火电厂热控FSSS系统调试技术分析

火电厂热控FSSS系统调试技术分析

(中国能源建设集团山西电力建设有限公司山西太原030012)

摘要:本文以国内某火电厂的实际情况为例,对部分MFT动作条件进行完善优化,并深入探讨。每家电厂都应该根据自身的FSSS保护实际情况,及时发现存在的问题和不足,制定相关解决方案,利用检修期进行优化和完善,逐步增强机组的安全可靠性,保障机组设备的稳定运行。

关键词:FSSS;炉膛灭火保护;浆液循环泵保护

火力发电企业的锅炉炉膛安全监控系统(FSSS)逻辑设计中,应该包括我们熟知的炉膛定时吹扫、燃油系统检漏试验、炉膛火焰监测及全炉膛灭火保护、炉膛压力保护、汽包炉汽包水位保护、直流炉给水中断、给水泵全停、全部送风机跳闸、全部引风机跳闸、煤粉燃烧器投运时全部一次风机跳闸、燃料全部失去、总风量过低、FSSS失电和手动停炉等动作条件,每个电厂根据锅炉的自身特点,可能还会有其它保护条件。本文以国内某火电厂的实际情况为例,对部分MFT动作条件进行完善优化,并深入探讨。

1、炉膛灭火保护

锅炉灭火保护的作用是在锅炉失去燃料或其它辅助设备,运行参数出现异常情况下,锅炉灭火保护动作立即切断进入炉膛内的燃料,以防止锅炉灭火后引起爆燃,达到保护设备的目的。

该电厂3、4号机组配置有20个火检探头,分别用于监视1层油火焰和4层粉火焰,其中油火焰探头安装在四个角的油喷嘴处,而粉火焰探头安装在四面炉墙正中间,对准炉膛中心燃烧区。虽然粉火焰探头的监测效果一直比较稳定,但所监视位置并不符合要求,未能很好的监视粉嘴的燃烧情况,需要进一步完善。

后期该厂在检修期内对火检探头的安装位置进行了改造,从炉墙正中移至四个角处,分别对准煤粉喷嘴前方的燃烧区,调整安装角度,尽可能捕捉到火焰脉动最强的区域。但在机组启动后,发现火检的监测效果不是很理想,与其他机组的火检监测值对比如下:

该厂6号机组的火检探头安装位置和3、4号改造后的位置一样,两组数据应该具有一定的可比性。根据不同负荷下的火检探头的监测值,可以看出3、4号炉火检探头在移位后的监测效果很差,仍需进一步改造。

优化:第一,重新对火检探头的监测位置进行测算,避开燃尽区和未燃区,重新开孔或对原监测孔进行改造,对准火焰脉动最强的燃烧区。第二,选用不同型号的煤火焰监测探头和油火焰监测探头,避免混用,这样根据不同探头的采光性能可以增强监视效果。第三,火检探头灵敏度调至适中,不要迟滞也不要过于灵敏,真实反应出火焰燃烧情况即可。

本次优化改造后,火检探头的监测效果明显增强,火检模拟量大体可以维持在80%左右,达到合理要求范围内,保证了炉膛灭火保护的全程投入,降低了灭火保护的误动概率。

2、热控系统信号干扰的抑制技术措施

2.1采用科学、合理的接地方法

控制系统中的绝大多数设备和线缆都需要进行接地处理,对于这些种类、数量繁多的地线怎样布局就成为控制系统中的重点工作之一。采用科学、合理的接地方法是热控系统抗干扰的关键措施,并直接影响到整个系统的抗干扰能力以及安全稳定性,在施工过程中的接地技术措施主要有以下几方面:

(1)信号传输电缆接地的基本原则。传输低频信号的电缆之间的电感干扰可以忽略不计,但是受接地线环路干扰的影响较大,因此应该采用一点接地的方式。由于高频信号传输时,地线上较强的电感会促使地线的阻抗升高,从而引发各地线之间的耦合现象。随着信号频率的升高,地线的阻抗会大幅上升,并使得地线成为事实上的发射天线,向外辐射干扰信号影响系统的稳定性,因此对于高频信号传输电缆尽可能采取多点接地的方式。如果必须采取一点接地的方式,在接地施工时要尽量缩短地线的长度降低地线阻抗,以减小噪声辐射。因此系统施工过程中,施工技术人员首先要明确各设备的技术要求,选择科学正确的接地方式,以保证控制信号稳定传输。

