1000MW超超臨界機(jī)組汽動(dòng)給水泵單點(diǎn)保護(hù)項(xiàng)目分析與優(yōu)化

1、1000MW超超臨界機(jī)組汽動(dòng)給水泵單點(diǎn)保護(hù)項(xiàng)目分析與優(yōu)化1000MW超超臨界機(jī)組汽動(dòng)給水泵單點(diǎn)愛護(hù)項(xiàng)目分析與優(yōu)化 引言 陜西榆能集團(tuán)橫山煤電有限公司榆能高興莊電廠為2×1000MW 超超臨界機(jī)組，21年12月13日通過168h試運(yùn)行進(jìn)入商業(yè)運(yùn)行，21 年6月份投入商業(yè)運(yùn)行。電廠的鍋爐、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)均接受東方電氣股份有限公司的設(shè)備。汽輪機(jī)為高效超超臨界、一次中間再熱、四缸四排汽、單軸、雙背壓、間冷凝汽式N1000-28/600/620D1000Q汽輪機(jī)。每臺(tái)機(jī)組配1×100%BMCR容量的汽動(dòng)給水泵，兩臺(tái)機(jī)組共用一臺(tái)啟動(dòng)電動(dòng)給水泵，給水泵汽輪機(jī)為東方汽輪機(jī)股份有限公司生產(chǎn)的

2、G40-1.0-3型汽輪機(jī)。本文主要從汽動(dòng)給水泵的愛護(hù)角度出發(fā)，介紹操縱及愛護(hù)系統(tǒng)的組成，提出單點(diǎn)愛護(hù)項(xiàng)目的優(yōu)化方案，提高運(yùn)行中給水泵汽輪機(jī)的安全可靠性。1汽動(dòng)給水泵愛護(hù)系統(tǒng)的組成榆能橫山煤電有限公司2×1000MW超超臨界機(jī)組操縱系統(tǒng)由DCS和DEH組成，分別接受和利時(shí)操縱有限公司的HOLLiAS-MACS 6.5.3分散操縱系統(tǒng)和ABB操縱公司的Symphony Plus系統(tǒng)。給水泵電液調(diào)整系統(tǒng)MEH是 DEH操縱系統(tǒng)的一部分，能夠操縱機(jī)組完成從啟動(dòng)、升速到并網(wǎng)帶負(fù)荷及停機(jī)的全過程。橫山煤電有限公司單元機(jī)組設(shè)計(jì)為一臺(tái)100%BMCR容量汽動(dòng)給水泵，所以汽動(dòng)給水泵愛護(hù)動(dòng)作會(huì)導(dǎo)致鍋爐

3、MFT主愛護(hù)動(dòng)作，相當(dāng)于汽動(dòng)給水泵愛護(hù)間接的成了機(jī)組主愛護(hù)。表1給出了汽動(dòng)給水泵單點(diǎn)愛護(hù)的12個(gè)項(xiàng)目，可以看出主要涉及：j推力瓦或軸承金屬溫度，k汽動(dòng)給水泵前置泵和汽機(jī)的軸承振動(dòng)，所以本文主要商量軸瓦溫度和軸承振動(dòng)單點(diǎn)愛護(hù)的優(yōu)化方案。表1 汽動(dòng)給水泵單點(diǎn)愛護(hù)條件2推力瓦或軸承金屬溫度愛護(hù)項(xiàng)目的優(yōu)化2.1推力瓦或軸承金屬溫度愛護(hù)設(shè)置的現(xiàn)狀汽動(dòng)給水泵全部推力瓦金屬、軸承金屬溫度等單點(diǎn)愛護(hù)的信號(hào)處理方式是，每個(gè)AI信號(hào)經(jīng)過和利時(shí)的DQ功能塊推斷，每秒鐘升速超過5就輸出DQ壞質(zhì)量信號(hào)，同時(shí)RLA引腳輸出超速率信號(hào)，經(jīng)過RS觸發(fā)器后輸出過速率報(bào)警，該報(bào)警信號(hào)經(jīng)過人工確認(rèn)后才能復(fù)位，見圖1、見圖2以部分溫

