百万机组空预器漏风控制系统可靠性分析.pdf

出に三R
第29卷第3期
电力科学与工程
Vol 29 Na. 3
20]3年3月
Electric Power Science and Engineering
Mar.,2013
百万机组空预器漏风控制系统可靠性分析
舒茂龙,陈钦,孙仁龙
(神华国华浙能发电有限公司,浙江宁波315612)
摘要:简单介绍了某电厂百万机组空预器漏风控制系统,对其安全运行出现的间题进行了可靠性分析
采用了一种基于就地PLC控制的DCS监控方法;应用多重容错保神及其他参数辅助控制保护来有效避免
设备的误动与拒动,确保漏风控系统的有效可靠投入,提高了空预器漏风控制系统安全运行的可
靠
关键词:空预器;漏风控制系统;可靠性
中图分类号:TK22.21文献标识码:ADO:10.3969/isn.1672-0792.2013.03.14
0引言
系统简介
空气预热器是燃煤火力发电厂的主要铺肋设
控制原理
备。目前,回转式空气预热器"以其传热密度高、
在空预器各种漏风因素中,热态转子蘑菇状
结构紧凑、耐腐蚀、寿命长、运行费用低等优点变形引起的漏风是可以控制的主要因素。其转子
被大中型电厂广泛采用,特别是国内近年来新建变形量与转子半径的平方成正比】。600MW机
的大型、超大型火电机组基本都采用回转式空气组,转子的热态変形可使外缘下垂达30mm以上
预热器。但是结构漏风是回转式空气预热器的固对于转子直径更大的1000MW机组,这个形变产
有特点和先天性缺陷,不可避免,其漏风率一般生的漏风间隙将更大,可以达到40mm以上。因
在8%左右。空气预热器的漏风过大会使风机出此,对于空预器热端上部扇形板与转子径向密封
力大增,锅炉热效率降低,能耗增加,严重时造片的密封间隙,需要采用能自动跟踪转子热态变
成锅炉出力不足,机组低负荷运行,影响机组安形的装置,使得无论机组在满负荷运行还是在负
全、经济、稳定运行。
荷变动时,其密封间隙都能维持在设定范围内。
为降低空预器漏风率,提供机组经济性能
釆用机械式传感器的空预器漏风控制系统
空预器漏风控制系统(简称ICS)被广泛应用在通过安装在扇形板上的传感器感成扇形板对转子
回转式空预器中。但是,受到机组长期运行以及法兰面之间的间隙,通过杠杆原理将间隙放大为
设备自身可靠性不强等因素的影响,运行中还是初次级开关动作信号,送人控制柜中的PLC。PIC
出现了一些漏风控制设备的损坏,如螺旋千斤顶对采集到的开关量信号进行实时处理,并综合提
损坏、传感器弯曲等故障,为空预器安全运行带升机构的状悆与控制模式,发出指令至执行机构
来一定的安全隐患。因此,LCS系统的可靠稳控制扇形板上升或下降,保持密封间隙在给定的
定,直接关系着空预器的安全运行,对锅炉的经最佳值范围内,使空预器漏风减少到最小(如图
济性和长期运行指标均有直接影响。下面以某电1所示),从而达到节能降耗的的。
厂百万机组中使用的机械式传感器空预器潘风控1,2系统介绍
制系统为例,就其系统运行可靠性进行分析
某百万机组空预器漏风控制(LCS)系统采
收稿日期:2012-11-18
作者简介:舒茂龙(1982-),男,工程师,主要从事火力发电)热工控制技术工作,E-mai:pskysml(@163.com
工程应用
ENGINEERING APPLICATION
电力科学与工程
2013年
PLC控制柜
控制指令
2LCS控制系统存在的主要问题
执行机构」
开关反债信号
上行个
下行
初、次级开关
整套控制系统投入以来,基本满足机组运行
生产需要。但是,控制系统的调节和控制异常时
扇形板
白间隙传感器
有发生,经常出现接近开关损坏、电器元件超温、
转子
传感瓣损坏、力矩保护失灵、千斤顶损坏等故障,
度影响LCS控制系统的投用,严重时直接威胁
空预器内
到空预器乃至整台机组的安全稳定运行。具体分
图1工作原理图
析有以下几个方面的问题。
Fig 1 Operation principle drawing
2.1单一的PLC就地控制可靠性低
用厂家的第二代LCS系统。主要包括加载机构、
空预器漏风控制系统是通过LC进行逻辑组
间隙传感器、热电偶温度辅助控制装置、停转报态和控制的,是一个独立的控制系统,没有与其
警装置和电气控制系统等5部分。
他辅控网连接。同时PLC控制系统完全在就地控
具体来说,每台机组LCS设置PLC主控柜
制,所有显示和操作都必须在就地实现,只送出
个,两个空预器分别有三块扇形板,每块扇形板一些故障报警到DCS。运行人员只能通过故障报
分别设立一个就地电气分控箱、间隙传感器、机警到就地确认具体故障信息,然后再进行故障处
械加载执行机构(如图2所示)。
理,不能在DCS监视和操作空预器漏风控制系
+=
统,也不能进行事故追忆和历史数据査询,LCS
系统控制存在很大的运行风险,直接影响空预器
安全稳定经济运行
目前,很多电厂均不同程度存在着由于单一
支括电
PLC就地控制造成的对设备运行情况不清楚、操
作观察不方便等安全隐患。如某电厂就曾发生过
漏风控制就地设备故障,运行人员不清楚就地情
图2LCS系统构成配置
况未及时处理,从而导致空预器运行故障的停机
Fig 2 LCS system configuration
事故。
该套系统使用 Modicon的PIC控制,结合触2,2检測装置可靠性差
摸屏技术,负责采集所有信号;就地间隙传感器
机械式传感器在长期运行中,受高温以及磨
为机械式杠杆传动。其系统保护有转子停转保护、损等因素影响检测可靠性低,自动控制系统不能
行程限位保护、加载机构力矩保护和电机过载保正常投入。一方面,控制系统长期运行引起传感
护等,实时检测系统各项运行状况,当出现异常器自身的机械变形,导致在随扇形板上下行动作
时立即采取保护措施。
的时候卡涩,直接触发传感器故障报警,自动退
系统投运时,以两种模式进行,正常投运时出常规控制而转入温控模式;另ー方面,传感器
以机械传感器为判据进行调节;传感器投人异常上的初、次级开关存在调节异常。长期运行中,
时转入热电偶温度辅助控制。即系统自动投入过传感器连接杠杆存在生锈及卡涩等问题,导致扇
程中,当传感器的初级限位开关失效而触发次级形板在自动投入时会出现直接触发次级开关,转
限位开关动作时,系统将自动转入温度控制模式,温控模式自动提升。此外,运行中还存在次级开
根据当前烟气进口处温度来控制调节扇形板的关螺丝松脱而导致传感器故障报警等问题。这些
位置。
检测装置失灵,直接导致控制系统不能可靠投入,