給粉機跳閘原因分析及解決

給粉機跳閘原因分析及解決

概述

渭河發(fā)電廠三期2′300MW機組，采納東方鍋爐廠生產(chǎn)的DG1025/18.2-II6型亞臨界、中間再熱、自然循環(huán)、全懸吊、平衡通風(fēng)、燃煤汽包爐。制粉系統(tǒng)采納筒式鋼球磨、乏氣送粉、中間貯倉式系統(tǒng)。采納四角噴燃切圓燃燒，由五層〔甲、乙、丙、丁、戊、己〕二十只煤粉燃燒器和四層〔AB、BC、CD、DE〕十六只油燃燒器組成。每一只煤粉燃燒器和油燃燒器均單獨設(shè)有火焰監(jiān)視器，在線監(jiān)視每只燃燒器的燃燒狀況并參加鍋爐爐膛安全保護，避免在點火或故障熄火時引起爐膛爆燃鍋爐打炮事故。鍋爐BMS系統(tǒng)采納美國Baily公司的Infi-90控制系統(tǒng)，#6爐自投產(chǎn)以來，常常有給粉機無規(guī)律、突然跳閘，有時導(dǎo)致鍋爐滅火。隨著電力工業(yè)改革深入，機組商業(yè)化的投運，機組調(diào)峰力度不斷加大，給粉機的跳閘已成為機組安全運行道路上的絆腳石，直接影響機組正常運行，為了徹底解決這一技術(shù)難題，我們對Infi-90控制系統(tǒng)進(jìn)行了認(rèn)真分析和不斷的摸索，找到了解決問題的辦法?，F(xiàn)將處理過程進(jìn)行總結(jié)，和同行交流。一、系統(tǒng)組成Infi-90控制策略

我廠Infi-90由11、13、15、17、21五個控制主模件及相應(yīng)的I/O輸入、輸出子模件、端子連接單元等構(gòu)成，分布在五個控制柜內(nèi)。人機接口單元為數(shù)字邏輯站DLS，系統(tǒng)配置原理如圖1，

控制總線

MODULEBUS(1M波特)擴大總線EXPANDERBUS〔500K波特〕圖1

系統(tǒng)配置原理圖說明：1、MFP01多功能處理器，作為主模件2、DSI02

數(shù)字輸入子模件3、DSO02數(shù)字輸出子模件4、DSM05數(shù)字輸入、輸出子模件，用于數(shù)字邏輯站的接口5、TDI

輸入端子板6、TDO

輸出端子板7、TLS

數(shù)字邏輯站接口板8、DLS

數(shù)字邏輯站，人機接口單元

運行人員通過數(shù)字邏輯站DLS實現(xiàn)鍋爐燃燒管理監(jiān)視和控制。21控制主模件為公用邏輯主模件，主要進(jìn)行爐MFT的信號綜合處理及公用邏輯運算。其它主模件分別實現(xiàn)給粉機和燃油控制。二、給粉機跳閘現(xiàn)象

給粉機的跳閘現(xiàn)象通過人機接口面板數(shù)字邏輯站〔DLS〕反饋給運行人員，它的平面布置如圖2，說明：１、P1、P2、P3、P4分別為一層給粉機手動啟動按鈕；2、P5、P6、P7、P8分別為一層給粉機手動停止按鈕；3、L1、L3、L5、L7分別為一層給粉機投粉同意指示燈；4、L2、L4、L6、L8分別為一層給粉機“在投/已投〞指示燈，當(dāng)給粉機在啟、停過程中或給粉機有啟動命令而無給粉機運行反饋信號時指示燈閃爍；給粉機正常投運且有給粉機運行反饋信號，指示燈平光點亮；5、L9、L11、L13、L15分別為一層給粉機火焰檢測單元火檢信號指示燈。6、L10、L12、L14、L16分別為一層給粉機“在切/已切〞指示燈，當(dāng)給粉機在啟、停過程中或給粉機有停止命令而無給粉機停運反饋信號時指示燈閃爍；給粉機正常停運且有給粉機停行反饋信號，指示燈平光點亮，；

