母管制機組機爐電大聯鎖新型調試方法實踐

趙廣榮，張書啟，危利鋒，祝昌貴

（中國電建集團江西省電力建設有限公司，江西 南昌 330000）

0 引言

機爐電大聯鎖是火力發電機組鍋爐、汽機、發電機之間的保護動作關系，主要目的是為了保證機組啟動和正常運行時，某一主要保護動作后，能有效可靠地使機爐電保護聯動，防止因為保護拒動或者邏輯錯誤，對機爐電主要設備造成更大的損壞。

目前兩爐一機母管制機組機爐電大聯鎖邏輯方案采用汽機跳閘產生發電機跳閘信號、發電機跳閘產生汽機跳閘信號，鍋爐不參與聯鎖。母管制機組，鍋爐與汽機沒有單元制機組那樣的一一對應關系。鍋爐產生的蒸汽匯集到主蒸汽母管，汽機用汽來自主蒸汽母管，當汽機跳閘時，無法判斷由哪臺鍋爐跳閘，來降低主蒸汽母管壓力。特別是機組負荷高時，鍋爐不跳閘，易造成鍋爐主汽壓力超限，影響機組運行安全。若鍋爐全部跳閘，就不能提供合格的蒸汽，當汽機恢復正常后，需要重新點火沖轉，機組重新并網時間長，降低了機組的經濟效益。

國內生物質、垃圾發電機組大多采用母管制，隨著生物質、垃圾電廠建設增多，為提高機組的安全性和經濟性，有必要對母管制機爐電大聯鎖邏輯方案進行改進。

文中介紹了古巴西羅雷東多1×60 MW級生物質電站工程兩爐一機母管制機組機爐電大聯鎖邏輯方案的優化改進以及調試方法，為母管制的生物質、垃圾發電機組的機爐電大聯鎖邏輯方案以及調試提供了借鑒[1]。

1 機組概況

古巴西羅雷東多1×60 MW級生物質電站工程位于古巴謝戈德阿維拉省西羅雷東多市，采用兩爐一機母管制機組，有兩臺120 t/h高溫高壓爐排爐、一臺60 MW級抽汽凝汽式汽輪發電機組，在甘蔗榨季時向隔壁糖廠供應電能和蒸汽，同時將電站剩余電力出售給電網。汽輪機為上海汽輪機廠生產，型號：C60-8.83/0.35/535，鍋爐為華西能源工業股份有限公司生產，型號：HX130/9.81-Ⅳ1，發電機為上海汽輪發電機廠，型號：QF-60-2。DCS控制系統為ABB公 司 的Symphony Plus系統。

2 兩爐一機母管制機組機爐電大聯鎖邏輯方案設計優化

機爐電大聯鎖保護是汽輪機、鍋爐或發電機主設備跳閘后互相聯鎖跳閘的機組級的保護動作，是發電機組最重要的保護功能，對發電機組的安全穩定運行至關重要[1]。針對常規兩爐一機母管制機組機爐電大聯鎖邏輯方案中鍋爐不參與聯鎖的不足，通過增加“鍋爐運行判斷條件”、“選定鍋爐跳閘條件”、“機組負荷判斷點”等邏輯條件判據使鍋爐參與機爐電大聯鎖。優化機爐電大聯鎖邏輯方案，當機組兩臺鍋爐運行時，兩臺鍋爐全部跳閘觸發汽機跳閘，任意一臺鍋爐跳閘不觸發汽機跳閘；若汽機跳閘，觸發選定鍋爐跳閘，不觸發未選定的鍋爐跳閘；而當機組只有一臺鍋爐運行時，若鍋爐跳閘，觸發汽機跳閘，若汽機跳閘，不觸發鍋爐跳閘。