4、度愛護(hù)項(xiàng)目為例。也就是說，愛護(hù)信號(hào)只經(jīng)過了超速率限制，假如溫度改變超過5/s，單點(diǎn)就能馬上觸發(fā)汽動(dòng)給水泵跳閘。2.2標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范的要求2.2.1中國(guó)電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)主編的電力熱控系統(tǒng)故障分析與可靠性操縱1中要求，為幸免單個(gè)部件和設(shè)備故障造成機(jī)組跳閘，在新建機(jī)組規(guī)律設(shè)計(jì)或運(yùn)行機(jī)組檢修時(shí)，應(yīng)接受容錯(cuò)規(guī)律設(shè)計(jì)方法，對(duì)運(yùn)行中簡(jiǎn)單出現(xiàn)故障的設(shè)備、部件、元件，從操縱規(guī)律上進(jìn)行優(yōu)化和完善，通過預(yù)先設(shè)置的規(guī)律措施來幸免操縱規(guī)律的失效：j通過增加測(cè)點(diǎn)的方法，將單點(diǎn)愛護(hù)的規(guī)律改為信號(hào)三取二選擇規(guī)律；k無法實(shí)現(xiàn)j的，通過對(duì)單點(diǎn)信號(hào)間的因果關(guān)系討論，加入實(shí)證信號(hào)改為二選二規(guī)律；l無法實(shí)施j和k的但測(cè)點(diǎn)信號(hào)，通過專題商量，

5、在信號(hào)報(bào)警后能夠通過運(yùn)行人員操作、保證設(shè)備安全的前提下可改為報(bào)警；m實(shí)施上述措施的同時(shí)，對(duì)進(jìn)入愛護(hù)聯(lián)鎖系統(tǒng)的模擬量信號(hào)，合理設(shè)置改變速率愛護(hù)、延時(shí)時(shí)間和縮小量程提高壞值信號(hào)剔除作用靈敏性等故障診斷功能，設(shè)置愛護(hù)聯(lián)鎖壞值切除和報(bào)警規(guī)律，削減或消除因接線松動(dòng)、干擾信號(hào)或設(shè)備故障引起的信號(hào)突變而導(dǎo)致操縱對(duì)象異樣動(dòng)作。2.2優(yōu)化方案：熱電阻或熱電偶溫度測(cè)量元件易受到安裝環(huán)境的影響而發(fā)生斷線、短路、接線松動(dòng)或接觸不良等故障，大多數(shù)DCS的測(cè)點(diǎn)質(zhì)量推斷模塊能有效識(shí)別溫度快速改變故障，但對(duì)于接線松動(dòng)和接觸不良或信號(hào)干擾等表現(xiàn)為溫度大幅改變的故障，不具有質(zhì)量推斷和切除功能。為了提高壞值信號(hào)剔除作用的靈敏性有必

6、要通過縮小量程的方法屏蔽愛護(hù)信號(hào)的輸出。具體做法是，在圖1的DQ功能塊內(nèi)，定義限幅報(bào)警“OM功能為：“TRUE，并在設(shè)置量程上限“MU和下限“MD，上下限的設(shè)置一般為愛護(hù)跳閘值的一倍和02，當(dāng)溫度超出OM設(shè)定范圍時(shí)，DQ引腳輸出“1，模擬量輸出AV引腳輸出保持上周期的值，當(dāng)溫度回到OM設(shè)定范圍內(nèi)時(shí)，DQ引腳正常輸出。正常狀況下，溫度的改變是一個(gè)緩慢的過程，為了防止愛護(hù)誤動(dòng)，同時(shí)考慮給每一路溫度愛護(hù)輸出增加3s的時(shí)間延時(shí)增加信號(hào)的可靠性，之后再輸出，見圖3。3振動(dòng)大愛護(hù)的優(yōu)化3.1振動(dòng)大愛護(hù)的現(xiàn)狀汽泵前置泵的推力側(cè)軸承、齒輪箱側(cè)軸承以及汽動(dòng)給水泵的四個(gè)軸承的16個(gè)振動(dòng)測(cè)點(diǎn)均為出廠默認(rèn)的 “單點(diǎn)愛

7、護(hù)，即在軸瓦的X/Y方向左右45°各安裝一個(gè)電渦流傳感器，當(dāng)X/Y方向任一探頭檢測(cè)到軸振動(dòng)值到達(dá)跳機(jī)值而且DQ品質(zhì)推斷正常后動(dòng)作跳機(jī)見圖4，圖5以部分振動(dòng)項(xiàng)目為例。品質(zhì)推斷引腳內(nèi)只有速率限制，未進(jìn)行限幅“OM設(shè)置。3.2標(biāo)準(zhǔn)要求3.2.1 GBT 11348.2-2021旋轉(zhuǎn)機(jī)械轉(zhuǎn)軸徑向振動(dòng)的測(cè)量和評(píng)定3要求，為了幸免不必要的停機(jī)事實(shí)上通常接受多個(gè)傳感器操縱規(guī)律，并在觸發(fā)機(jī)器自動(dòng)停機(jī)的任何自控動(dòng)作之前，規(guī)定一個(gè)時(shí)間延遲，因此，假如收到振動(dòng)停機(jī)信號(hào)，而且至少被兩個(gè)獨(dú)立的傳感器確認(rèn)超過了規(guī)定的有限的延遲時(shí)間才可以觸發(fā)停機(jī)。典型的延遲時(shí)間是1s-3s。為了慎重可以在報(bào)警值和停機(jī)值之間插入第