給粉機跳閘有兩種現(xiàn)象，一是丁層四臺給粉機突然同時跳閘；另一種是不同層幾個給粉機突然同時跳閘。每次給粉機跳閘前都沒有進(jìn)行任何操作，跳閘時BMS數(shù)字邏輯站DLS上給粉機的“在投/已投〞、“在切/已切〞燈有時閃爍，有時“在投/已投〞燈熄滅，“在切/已切〞燈點亮。馬上搶投給粉機，給粉機又可正常運行。三、故障分析及處理3．1控制原理

給粉機控制邏輯原理框圖如圖3。分析控制邏輯圖，和丁層給粉機跳閘關(guān)聯(lián)的信號主要有：1．

爐MFT；2．

乙排粉機運行信號；3．

手動/自動切給粉機命令信號；4．

RB信號；5．

相關(guān)主模件和子模件的質(zhì)量測試‘OK’信號；6．

一次風(fēng)壓‘OK’信號等。3．2原因分析

比較丁層給粉機控制和其他各層給粉機控制邏輯原理相同。但丁層給粉機同時跳閘卻是客觀存在。為了區(qū)分故障原因是硬件故障還是軟件故障，我們利用“替換法〞將丁層給粉機控制相關(guān)的主模件、子模件、數(shù)字邏輯站和戊層給粉機控制相應(yīng)模件進(jìn)行互換。同時對控制輸出單元、電源進(jìn)行改換和冗余化處理。故障現(xiàn)象依舊。這樣就排除硬件故障的可能性。依據(jù)數(shù)字邏輯站指示燈控制原理，給粉機跳閘時“在投/已投〞、“在切/已切〞燈有時閃爍，說明給粉機跳閘被及時發(fā)現(xiàn)；給粉機跳閘時狀態(tài)指示燈為平光，說明發(fā)現(xiàn)給粉機跳閘時給粉機已完成停止給粉機過程。初步分析認(rèn)為故障原因為干擾引起的軟件跑錯或通訊瞬間故障。3．3問題處理

(1).丁層給粉控制邏輯重新組態(tài)編輯

原BMS控制方案采納公版典型制定。部分控制方案和我廠機組運行工況、外圍控制設(shè)備技術(shù)狀況不協(xié)調(diào)，達(dá)不到制定要求。如一次風(fēng)壓信號不能正常投運，一直處于人為短接狀態(tài)。我們借鑒我廠二期#3、#4機組給粉機控制方案，本著簡單、有用、可靠的原則，對#6爐丁層給粉機控制進(jìn)行重新組態(tài)編輯，暫時將原給粉機控制回旁路。丁層給粉機控制實施如圖4的組態(tài)原理，以分析故障點。丁層給粉機數(shù)字邏輯站DLS指示燈控制邏輯和給粉機層火焰邏輯暫時堅持原貌。

依據(jù)給粉機跳閘表現(xiàn)出的可視現(xiàn)象，故障同時發(fā)生在丁層四臺給粉機，我們認(rèn)為故障源是丁層給粉機控制總線和擴大總線的通訊瞬間脈沖干擾信號或者是公用控制主模件21通訊到丁層給粉機控制主模件15的MFT通訊瞬間脈沖干擾信號。為了防止控制總線和擴大總線的通訊干擾信號，將J1、J2、J3、J4給粉機Infi-90輸出控制命令分兩組輸出，J1、J3給粉機控制命令由原來的15控制主模件直接輸出；J2、J4給粉機輸出命令由15控制主模件編輯至17控制主模件輸出板輸出。利用控制總線數(shù)據(jù)傳輸速率1M波特和擴大總線數(shù)據(jù)傳輸速率500K通訊瓶頸，屏蔽通訊過程中出現(xiàn)數(shù)據(jù)瞬間傳輸誤碼導(dǎo)致給粉機跳閘。其中丁1、丁2給粉機控制命令直接脈沖輸出；丁3、丁4給粉機控制命令堅持延時1秒生效處理輸出，這樣，丁3、丁4給粉機?？刂泼钚∮?秒，給粉機不停運。四臺給粉機輸出控制命令進(jìn)行分散輸出處理，也是為了分散控制輸出點，防止故障同時大面積發(fā)生。機組實際運行中，假設(shè)鍋爐MFT動作，不可能在幾秒內(nèi)恢復(fù)燃燒。基于這種思路，為了防止公用控制主模件21通訊到丁層給粉機控制主模件15的MFT通訊干擾信號引起的給粉機跳閘，對送到15主模件的MFT信號進(jìn)行堅持延時0。5秒生效處理，也就是公用主模件21通訊到丁層控制15主模件的MFT信號發(fā)生時間小于0。5秒，丁層控制15主模件就認(rèn)為MFT信號無效。MFT信號發(fā)生時間大于0。5秒，切丁層給粉機。為防患于未然，對公用主模件21通訊到11、13、17主模件的MFT信號也進(jìn)行堅持延時0。5秒生效處理。(2).丁層給粉機層有火信號控制邏輯完善

