〔摘 要〕 介紹了某火力發(fā)電廠機(jī)組發(fā)電機(jī)斷水保護(hù)裝置的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理,為了確保熱控保護(hù)系統(tǒng)的可靠運(yùn)行,有效防止保護(hù)誤動或拒動,對機(jī)組發(fā)電機(jī)斷水保護(hù)裝置進(jìn)行優(yōu)化改造。通過將差壓開關(guān)更換為差壓變送器,新增跳發(fā)電機(jī) DO 通道等方法,使裝置更加安全可靠。d7N壓力變送器_差壓變送器_液位變送器_溫度變送器
0 引言
某廠 2 期為 2 臺 600 MW 燃煤間接空冷發(fā)電機(jī)組,2 臺機(jī)組的發(fā)電機(jī)型號均為 QFSN-600-2YHG,制造商為哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司,額定容量 667 MVA,額定功率 600 MW,額定功率因數(shù) 0.9,額定電壓 20 kV。機(jī)組采用 600 MW 機(jī)組常用的水—氫—氫冷卻系統(tǒng),即發(fā)電機(jī)定子線圈用水冷卻、而發(fā)電機(jī)的鐵芯和轉(zhuǎn)子線圈用氫氣冷卻。發(fā)電機(jī)定子冷卻水采用密閉式循環(huán)水,定子冷卻器采用開式循環(huán)水。
在額定負(fù)荷下,定子繞組內(nèi)冷卻水?dāng)嗨试S持續(xù)短時運(yùn)行 30 s。為了確保斷水保護(hù)動作信號的可靠性,在定子繞組冷卻水進(jìn)水管路中裝有 1 只流量孔板,并在定子繞組進(jìn)、出水管路間裝有 5 只差壓開關(guān)。通過調(diào)整冷卻水進(jìn)出水流量,測量 2/3 及1/2 額定水流量下定子繞組進(jìn)、出水壓差,設(shè)定為差壓開關(guān)的報警值。DCS 系統(tǒng)實現(xiàn)邏輯及控制方式: 當(dāng)定子繞組出現(xiàn)斷水時,其中的 3 個差壓開關(guān)發(fā)出報警信號至 DCS 系統(tǒng),同時在 DCS 里“3 取 2”后延時 30 s,再通過 1 路硬接線方式送至電氣保護(hù)柜,發(fā)出定子繞組斷水報警信號,從而實現(xiàn)對定子繞組的斷水保護(hù)。
1 系統(tǒng)概況
該發(fā)電機(jī)定子水冷卻系統(tǒng)為好立的密閉式循環(huán)冷卻系統(tǒng),其作用是采用連續(xù)的高純水通過定子線圈空心導(dǎo)線,從而冷卻發(fā)電機(jī)定子線圈及出線側(cè)套管,帶走線圈損耗所發(fā)熱量。發(fā)電機(jī)定子冷卻水是化學(xué)除鹽水,其通過電磁閥、過濾器進(jìn)入水箱。水箱內(nèi)的冷卻水通過耐酸水泵升壓后,送入管式冷卻器、過濾器,然后進(jìn)入發(fā)電機(jī)定子線圈的匯流管,將發(fā)電機(jī)定子線圈的熱量帶出,再回到水箱,從而完成一個閉式循環(huán)。系統(tǒng)冷卻水主要流程為:定子冷卻水箱→定子冷卻水泵→定子水冷卻器→過濾器→發(fā)電機(jī)定子線圈→定子冷卻水箱,如圖 1 所示。
2 發(fā)電機(jī)斷水保護(hù)存在問題及應(yīng)對措施
2.1 存在問題
(1) 如圖 1 所示,5 個差壓開關(guān) (80MKF01DP001-DP005) 的正、負(fù)壓側(cè)取樣管分別公用 1 個取樣點(diǎn),只要管路或任一差壓開關(guān)發(fā)生泄漏,5 個開關(guān)將全部失效,安全風(fēng)險大。
(2) 該發(fā)電機(jī)定子繞組冷卻水壓力損失高差壓開關(guān) (80MKF01 DP001) 所在 DCS 系統(tǒng)模件為80CKA05.AG107,所在通道為 CH12,其作用為當(dāng)差壓大于 0.185 MPa 時 , DCS 系統(tǒng)報警,需降低定冷水泵出力,從而降低電耗。發(fā)電機(jī)定子繞組冷卻水流量低差壓開關(guān) (80MKF01 DP002) 所在DCS 系統(tǒng)模件為 80CKA05.AG107,所在通道為CH20,其作用為當(dāng)差壓小于 0.135 MPa 時,DCS系統(tǒng)報警,自動聯(lián)啟備用定冷水泵。發(fā)電機(jī)定子繞組冷卻水流量過低差壓開關(guān) (80MKF01 DP003-DP005) 所 在 DCS 系 統(tǒng) 模 件 分 別 為 80CKA05.AG091,80CKA05.AG115,80CKA05.AG099,所在通道分別為 CH1,CH7,CH1,其作用為當(dāng)差壓小于 0.085 MPa,經(jīng)過 DCS 邏輯“3 取 2”后,送光字牌報警,同時延時 30 s 跳發(fā)電機(jī)。
2.2 應(yīng)對措施
(1) 該機(jī)定冷水流量保護(hù)為單點(diǎn)取樣,應(yīng)改為多點(diǎn)取樣。
(2) 該機(jī)定冷水流量保護(hù)為差壓開關(guān),經(jīng)常定值跑偏或開關(guān)被擊穿,應(yīng)改為差壓變送器。
