王衛(wèi)星

(大唐陽城發(fā)電有限責(zé)任公司，山西 晉城 048102)

火電機(jī)組發(fā)電機(jī)斷水保護(hù)裝置異動及改造

王衛(wèi)星

(大唐陽城發(fā)電有限責(zé)任公司，山西 晉城 048102)

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。

發(fā)電機(jī)；斷水保護(hù)裝置；差壓開關(guān)；差壓變送器

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?，允許持續(xù)短時運行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)為獨立的密閉式循環(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)(80MKF01 DP001-DP005)的正、負(fù)壓側(cè)取樣管分別公用1個取樣點，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)。

圖1 發(fā)電機(jī)定子水冷卻系統(tǒng)

2.2 應(yīng)對措施

(1) 該機(jī)定冷水流量保護(hù)為單點取樣，應(yīng)改為多點取樣。

(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，且為獨立取樣，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)單獨取樣，相互之間沒有關(guān)聯(lián)，不會影響彼此，安全可靠。改造時首先將原先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（80MKF01 DP101-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，可滿足測點在不同模件上的要求，所在通道分別為CH15，CH6，CH6。

圖2 改造后的發(fā)電機(jī)定子水冷卻系統(tǒng)

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)備運行的可靠性，保證了機(jī)組穩(wěn)定運行。

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。取樣方式由單點取樣改為多點獨立取樣，裝置更加可靠；信號方式由單獨開關(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)備運行的可靠性，保證了機(jī)組安全可靠運行。

1 電力行業(yè)熱工自動化技術(shù)委員會．火電廠熱控系統(tǒng)可靠

性配置與事故預(yù)控[M]．北京:中國電力出版社，2010.

2016-07-27。

王衛(wèi)星(1979-)，男，工程師，主要從事火電廠熱控設(shè)備檢修與維護(hù)工作，email：wangweixing@yangchengpower.com。