此邏輯誤判斷機(jī)組處于并網(wǎng)狀態(tài)。

綜上，由于并網(wǎng)表征邏輯設(shè)計(jì)不完善，未將主變高壓側(cè)閘刀狀態(tài)信號納入考慮范疇，造成啟動順控邏輯無法正確判斷機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)。

2.2 邏輯優(yōu)化措施

并網(wǎng)表征信號判斷邏輯中引入50136 主變高壓側(cè)閘刀狀態(tài)信號。

通過并網(wǎng)表征判斷邏輯優(yōu)化，機(jī)組未并網(wǎng)“generator breaker is off (NC)”信號能夠正確反應(yīng)機(jī)組不同運(yùn)行狀態(tài)，具體說明如下。

(1) 主變高壓側(cè)閘刀處于分閘狀態(tài)，無論發(fā)電機(jī)中出口開關(guān)和邊出口開關(guān)處于何種狀態(tài)，機(jī)組未并網(wǎng)“generator breaker is off (NC)”信號觸發(fā)。

(2) 主變高壓側(cè)閘刀處于合閘狀態(tài)，發(fā)電機(jī)中出口開關(guān)和邊出口開關(guān)均處于分閘狀態(tài)，機(jī)組未并網(wǎng)“generator breaker is off (NC)”信號觸發(fā)。

(3) 主變高壓側(cè)閘刀處于合閘狀態(tài)，發(fā)電機(jī)中出口開關(guān)和邊出口開關(guān)均處于合閘狀態(tài)或任一開關(guān)處于合閘狀態(tài)，機(jī)組未并網(wǎng)“generator breaker is off (NC)”信號不觸發(fā)。

綜上，當(dāng)機(jī)組處于上述(1)和(2)工況時，機(jī)組未并網(wǎng)“generator breaker is off (NC)”信號均觸發(fā)，負(fù)荷控制器均能夠投入運(yùn)行。因此，機(jī)組啟動期間，當(dāng)保持發(fā)電機(jī)中出口開關(guān)與邊出口開關(guān)均處于合閘狀態(tài)(保持成串運(yùn)行)時，只需使主變高壓側(cè)閘刀處于分閘狀態(tài)，DEH 邏輯回路即判斷機(jī)組處于未并網(wǎng)狀態(tài)，汽輪機(jī)可以預(yù)先進(jìn)行沖轉(zhuǎn)暖機(jī)；對比原DEH 邏輯回路關(guān)于機(jī)組并網(wǎng)狀態(tài)判斷邏輯，需在汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)前預(yù)先解除發(fā)電機(jī)中出口開關(guān)與邊出口開關(guān)成串運(yùn)行，有效縮短了發(fā)電機(jī)中出口開關(guān)與邊出口開關(guān)非成串運(yùn)行時間，保障了500 kV 系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

3 結(jié)束語

通過ATT 試驗(yàn)以及機(jī)組啟動過程中的異常事件分析，優(yōu)化邏輯架構(gòu)以及設(shè)定參數(shù)。經(jīng)過ATT試驗(yàn)及機(jī)組啟動期間的邏輯驗(yàn)證，表明相關(guān)優(yōu)化及修改滿足運(yùn)行要求，在保障機(jī)組安全運(yùn)行的前提下，能夠有效提高順控邏輯的執(zhí)行效率。