李秋楓，劉淑偉

(華電能源股份有限公司哈爾濱第三發(fā)電廠，哈爾濱 150024)

1 系統(tǒng)概況

華電能源股份有限公司哈爾濱第三發(fā)電廠(以下簡稱哈三電廠)600 MW機組分散控制系統(tǒng)(DCS)采用的是瑞士ABB集團公司生產(chǎn)的INFI－90型控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用了先進的微處理器技術、CRT圖形顯示技術、高速安全通信技術和先進的控制理論技術，是集過程控制和管理為一體的現(xiàn)代化過程控制與管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)由過程控制單元、操作員接口站、工程師工作站及INFI－90通信系統(tǒng)組成。由于DCS主保護及主要輔機保護邏輯設計的不夠完善、主要保護測點和主要輔機保護測點的分配不合理等原因，導致DCS運行不穩(wěn)定，影響電廠安全運行。

2 DCS運行不穩(wěn)定的原因分析

DCS運行不穩(wěn)定主要原因有以下幾個方面。

(1)主保護及主要輔機保護邏輯不夠完善。

1)汽包水位和總風量高低保護邏輯不完善。

①水位和總風量高低信號選擇邏輯不可靠，跳閘信號選用的是二選一邏輯。

②水位和總風量高、低保護定值不符合現(xiàn)場實際。

③跳閘信號傳輸不可靠，跳閘信號采用環(huán)路通信方式傳輸至鍋爐主燃料跳閘(MFT)回路。

2)主要輔機保護邏輯不完善。

①冷卻風機聯(lián)鎖邏輯不完善，在冷卻風機聯(lián)鎖邏輯中設計中，若2臺風機之間聯(lián)鎖不成功，沒有設計聯(lián)鎖第3臺風機的邏輯。

②爐水泵溫度保護設計不合理，在邏輯設計中，沒有設置當任一溫度保護信號出現(xiàn)壞質(zhì)量的檢測判斷邏輯。

(2)主保護測點和主要輔機保護測點的分配不合理。

1)主保護測點分配不合理，主要表現(xiàn)在3路汽包水位高高、汽包水位低低、3路爐膛壓力高高、3路爐膛壓力低低、3路冷卻風壓力低低跳閘檢測信號輸入到同一塊子模件和端子板。

2)主要輔機保護測點分配不合理，送風機及一次風機的2個風機軸承溫度測點和2個電動機軸承溫度測點輸入同一塊子模件和端子板;給水泵正、反向推力軸承，#1，#2軸承溫度檢測信號輸入同一塊子模件和端子板;給水泵驅(qū)動端、非驅(qū)動端軸推力軸承溫度檢測信號輸入同一塊子模件和端子板;每臺磨煤機2個出口溫度檢測信號輸入同一塊子模件和端子板。

(3)DCS硬件配置不可靠。

1)INFI－90型控制系統(tǒng)通信連接方式選擇的是同軸電纜插頭連接方式，這種連接方式的插頭容易松動導致環(huán)路中斷。

2)MFT出口控制裝置采用單回路的MFT信號同時驅(qū)動3個出口繼電器，一旦INFI－90型控制系統(tǒng)MFT輸出信號通道出現(xiàn)故障，會造成MFT保護的拒動或誤動。

(4)DCS供電系統(tǒng)設計不完善問題。

1)電源系統(tǒng)連接方式采用機柜端子并接單向供電方式。

2)INFI－90型控制系統(tǒng)電源模件采用INFI－90型控制系統(tǒng)Ⅰ型電源，電源模件容易出故障，造成該控制系統(tǒng)癱瘓。

(5)報警功能不完善。

1)主模件及通信模件和公共邏輯系統(tǒng)端子板保險燒損，沒有故障報警檢測邏輯和聲光報警，不能在第一時間發(fā)現(xiàn)故障點。

2)MFT主保護開關沒有設置“任一開關動作報警檢測邏輯和聲光報警”。

3 改進措施

3.1 汽包水位保護邏輯不完善改進措施

在主保護中，汽包水位保護邏輯不完善，為此進行了改進，改進后的汽包水位保護邏輯如圖1所示。

圖1 改進后的汽包水位保護邏輯

3.2 總風量低保護邏輯不完善的改進措施

在主保護中，總風量低保護邏輯不完善，為此進行了改進，改進后的總風量低保護邏輯如圖2所示。

圖2 改進后的總風量低保護邏輯

3.3 汽包水位高、低定值及總風量低保護定值不合理的改進措施

在主保護中，出現(xiàn)了汽包水位高、低定值及總風量低保護定值不合理的問題，根據(jù)鍋爐廠提供的設計資料并依據(jù)西安熱工試驗研究院有限公司的試驗結(jié)果，對其定值進行了修改，結(jié)果見表1。

表1 定值修改

3.4 跳閘信號傳輸不可靠的改進措施

針對跳閘信號傳輸不可靠的問題，采取了如下改進措施:對于汽包水位高高信號(3路)、汽包水位低低信號(3路)和總風量低低信號(3路)均采用硬線連接方式接至BMS機柜MFT跳閘輸入回路端子板上，取消從環(huán)路上采集該信號的組態(tài)。