2.1 增加鍋爐運行判斷條件

同時檢測到同側油槍進到位信號、火檢有火信號以及油角閥開到位信號時，或者同時滿足三臺爐前給料機中至少一臺在運行狀態以及鍋爐過熱器出口門未在全關位置時，則判斷鍋爐處于運行狀態，否則判斷鍋爐處于非運行狀態[1]，如圖1所示。

圖1 鍋爐運行判斷條件

油槍進到位信號采用油槍前進到位行程開關信號；火檢有火信號采用火檢有火DI信號與上火檢信號強度大于90%，防止火檢有火信號誤發；油角閥開到位信號采用油角閥開到位行程開關信號；鍋爐過熱器出口門未在全關位采用出口門全關信號取非。

2.2 增加選定鍋爐跳閘條件

利用選擇模塊，采用在DCS畫面上設置“汽機跳閘選定1號爐跳閘”、“汽機跳閘選定2號爐跳閘”按鈕，由運行人員根據兩臺鍋爐的運行狀況，選擇一臺鍋爐參與機組機爐電大聯鎖。當機組負荷大于負荷判斷點，汽機跳閘，選定鍋爐跳閘，保持一臺鍋爐運行，當汽機恢復正常后，可以快速并網，大大縮短了重新并網的時間，提高了經濟效益。

2.3 增加機組負荷判斷點

根據汽機旁路系統容量，設定機組負荷判斷點，用來判斷汽機跳閘時，是否觸發對應鍋爐跳閘。

3 兩爐一機母管制機組機爐電大聯鎖調試方法

為確認兩爐一機母管制機組機爐電大聯鎖邏輯方案正確，需要進行機爐電大聯鎖試驗。根據以往工程調試經驗以及兩爐一機母管制機爐電大聯鎖的特點，結合電力調試相關技術規范標準，總結形成了行之有效的兩爐一機母管制機爐電大聯鎖調試方法，能有效減少調試時間，提高調試質量，確保機爐電大聯鎖動作的正確性，調試流程見圖2所示。

圖2 調試流程

3.1 機爐電大聯鎖邏輯確認

兩爐一機母管制機爐電大聯鎖邏輯方案首先需要與業主、總包、DCS組態單位共同討論確認。機爐電大聯鎖控制邏輯關鍵內容有：汽機跳閘信號觸發發電機跳閘；發電機跳閘信號、一爐運行一爐跳閘信號、兩臺鍋爐運行兩臺鍋爐全部跳閘信號任意一條觸發汽機跳閘；機組負荷大于機組負荷判斷點、兩臺鍋爐運行、“汽機跳閘選定1號爐跳閘”或“汽機跳閘選定2號爐跳閘”按鈕投入條件全部滿足觸發選定鍋爐跳閘。

兩爐一機母管制機爐電大聯鎖邏輯方案經多方討論確定后，由業主批準下發兩爐一機母管制機爐電大聯鎖邏輯方案，根據機爐電大聯鎖邏輯方案編制機爐電大聯鎖的聯鎖試驗單。

3.2 邏輯組態

由DCS邏輯組態單位按照兩爐一機母管制機爐電大聯鎖邏輯方案進行邏輯組態。與常規兩爐一機母管制機爐電大聯鎖邏輯方案主要增加下列邏輯組態：

在DCS畫面上設置“汽機跳閘選定1號爐跳閘”、“汽機跳閘選定2號爐跳閘”按鈕；增加鍋爐運行判斷條件：同側油槍進到位信號且火檢有火信號且油角閥開到位信號或者三臺爐前給料機至少一臺在運行狀態且鍋爐的主汽門未在全關位置；根據汽機旁路系統容量，確保鍋爐、汽機安全，設定機組負荷點，用來判斷汽機跳閘時，是否觸發對應鍋爐跳閘。機組當前負荷大于負荷設定點，觸發對應鍋爐跳閘；機組當前負荷小于負荷設定點，則不觸發對應鍋爐跳閘。

