火電廠DCS 失電故障原因分析及其應(yīng)對(duì)措施
摘要:DCS在有效提升電廠生產(chǎn)管理水平的同時(shí),也對(duì)電廠的機(jī)組安全運(yùn)行產(chǎn)生了一些負(fù)面影響,如DCS的失電故障,會(huì)導(dǎo)致火電機(jī)組的非計(jì)劃停運(yùn)。對(duì)DCS失電故障原因進(jìn)行了分析,認(rèn)為基建設(shè)計(jì)和理解上的差異是造成失電故障的主要原因。對(duì)此,提出了DCS的配電方式和對(duì)不間斷供電電源(U
1DCS失電故障原因
通過(guò)對(duì)DCS失電故障的分析,發(fā)現(xiàn)基建設(shè)計(jì)和對(duì)原設(shè)計(jì)理解的差異是造成事故的重要原因。
?。?)部分機(jī)組DCS采用單個(gè)UPS(共用1根出口饋線)提供2路電源的供電方式,部分老機(jī)組采用2臺(tái)機(jī)組的DCSUPS互為備用的供電方式,當(dāng)1臺(tái)機(jī)組DCS的UPS檢修時(shí),另1臺(tái)機(jī)組控制電源則為單路供電。
?。?)部分機(jī)組抽汽逆止閥、燃油跳閘閥等設(shè)備采用雙線圈控制電磁閥,當(dāng)控制系統(tǒng)失電后,汽輪機(jī)則存在超速危險(xiǎn),鍋爐不能*切除燃料;個(gè)別新投產(chǎn)的機(jī)組磨煤機(jī)油泵、空氣預(yù)熱器控制采用長(zhǎng)信號(hào)控制,一旦DCS失電,將導(dǎo)致磨煤機(jī)油泵、空氣預(yù)熱器停止運(yùn)行,造成設(shè)備損壞。
(3)部分老機(jī)組無(wú)數(shù)字式電液控制系統(tǒng)(DEH)功能,汽輪機(jī)跳閘系統(tǒng)采用帶電動(dòng)作方式,且無(wú)可靠的電源(如直流電源)和電源回路結(jié)構(gòu),當(dāng)控制系統(tǒng)失電時(shí)手動(dòng)跳閘按鈕無(wú)法控制汽輪機(jī),只能就地打閘停止汽輪機(jī)運(yùn)行。
(4)部分機(jī)組不滿足操作員站及少數(shù)重要操作按鈕的配置應(yīng)能在機(jī)組各種工況下的操作要求,特別是緊急故障情況下的處理要求。有的機(jī)組控制系統(tǒng)沒(méi)有配置總?cè)剂咸l(MFT)繼電器組。
?。?)部分機(jī)組DcS及主要控制、保護(hù)系統(tǒng)的電源監(jiān)視、報(bào)警系統(tǒng)不完善。
2DCS失電故障的對(duì)策
?。╨)在設(shè)計(jì)DCS供電電源配置時(shí),對(duì)UPS的工作電源、旁路電源、直流電源均應(yīng)設(shè)置失電報(bào)警功能,且各電源電壓信號(hào)應(yīng)進(jìn)人故障錄波裝置和DCS,以便監(jiān)視;DCS應(yīng)由1路UPS、1路保安電源進(jìn)行供電,或2路相互獨(dú)立的UPS進(jìn)行供電。這2路供電電源應(yīng)分別取自機(jī)、爐工作段;汽輪機(jī)緊急跳閘系統(tǒng)(ETS)、汽輪機(jī)監(jiān)視儀表(TSI)、火焰檢測(cè)裝置等系統(tǒng)應(yīng)采用和DCS相同的電源結(jié)構(gòu);應(yīng)對(duì)UPS定期進(jìn)行切換試驗(yàn),工作電源和備用電源的切換時(shí)間應(yīng)小于5ms。
?。?)在設(shè)計(jì)DCS內(nèi)部電源配置時(shí),應(yīng)采用2種方式:一是2N方式,每個(gè)模件柜有2(或4)個(gè)電源模件,一半電源模件由主電源供電,另一半電源模件由副電源供電,電源模件輸出的直流電源并聯(lián),作為I/O模件、主控制器和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的工作電源;二是2路(A、B)交流進(jìn)線電源互為備用方式,A(B)路電源的主電源為A(B)路交流進(jìn)線電源,當(dāng)A(B)路進(jìn)線電源失去時(shí),切換到B(A)路進(jìn)線電源供電,當(dāng)A(B)路進(jìn)線電源恢復(fù)時(shí),切回A(B)路進(jìn)線電源供電,切換后的A、B2路電源分別提供控制系統(tǒng)一半的電源模件使用,這樣即使電源切換不成功,也至少有一半的電源模件能夠正常工作,以維持DCS正常運(yùn)行。