(3) 邏輯方面:該機(jī)定冷水流量過低保護(hù)原先在 DCS 里“3 取 2”后延時 30 s,再通過 1 路硬接線方式送至電氣保護(hù)柜,容易誤動或拒動。應(yīng)改為在 DCS 里“3 取 2”后延時 30 s,再送出 3 路硬接線的方式送至 ETS 柜,在 ETS 里“3 取 2”后再作保護(hù),以此作為汽機(jī)跳閘的一個條件,保留原來的“DCS 送 1 路硬接線信號至電氣保護(hù)柜”。
3 測點(diǎn)取樣及邏輯改造方案
將 5 臺差壓開關(guān)改為 3 臺
差壓變送器,且為好立取樣,采用模擬量信號實時監(jiān)視發(fā)電機(jī)定冷水流量。模擬量信號在 DCS 系統(tǒng)里“3 取 2”平均后通過與設(shè)定值比較后送出相應(yīng)的信號。其中,3 個跳發(fā)電機(jī)開關(guān)量信號通過硬接線送至 ETS 系統(tǒng),在ETS 里“3 取 2”后再作保護(hù),作為汽機(jī)跳閘的一個條件,確保發(fā)電機(jī)斷水后保護(hù)可靠動作。同時仍保留原來 AP805 至該發(fā)變組非電氣量保護(hù)裝置的接線,如圖 2 所示。
3.1 差壓開關(guān)改造
將差壓開關(guān)更換為差壓變送器,每個差壓變送器的正、負(fù)壓側(cè)單好取樣,相互之間沒有關(guān)聯(lián),不會影響彼此,安全可靠。改造時shou先將原先 5 個差壓開關(guān)拆除,并將所在 DCS 模件通道刪除,然后新增發(fā)電機(jī)定子繞組冷卻水差壓變送器(80MKF01DP101-DP103)所在 DCS 系統(tǒng)模件通道。所在模件分別為 80CKA05.AG027,80CKA05.AG/139,80CKA05.AG/147,滿足測點(diǎn)在不同的模件上的要求,所在通道分別為 CH9,CH11,CH1,可實時測量發(fā)電機(jī)定子繞組冷卻水差壓,在 DCS 邏輯里“3 取 2”后設(shè)定定值:當(dāng)差壓大于 0.185 MPa 時,DCS 系統(tǒng)報警,需降低定冷水泵出力;當(dāng)差壓小于 0.135 MPa 時,DCS 系統(tǒng)報警,自動聯(lián)啟備用定冷水泵;當(dāng)差壓小于 0.085 MPa 時,光字牌報警,同時延時 30 s 跳發(fā)電機(jī)。
3.2 新增跳發(fā)電機(jī) DO 通道
在 DCS 中,新增跳發(fā)電機(jī) DO 通道。新增發(fā)電機(jī)定子繞組冷卻水差壓信號分別送至 DCS 系統(tǒng),在 DCS 邏輯里“3 取 2”后取定值(小于 0.085MPa),再分別送出 3 路開關(guān)量信號 (80MKF01DP001.XT01,80MKF01DP002.XT01,80MKF01DP003.XT01)。即發(fā)電機(jī)定子繞組冷卻水流量過低信號,經(jīng) DCS 系統(tǒng)輸出模件通道送出,3 路開關(guān)量信號所在模件分別為 80CKA05.AG131,80CKA05.BG/027,80CKA05.BG/075,可滿足測點(diǎn)在不同模件上的要求,所在通道分別為 CH15,CH6,CH6。
3.3 新增 ETS DI 通道
在 ETS 中, 新 增 DI 通 道。 將 DCS 系 統(tǒng) 輸出模件送出的 3 路開關(guān)量信號 (80MKF01DP001.XT01,80MKF01DP002.XT01,80MKF01DP003.XT01) 分別送入 ETS 系統(tǒng)輸入模件通道。3 路開關(guān)量輸入信號所在模件分別為 80CKA19.AC004,80CKA19.AC005,80CKA19.AD004,同樣滿足測點(diǎn)在不同模件上的要求,所在通道分別為 CH4,CH12,CH12。
3.4 改造效果
(1) 測量數(shù)值更加準(zhǔn)確穩(wěn)定,能夠?qū)崟r監(jiān)視定子冷卻水流量差壓的變化。
(2) 若定子冷卻水流量差壓出現(xiàn)異常,能及時提醒運(yùn)行人員采取措施,防止機(jī)組發(fā)生跳機(jī)故障。
(3) 設(shè)備損壞率、維護(hù)率大大降低,經(jīng)濟(jì)性大幅提升。
(4) 既能防止誤動,又能防止拒動,提高了設(shè)備運(yùn)行的可靠性,保證了機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行。
4 結(jié)束語
該機(jī)組發(fā)電機(jī)斷水保護(hù)裝置改造是在不影響設(shè)備正常運(yùn)行的情況下,在原設(shè)計理論基礎(chǔ)上進(jìn)行的。取樣方式由單點(diǎn)取樣改為多點(diǎn)好立取樣,裝置更加可靠;信號方式由單好開關(guān)量改為連續(xù)模擬量,方便趨勢分析、及時預(yù)操作;硬接線由 1 路改為 3 路,即“3 取 2”,既可防止設(shè)備誤動,又可防止設(shè)備拒動,提高了設(shè)備運(yùn)行的可靠性,保證了機(jī)組安全可靠運(yùn)行。