機爐電大聯鎖邏輯方案組態完成后，按照機爐電大聯鎖試驗單進行邏輯組態檢查，發現問題及時修改完善。

3.3 硬接線正確性檢查

邏輯組態完成后，對照設計院圖紙，利用通燈檢查鍋爐跳閘（MFT）、汽輪機跳閘保護系統（ETS）、發電機保護系統之間硬接線的正確性，必須檢查每根線芯，確保每根線芯接線位置符合設計要求。發現接線位置錯誤、線芯開路或者短路時，要及時處理。查線結束后，要用螺絲刀再次將所有線芯壓緊在端子板上，確保接線接觸良好不松動，避免運行時線芯脫落或者接觸不好影響兩爐一機母管制機爐電大聯鎖動作的可靠性。硬接線檢查要及時做好查線記錄。

3.4 鍋爐汽機發電機保護系統試驗

分別對鍋爐跳閘（MFT）、汽輪機跳閘保護系統（ETS）、發電機保護進行聯鎖試驗，聯鎖試驗必須動作正確，相關SOE信號，應正確觸發。

3.5 機爐電大聯鎖模擬靜態試驗

鍋爐跳閘、汽機跳閘、發電機保護系統試驗合格后，進行機爐電大聯鎖模擬靜態試驗。熱工專業確認機、爐、電之間保護接口正確無誤[2]。試驗前將機爐電大聯鎖相關現場控制設備斷電或在DCS畫面上設置為禁操模式，防止靜態試驗時設備動作損壞。靜態試驗采取在源點加模擬信號的方法進行，檢查邏輯動作是否正常，相關SOE信號觸發是否正常。

3.5.1 鍋爐跳閘靜態試驗

1）同時模擬兩臺鍋爐任一爐前給料機運行且鍋爐的主汽門未在全關位置信號，DCS畫面顯示1號、2號鍋爐運行信號。按下1號鍋爐緊急停爐按鈕，觸發1號鍋爐MFT，應不觸發汽機跳閘信號，復位1號鍋爐MFT信號。按下2號鍋爐緊急停爐按鈕，觸發2號鍋爐MFT，應不觸發汽機跳閘信號，復位2號鍋爐MFT信號。

模擬機組負荷大于負荷設定點，按下1號鍋爐緊急停爐按鈕，觸發1號鍋爐MFT，按下2號鍋爐緊急停爐按鈕，觸發2號鍋爐MFT，觸發汽機跳閘信號。

模擬機組負荷小于負荷設定點，按下1號鍋爐緊急停爐按鈕，觸發1號鍋爐MFT，按下2號鍋爐緊急停爐按鈕，觸發2號鍋爐MFT，應不觸發汽機跳閘信號。

2）模擬1號鍋爐任一爐前給料機運行且鍋爐的主汽門未在全關位置信號，DCS畫面顯示1號鍋爐運行信號。按下1號鍋爐緊急停爐按鈕，觸發1號鍋爐MFT，觸發汽機跳閘信號。

模擬2號鍋爐任一爐前給料機運行且鍋爐的主汽門未在全關位置信號，DCS畫面顯示2號鍋爐運行信號。按下2號鍋爐緊急停爐按鈕，觸發2號鍋爐MFT，觸發汽機跳閘信號。

每次鍋爐跳閘靜態試驗，檢查相關SOE信號，應正確觸發。

3.5.2 汽機跳閘靜態試驗

試驗前，屏蔽汽機跳閘保護系統ETS已有的跳閘信號，ETS跳閘電磁閥帶電。

1）模擬機組負荷大于負荷設定點

模擬1號鍋爐任一爐前給料機運行且鍋爐的主汽門未在全關位置信號，DCS畫面顯示1號鍋爐運行信號。按下汽機緊急停機按鈕，ETS跳閘，不應觸發1號鍋爐MFT信號，觸發旁路快開信號，復位ETS跳閘信號、1號鍋爐運行信號。