3.5 主要輔機保護邏輯不完善的改進措施

針對主要輔機保護邏輯不完善的問題，采取了如下8個方面的改進措施。

(1)在冷卻風機聯(lián)鎖邏輯中，增加了A聯(lián)動B不成功而聯(lián)動C的聯(lián)鎖邏輯。

(2)在冷卻風機聯(lián)鎖邏輯中，增加B聯(lián)動C不成功而聯(lián)動A的聯(lián)鎖邏輯。

(3)在冷卻風機聯(lián)鎖邏輯中，增加C聯(lián)動A不成功而聯(lián)動B的聯(lián)鎖邏輯。

(4)在爐水泵溫度保護邏輯中，每臺爐水泵的2個熱電偶進行高選，當高選后的溫度高于50℃時，發(fā)“光字牌”報警。

(5)對2個熱電偶分別進行質(zhì)量判斷，當A為壞質(zhì)量時，選B做保護，當B的溫度高于60℃時，延時2 s爐水泵跳閘，反之一樣。

(6)當A，B熱電偶均為好質(zhì)量且溫差小于8℃時，則2個熱電偶溫度的平均值大于60℃，延時2 s爐水泵跳閘。

(7)當A，B均為好質(zhì)量時且溫差大于8℃時，則保護自動解除，發(fā)“光字牌”報警。在這種情況下，如果A，B進行低選的溫度高于60℃時，保護自動投入且延時2 s爐水泵跳閘。

(8)在就地方面，取消就地爐水泵電接點溫度表，改為熱電偶并將熱電偶信號引入DCS。

3.6 主保護及主要輔機保護測點分配不合理的改進措施

針對主保護及主要輔機保護測點分配不合理的問題，采取了如下2個方面的改進措施。

(1)對于汽包水位測量信號(3路)、爐膛壓力高高信號(3路)、爐膛壓力低低信號(3路)和冷卻風壓力低低信號(3路)輸入到同一塊子模件和端子板的問題，可利用機組停機機會，對其進行改進，將3路檢測信號分別輸入到不同的模件和端子板上。

(2)對于主要輔機的溫度保護信號，可將每個檢測溫度點輸入到不同的模件和端子板上。

3.7 DCS硬件配置不可靠的改進措施

針對DCS硬件配置不可靠問題，采取了如下2個方面的改進措施。

(1)將INFI－90型控制系統(tǒng)環(huán)路的通信方式均改為硬接線方式，取消通過航空插頭連接方式。

(2)針對MFT出口控制回路不可靠問題，取消原來3個出口繼電器，加裝1塊三選二輸入控制板和1塊帶有4個繼電器的輸出控制板。從點火管理系統(tǒng)(BMS)輸出3路MFT信號(3路信號經(jīng)過不同的子模件輸出)送到三選二輸入控制板，經(jīng)過三選二邏輯判斷后驅(qū)動輸出控制板，最后通過輸出控制板上的繼電器的接點，驅(qū)動現(xiàn)場設備。MFT動作后輸出控制板上的繼電器處于失電狀態(tài)，同時用該繼電器上的常閉接點驅(qū)動現(xiàn)場設備。

3.8 DCS的供電系統(tǒng)設計不完善的改進措施

針對DCS供電系統(tǒng)設計不完善問題，采取了如下改進措施。

(1)對電源連接方式進行了改進，改進結(jié)果如圖3所示。

圖3 電源連接方式的改進示意

(2)針對電源裝置老化的問題，將原先INFI－90型控制系統(tǒng)Ⅰ型電源改為貝利公司的Ⅲ型電源。

3.9 報警功能不健全的改進措施

針對報警功能不健全問題，采取了如下改進措施，在組態(tài)邏輯中，加入各個主模件及通信模件、任一公共邏輯保護開關動作、主保護端子板保險燒損報警功能組態(tài)，并上傳至環(huán)上發(fā)“聲光”報警。

4 DCS穩(wěn)定運行的保障措施

(1)每天檢查機柜房溫度和濕度，環(huán)境條件應符合要求。

(2)每天認真檢查工程師站、操作員站和歷史站，應重點檢查通信環(huán)路所有節(jié)點的狀態(tài)和通信模件、電源模件、主模件、子模件狀態(tài)以及電源裝置的運行狀態(tài)，若發(fā)現(xiàn)問題，應及時開工作票進行處理。

(3)每天認真檢查DCS診斷信息，若發(fā)現(xiàn)異常信息應及時查明原因。

(4)每天認真檢查操作界面站(OIS)主要參數(shù)顯示、調(diào)用趨勢曲線，發(fā)現(xiàn)指示異常、趨勢曲線有斷點的情況應及時應查明原因，并及時解決。

(5)每天檢查電源風扇運轉(zhuǎn)情況，發(fā)現(xiàn)有異音或風扇不轉(zhuǎn)的情況應及時處理。

(6)每月對DCS所有機柜的直流電壓進行1次測試，并認真做好測試記錄，當發(fā)現(xiàn)直流電壓不符合要求時，應及時查明原因。

(7)每月檢查1次DCS所有控制器的中央處理器(CPU)負荷率。

(8)機組每次停運后，要做好各個機柜控制器組態(tài)備份。

(9)機組大、小修時，要做好DCS機柜性能試驗工作。

(10)機組大、小修時，要對DCS接地系統(tǒng)進行測試并做好測試記錄。

(11)認真檢查各個機柜的接地線及屏蔽線，接線要緊固，要確保接線不松動、無虛接。

5 結(jié)束語

哈三電廠#3，#4機組熱工人員通過不斷探索和不懈的努力，完成了多項改造工作，改造后，#3，#4機組的DCS運行非常穩(wěn)定。改造前，故障率頻發(fā)，改造后，故障率降為零。隨著DCS控制技術不斷發(fā)展，結(jié)合機組實際運行情況，對于DCS內(nèi)部一些深層次的技術還需要進行探索和研究，找出更為合理的解決辦法，使DCS運行更加穩(wěn)定可靠。

［1］邊立秀.熱工控制系統(tǒng)［M］.北京:中國電力出版社，2002.

［2］楊景巖.提高INFI－90DCS系統(tǒng)的安全可靠性［J］.華北電力技術，2005(9):34－36.