(2)电缆屏蔽层的处理。必须保证进入控制系统盘柜的电缆屏蔽完整,所有信号电缆的屏蔽体必须利用接插件进行连接,如果两条以上的屏蔽电缆使用一个插件连接,则必须保证这些电缆的屏蔽层分别使用不同的接线端子,以避免形成地环路产生干扰。

(3)对关键回路采用必要的隔离技术。针对模拟回路信号干扰的抑制问题,应该主要预防强电窜入卡件和设备与控制系统不共地产生电势差造成的信号回路电流干扰。因此,对于模拟回路应当采取信号隔离器实施抑制。

2.2提高系统电源的稳定性与可靠性

电源系统的稳定是整个系统工作稳定的必要保证,电源不稳定或者波动较大,就会对于系统的稳定运行产生不利影响,因此火电厂的热控系统中一般都设有热工电源盘,给系统和现场的各种仪表设备提供稳定可靠的电源。为了防止电源参数波动产生的干扰,供电电源尽量采用负荷比较稳定的电网,确保强电不会通过端子排线串入控制系统,供电回路必须对这种电源采取双冗余处理措施。各主机柜应该选择双路交流供电方式,一路为UPS供电,一路为火电厂的保安电源,以增强电源的供电可靠性。

2.3正确敷设电缆

为避免强弱电之间的短路产生信号干扰,在系统的基础施工中安装足够的电缆槽或电缆通道,使强电与弱电缆能够分槽敷设。条件具备的情况下应该将电力电缆、控制电缆与信号电缆敷设在不同的电缆通道中,如果这些电缆必须在同一通道敷设,应尽量将电力电缆、控制电缆与信号电缆从上至下分层敷设,使弱信号电缆与强信号电缆保持一定的距离。

第一,实现一点以及多点接地。实际施工中,针对高频信号来讲,应就近实现多点接地,而低频信号则应以一点接地的施工方法为主。电缆在对低频信号进行传递的过程中,通常不会产生较大的电感干扰,但是较大的干扰会在接地线所构成的环路中形成,因此通常应以一点当作接地。但是,高频信号并不可以使用这一接地方式,针对高频来讲,较强的电感会在地线上产生,从而有效升高地线阻抗,此时一定的耦合现象会在各地线间形成,如果拥有非常高的高频,会大幅度提升地线阻抗,此时地线会充当天线,将大量的噪声信号向外辐射,从而产生严重的干扰。要想将干扰降到最低,促进地线阻抗的降低至关重要。所以,接地施工中,应使用少于20m的地线,同时也可以采用多点接地的途径。

第二,现场热控设备接地方式的合理选择。通常应将变送器、控制箱、控制盘柜等设备应用于火电厂的热控系统中,在了解这些设备的过程中,通常应使用钢结构。

2.4继电器隔离方式的使用分析

现场设备与模块之间是否需需要继电器进行信号隔离,目前尚无定论。一般认为以模块本身的抗干扰能力,完全可以防止干扰信号的入侵,同时由于系统接线简化还可以减少故障点,提高系统的安全性。尽管模块具有良好的抗干扰性能,但继电器耐过电压、过电流冲击的能力更强,在系统的实际运用,曾有使用继电器有效避免了过压、过流信号损坏PLC模块的实例。因此对这一问题还有待理论研究和实际应用的进一步检验。

3、结语

本文结合国内某电厂的实际情况,针对炉膛灭火保护和浆液循环泵均停保护的优化进行了分析探讨,并提出解决方案,对其它电厂具有一定的借鉴意义。每家电厂都应该根据自身的FSSS保护实际情况,及时发现存在的问题和不足,制定相关解决方案,利用检修期进行优化和完善,逐步增强机组的安全可靠性,保障机组设备的稳定运行。

参考文献:

[1]杭伟.浅析火电厂热控系统抗干扰技术[J].企业导报,2012(11)

[2]边丽杰.浅议火电厂热控系统抗干扰技术[J].城市建设理论研究(电子版),2011(33)

[3]庞国良.浅析火电厂热控系统抗干扰技术[J].城市建设理论研究,2014(13)

[4]杨志佳,刘磊,段朝伟等.火电厂DCS系统中抗干扰技术的应用[J].科技成果管理与研究,2010(12)

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