300MW机组联锁、保护系统逻辑资料.docx
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1、近年来,随着我国不断加快的经济发展步伐,电力工业也在发生天翻地覆的变更。300MW机组已经成为中国各大电网中的主力机组。随着自动限制技术的发展,在发电企业中过程限制的重要性被渐渐体现出来,而过程限制中联锁、爱护功能的完善性是发电机组平安、稳定的运行在电网中的基础,300MW机组联锁、爱护系统包括两大系统:一是依次限制系统,另一是燃烧器管理系统系统。本书介绍了火电机组联锁、爱护系统限制理论,并以300MW火力发电单元机组为限制对象,重点对机组的锅炉燃烧器管理系统、机组依次限制系统进行了探讨,内容包括的被控设备的工艺流程、限制系统的任务、被控对象的限制逻辑的设计等,并对实际运行中的一些细微环节问题
2、进行了剖析。本书第一篇内容主要介绍依次限制系统的设计原则、并依据每个限制系统的特点,分别介绍了被控设备的逻辑;其次篇内容主要介绍锅炉燃烧器管理系统,。本书留意它的好用性和可操作性,依据以往300MV机组的联锁、爱护系统的调试阅历,提出一些看法供读者参考和借鉴。由于作者水平有限,加之编写时间仓促,书中的描述地不够具体,谬误和不妥之处也在所难免,敬请各位指责指正。目录第一篇依次限制系统(SCS)1第一章依次限制系统(SCS)系统概况1其次章SCS系统的设计原则2第一节SCS系统设计概况2其次节SCS系统子组级和驱动级的基本逻辑设计原则2第三节SCS系统其他设计6第三章300MVV机组锅炉风烟系统依
3、次限制10第一节风烟系统概述10其次节空预器A子功能组依次限制15第三节吸风机A子功能组依次限制21第四节送风机A子功能组依次限制30第五节一次风机A子功能组依次限制33第四章主蒸汽和再热蒸汽系统依次限制36第一节主蒸汽和再热蒸汽系统系统概述36其次节主蒸汽、再热蒸汽系统依次限制43第五章高压加热器系统依次限制49第一节高加系统概述49其次节高加运行52第三节高压加热器依次限制53第六章除氧器系统的依次限制61第一节除氧器系统概述61其次节除氧器运行62第三节除氧器设备级限制63第七章给水系统依次限制65第一节给水系统概述65其次节给水系统运行70第三节锅炉电动给水泵子组依次限制73第四节汽动
4、给水泵顺控限制逻辑77第八章凝聚水系统依次限制82第一节凝聚水系统概述82其次节凝聚水系统运行86第三节凝聚水系统依次限制87第九章其它依次限制系统93第一节协助蒸汽系统依次限制93其次节润滑油系统依次限制96第三节开式循环冷却水系统和闭式循环冷却水系统依次限制100第四节真空系统逻辑限制107其次篇锅炉燃烧器管理系统(BMS)108第一章锅炉燃烧器管理系统概述108第一节锅炉燃烧器管理系统设计概念108其次节形成炉膛爆炸的缘由和防止措施113第三节炉膛平安监控系统的主要平安功能117其次章燃烧系统及设备119第一节风烟系统120其次节煤粉制备系统121第三章BMS系统逻辑程序127第一节炉膛
5、吹扫(FurnacePurge)127其次节主燃料跳闸(MASTERFUE1.TRIP)与油燃料跳闸(OI1.FUE1.TIRP)128第三节燃烧器系统公用逻辑134第四节点火油枪限制139第五节磨煤机组限制(以磨组A为例)146第六节锅炉炉水循环泵限制160第四章BMS系统的调试阅历164第一节关于锅炉灭火爱护的阅历164其次节燃烧器管理的阅历173第一篇依次限制系统(SCS)第一章依次限制系统(SCS)系统概况依次限制系统是指300MVV机组的辅机依次限制系统,简称为SCS(SequenceControlSystem),它的任务主要是对大型单元机组的辅机包括电动机、阀门、挡板等设备的启停或