經(jīng)過對丁層給粉機控制邏輯重新編輯后，同時強化丁層給粉機追蹤監(jiān)視。發(fā)現(xiàn)丁層給粉機數(shù)字邏輯站DLS控制面板上的指示燈“在投/已投〞、“在切/已切〞有時依舊突然同時亂閃，但此時丁層給粉機實際已經(jīng)不跳閘。說明原控制回路的跳閘現(xiàn)象仍然存在，進(jìn)一步還發(fā)現(xiàn)跳閘現(xiàn)象發(fā)生時丁層給粉機層無火信號消失。分析給粉機層火焰邏輯原理，如圖5。其中給粉機層火焰信號由給粉機對角火焰信號組成。機組運行期間，給粉機單角火焰消失，DLS火檢指示燈閃爍報警。當(dāng)所有給粉機層火信號消失，全爐無火，觸鍋爐MFT動作。我們從故障現(xiàn)象發(fā)生時丁層給粉層無火信號同時消失和給粉機“在投/已投〞、“在切/已切〞燈閃爍現(xiàn)象進(jìn)一步證實故障根源是Infi-90內(nèi)部的給粉機切命令。因為，原給粉機停控制命令仍在DLS控制面板指示燈控制回路和給粉機層火焰邏輯中發(fā)揮作用。如圖5給粉機層火焰邏輯，當(dāng)有給粉機停命令時，RS觸發(fā)器被置“0〞，各角給粉機火焰消失，當(dāng)然給粉機層火焰也就不存在。為了使丁層給粉層火焰信號更直接反映噴燃火嘴燃燒狀況，取消排粉機運行信號、給粉機控制命令等參加丁層給粉角火焰信號邏輯，如圖5中虛線框內(nèi)部分。

用新編輯的丁層給粉機角火焰信號和給粉機控制命令代替原DLS控制面板指示燈控回路的相應(yīng)信號和命令。(3).各別給粉機跳閘處理通過分析事故追憶和跳閘現(xiàn)象，認(rèn)為不同層幾個給粉機同時跳閘是因為集控室的數(shù)字邏輯站到電子間的Infi-90通訊電纜干擾。在建廠和以后的設(shè)備改造中，將動力電纜和Infi-90通訊電纜敷設(shè)在同一電纜橋架的同一層，現(xiàn)在移動電纜比較困難。我們通過對數(shù)字邏輯站發(fā)出的給粉機控制命令冗余確認(rèn)處理，給每層給粉機增加一個確認(rèn)按扭。改善后的邏輯如圖6。因數(shù)字邏輯站發(fā)出的控制命令為脈沖信號，脈沖寬度只有20ms。運行人員不可能在20ms內(nèi)完成兩個鍵的操作，將給粉機停按扭發(fā)出的脈沖增加到2秒，當(dāng)給粉機停按扭按下后2秒內(nèi)按停給粉機確認(rèn)按扭，手動停給粉機命令有效。

另外，煤粉在爐膛內(nèi)燃燒是一個復(fù)雜的過程，它受多種不確定因素影響。爐膛壓力的波動，一、二次風(fēng)量的變化等都影響火檢的正常工作。為了防止機組高負(fù)荷時的滅火，在保證火焰檢測總延時不變的狀況下，將火焰檢測單元的火焰信號延時縮短1秒，Infi-90內(nèi)部通過軟件對給粉機層無火信號進(jìn)行0。5秒的堅持延時觸發(fā)鍋爐MFT。也避免干擾引起火焰信號瞬間消失，