?。?)火焰檢測(cè)裝置、TSI及熱工儀表電源柜等均應(yīng)由2路不同來(lái)源的交流電源供電(可與DCS機(jī)柜電源來(lái)源相同),或采用經(jīng)過(guò)切換后的電源。各操作員站和工程師站應(yīng)采用2路切換后的電源,或者2路供電電源、切換后的電源分別為不同的操作員站供電,以保證1路電源喪失時(shí),至少有1臺(tái)操作員站可用。Dl模件的查詢電壓建議采用+48VDC電源,以增加信號(hào)的抗*力。此外,還應(yīng)對(duì)DCS及ETS、TSI、火焰檢測(cè)裝置等的任意1路電源進(jìn)行監(jiān)視,如有條件應(yīng)設(shè)計(jì)DCS電源電壓超限、2路電源偏差大、風(fēng)扇故障以及隔離變壓器超溫等報(bào)警,以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)DCS電源系統(tǒng)故障。
(4)在設(shè)計(jì)操作臺(tái)按鈕配置時(shí),應(yīng)各配置2個(gè)手動(dòng)停爐和停機(jī)按鈕,每個(gè)按鈕提供多對(duì)常開(kāi)(閉)觸點(diǎn),只有2個(gè)停爐(停機(jī))按鈕同時(shí)按下時(shí),才發(fā)出手動(dòng)停爐或停機(jī)指令。其中,部分觸點(diǎn)作為Dl信號(hào)進(jìn)人爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)(FSSS)和ETS構(gòu)成觸發(fā)停爐、停機(jī)的軟件跳閘信號(hào),部分觸點(diǎn)串聯(lián)接入MFT跳閘繼電器、ETS跳閘電磁閥(AST)的控制回路中,實(shí)現(xiàn)硬件跳閘。給水泵汽輪機(jī)手動(dòng)停機(jī)按鈕和交、直流潤(rùn)滑油泵的起動(dòng)按鈕均必須設(shè)計(jì)為:給水泵汽輪機(jī)的手動(dòng)停機(jī)信號(hào),可以采用1路進(jìn)入DCS參與邏輯運(yùn)算,1路串聯(lián)接入跳閘電磁閥的控制回路中,保證失去電源能夠可靠停機(jī);交、直流潤(rùn)滑油泵的起動(dòng)按鈕,應(yīng)直接接入潤(rùn)滑油泵電氣起動(dòng)回路中,同時(shí)潤(rùn)滑油壓力低信號(hào)也應(yīng)串聯(lián)接入電氣起動(dòng)回路中,這樣一旦發(fā)生DCS失電停機(jī)時(shí),潤(rùn)滑油泵在沒(méi)有DCS控制的情況下能夠自動(dòng)起動(dòng),保證汽輪機(jī)的安全運(yùn)行。
?。?)在熱工主保護(hù)系統(tǒng)配置時(shí),對(duì)于采用DCS實(shí)現(xiàn)MFT保護(hù)的機(jī)組,應(yīng)配置獨(dú)立的MFT跳閘繼電器組。該跳閘繼電器組可以采用帶電動(dòng)作或失電動(dòng)作設(shè)計(jì)。如果設(shè)計(jì)為帶電動(dòng)作,應(yīng)使用由2路不同電源(1路220VAC,110VDC)構(gòu)成并聯(lián)回路,即任意回路動(dòng)作均可停爐,220VAC和直流110VDC2路電源都應(yīng)有失電報(bào)警信號(hào)。如果設(shè)計(jì)為失電動(dòng)作,則不能使用2路交流電源(交流電源切換時(shí)可能造成短暫失電),可使用FSSS公用機(jī)柜本身提供的直流電源。MFT跳閘繼電器組的輸出應(yīng)不通過(guò)DCS,應(yīng)直接接人就地設(shè)備的跳閘回路。ETS采用失電動(dòng)作設(shè)計(jì),危急遮斷系統(tǒng)無(wú)論是和ETS一體化布置,還是和DEH一體化布置,均應(yīng)將手動(dòng)停機(jī)按鈕輸出接入危急遮斷回路中與控制系統(tǒng)發(fā)出的軟件跳閘信號(hào)并聯(lián)。
3結(jié)論
通過(guò)對(duì)稻稈熱解焦油催化裂解過(guò)程中的焦油催化裂解率與催化裂解溫度、氣相停留時(shí)間之間關(guān)系的分析,采用zui小二乘支持向量機(jī)建立了稻稈熱解焦油催化裂解率隨催化裂解溫度、氣相停留時(shí)間變化過(guò)程的模型。通過(guò)驗(yàn)證,模型值與試驗(yàn)值平均相對(duì)誤差為2.1172%,表明該模型具有較好的泛化能力和擬合效果,可有效地模擬生物質(zhì)熱解氣化焦油催化裂解脫除過(guò)程的特性。在此基礎(chǔ)上,本文對(duì)稻桿熱解氣化焦油催化裂解脫除過(guò)程參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化計(jì)算,表明當(dāng)催化裂解溫度為937.0101℃、氣相停留時(shí)間為0.9041s時(shí),稻稈熱解氣化焦油催化裂解率可達(dá)到zui大值95.4418%。