8、二次報(bào)警，以警示操作人員正在接近停機(jī)值，他們可以實(shí)行任何校正措施，幸免滿負(fù)荷停機(jī)。3.2.2電力行業(yè)熱工自動(dòng)化委員會(huì)組織編寫的火電廠熱控系統(tǒng)可靠性配置與事故預(yù)控4中推舉接受的方案是：設(shè)計(jì)振動(dòng)愛護(hù)規(guī)律時(shí)，相鄰任一軸承報(bào)警值和本軸承愛護(hù)值進(jìn)行“與規(guī)律推斷或本軸承的XY報(bào)警值與本軸承的YX跳閘值進(jìn)行“與規(guī)律推斷。這個(gè)要求屬于當(dāng)前電廠機(jī)組在硬件和軟件設(shè)計(jì)上均無法實(shí)現(xiàn)軸振動(dòng)大通過兩個(gè)以上獨(dú)立回路推斷得到跳機(jī)指令狀況下的折中方案。 3.3優(yōu)化方案本臺(tái)汽動(dòng)給水泵軸承較短，考慮接受本軸承品質(zhì)推斷內(nèi)的速率“RL、“RLT和限幅“MU、“MT限制后的XY報(bào)警值與本軸承品質(zhì)推斷內(nèi)的速率“RL、“RLT和限幅“MU、

9、“MT限制后的YX跳閘值進(jìn)行“與規(guī)律推斷輸出跳閘值，見圖6，優(yōu)化后的軸承振動(dòng)愛護(hù)方案以部分振動(dòng)項(xiàng)目為例。限幅限制面板設(shè)置方法：若輸入當(dāng)前值A(chǔ)V大于量程上限MU或輸入當(dāng)前值A(chǔ)V小于量程下限MD，則超物理量程標(biāo)志OM輸出1，DQ為TRUE，輸出為抑制，AV值回到物理量程范圍內(nèi)時(shí)DQ自動(dòng)失效。速率限制面板設(shè)置方法：一般RL設(shè)置為5，RLT設(shè)為1，ACUT不用勾選，表示每秒鐘改變5時(shí)表示需要進(jìn)行超速率推斷；若本周期采集值A(chǔ)V相比上周期的基準(zhǔn)值改變大于速率報(bào)警限5，則產(chǎn)生速率報(bào)警：RLA=1、RPV為AV改變的差值。當(dāng)有速率報(bào)警產(chǎn)生時(shí)，RLA=1，超速報(bào)警恢復(fù)有兩種方式：假如RLS=TRUE，超速報(bào)警RLA保持，需要檢修人員通過操作面板RLR項(xiàng)手動(dòng)復(fù)位；假如RLS=FALSE，超速報(bào)警RLA自動(dòng)恢復(fù)，接下來的每個(gè)周期，推斷是否產(chǎn)生了超速率報(bào)警，本方案RLS勾選為TRUE。只要超速報(bào)警產(chǎn)生RLA=TRUE，輸出值保持超速前的最終一個(gè)好值，并且DQ置為TRUE。輸出品質(zhì)推斷為抑制狀態(tài)?？紤]到實(shí)際運(yùn)行中同一軸承X、Y向振動(dòng)同時(shí)大的可能性較小，因此，和報(bào)警值相與的跳閘值應(yīng)依據(jù)實(shí)際狀況摸索一個(gè)較小的值，作為最終的愛護(hù)動(dòng)作值，以削減愛護(hù)拒動(dòng)的可能性。4結(jié)束語軸承或軸瓦金屬溫度目前只能在愛護(hù)規(guī)律上做優(yōu)化。建議電渦流傳感器的生產(chǎn)廠家主動(dòng)開展新產(chǎn)品的研發(fā)工作，能夠依據(jù)新國(guó)標(biāo)準(zhǔn)