模擬2號鍋爐任一爐前給料機運行且鍋爐的主汽門未在全關位置信號，DCS畫面顯示2號鍋爐運行信號。按下汽機緊急停機按鈕，ETS跳閘，不應觸發2號鍋爐MFT信號，觸發旁路快開信號。復位ETS跳閘信號、2號鍋爐運行信號。

同時模擬兩臺鍋爐任一爐前給料機運行且鍋爐的主汽門未在全關位置信號，DCS畫面顯示1號、2號鍋爐運行信號。按下“汽機跳閘選定1號爐跳閘”按鈕，按下汽機緊急停機按鈕，ETS跳閘，觸發1號鍋爐MFT信號，不應觸發2號鍋爐MFT信號，觸發旁路快開信號。復位ETS跳閘信號、1號鍋爐MFT信號。釋放“汽機跳閘選定1號爐跳閘”按鈕，按下“汽機跳閘選定2號爐跳閘”按鈕。按下汽機緊急停機按鈕，ETS跳閘，觸發2號鍋爐MFT信號，不應觸發1號鍋爐MFT信號，觸發旁路快開信號。復位ETS跳閘信號、2號鍋爐MFT信號。

2）模擬機組負荷小于負荷設定點

汽機跳閘，無論1號鍋爐、2號鍋爐運行狀態如何，均不觸發鍋爐MFT信號，不觸發旁路快開信號。

每次汽機靜態試驗，檢查相關SOE信號，應正確觸發。

3.5.3 發電機跳閘靜態試驗

按下發電機緊急停機按鈕，發出發電機主保護動作信號，觸發ETS跳閘信號。檢查相關SOE信號，應正確觸發。

靜態試驗中若邏輯動作結果若不符合邏輯方案，查找故障點，故障點處理后，必須重新進行試驗直到完全符合設計的邏輯方案。

3.6 機爐電大聯鎖動態試驗驗證

靜態試驗合格后，由調試單位、監理單位、運行單位、建設單位四方共同進行機爐電大聯鎖動態試驗驗證。

將機爐電大聯鎖相關設備送電，控制模式切換到遠控狀態，在DCS上操作設備到正常運行狀態。發電機出口開關控制裝置送電，控制模式在試驗位置，在DCS上合上發電機出口開關。機務將汽機掛閘，主汽門、調門開啟。

鍋爐跳閘用鍋爐緊急停爐按鈕，汽機跳閘用汽機緊急停機按鈕，發電機跳閘用發電機緊急停機按鈕進行動態試驗。按靜態試驗順序分別試驗各種工況下機爐電大聯鎖邏輯。檢查設備動作情況應符合設計的邏輯方案，SOE信號觸發正常。邏輯動作結果若不符合邏輯方案，查找故障點，處理故障點后，必須重新進行試驗，直到完全符合設計的邏輯方案。

試驗完成后參與各方共同簽字確認。

4 結語

機組大聯鎖保護是檢驗各主設備主保護動作后，各主機設備及相關輔助設備聯鎖保護功能的完整性，通過各分項試驗，檢驗各控制邏輯、安裝接線和控制設備是否能滿足運行要求，保證機組安全運行[3]。文中針對常規母管制機爐電大聯鎖的不足，對古巴西羅雷東多1×60 MW級生物質電站工程兩爐一機母管制機爐電大聯鎖邏輯方案優化設計，使鍋爐參與機爐電大聯鎖，實現了實質上的機爐電大聯鎖；并對兩爐一機母管制機組機爐電大聯鎖試驗改進，通過規范化的調試方法，確保機組運行時機爐電大聯鎖動作正確，機組在運行過程中機爐電大聯鎖動作正確，未出現拒動、誤動現象，從而提高了兩爐一機母管制機組運行的安全性、可靠性、經濟性，對生物質、垃圾發電等母管制機組的機爐電大聯鎖邏輯方案設計和調試具有較好的借鑒價值和推廣意義。