6、开关进行自动限制。它可以依据生产过程的工况和被限制设备的状态等条件,依据限制系统中所预先设定的依次实现被控设备的启停或开关。SCS所采纳的依次限制策略是依据300MW机组的运行的客观规律的要求而制定的,它是将电厂的辅机运行规程采纳依次限制系统的逻辑实现。采纳依次限制系统后,只需通过限制画面的单按钮操作,辅机及相关设备的启停、开关就会依据设备的平安启停的规定依次和肯定的时间间隔自动动作,而运行人员可通过监视器监视各限制步序的执行状况,无须人为干涉,削减了大量的、繁顼的操作。同时在依次限制系统的设计中,各设备的动作都设计了平安联锁条件,只要设备的动作条件不满意,设备动作将被闭锁进行,这样可避开运行
7、人员的误操作,保证设备的平安运行。依次限制系统一般分为三级:机组级、功能组级和设备级。(1) 机组级是最高一级限制,它是在少量的人为干预下自动的完成整个机组由起始状态到高负荷,甚至是100%负荷的启停限制。在实现机组级的限制时,各功能组均处于自动状态,每个功能组接受机组级限制吩咐执行操作程序,完成后向机组级反馈完成信息,由机组级向下一个功能组发送启动吩咐。(2) 功能组级是实现依次限制的核心部分,设备的依次限制逻辑及步序设置均在此实现,当操作人员发出功能组启动指令,同一功能组的辅机及相关设备都将依据预定的设备平安操作依次和肯定的时间间隔实现自动启动。(3) 设备级是依次限制系统的基础级,它对就
8、地限制设备干脆进行限制,全部的辅机等设备的联锁逻辑的最终实现也在设备级。依据我国的现有的国产30OMW机组的可控性水平的实际状况,机组级在实际运行运用上还不能实现,一般在依次限制系统的设计中只考虑功能组级和设备级两种模式。第二章SCS系统的设计原则第一节SCS系统设计概况SCS系统是电厂中那些相互之间操作关系困难,而且具有肯定规律可循的机组协助设备启动、停止运行的依次限制系统。依据SCS系统分级限制的基本原则,可分为:功能组级、子组级和驱动级。目前,由于功能组级限制困难、影响因素众多而难以投入,因此,我国大型机组的SCS系统一般只设计子组级和驱动级两级限制。大机组普遍采纳DCS系统作为主要限制
9、系统,依据DCS系统自身特点以及对SCS系统的限制水平要求的不同,两级限制的设计方法也是不尽相同的。SCS系统的逻辑回路可以设计得特别困难,也可以设计得很简洁。合理的SCS系统逻辑回路设计必需兼顾技术和经济两方面,逻辑设计应当基于满意限制要求的前提下,运用完量少的I/O点数,以期使DCS系统有最合理的性能和价格比。发电机组能否平安、稳定的运行,SCS系统在其中起着重要作用,而优良的设计是系统正常运转的关键。因此在设计中,必需了解设备和运行状况,并与调试人员、运行人员共同商讨,使设计方案尽可能符合实际工况,为机组的平安经济运行创建条件。第二节SCS系统子组级和驱动级的基本逻辑设计原则依据被控设备
10、的限制方式及工艺系统的运行规律,子组级和驱动级的限制逻辑可分为基本逻辑和可变逻辑两种。可变逻辑是与工艺系统运行相关的逻辑,依工艺系统运行方式的不同而变更;基本逻辑是接受SCS系统限制的典型被控设备固有的限制方式和相对固定的动作逻辑,每种被控设备都有相对应的基本逻辑。可变逻辑和基本逻辑有机结合,才能实现对被控设备运行的依次限制,其中基本逻辑是SCS系统的基础,就像组成自动调整系统的PlD调整器一样,基本逻辑是组成SCS系统的基本单元。一、基本逻辑分类及相互关系1、驱动级基本逻辑分类SCS系统所限制的就地设备主要有:电动机、电动门、电磁阀、电加热器等,它们是驱动级干脆限制的设备,依据各自限制方式的
11、不同,驱动级的基本逻辑可分为:不调整电动门基本逻辑;可调整电动门基本逻辑;高等级电动机基本逻辑;低等级电动机基本逻辑;双线圈电磁阀基本逻辑;单线圈电磁阀基本逻辑;电加热器基本逻辑等。2、子组级基本逻辑受驱动级限制的设备除了其自身的基本逻辑外,当它们结合在一起组成工艺系统时,往往有一些动作逻辑是相对固定不变的,这就是驱动级的上一级一子组级的基本逻辑。依据动作规律,子组级基本逻辑可分为:子组启动/停止基本逻辑;互为备用型基本逻辑;选线限制基本逻辑等。子组级和驱动级两者既是相互独立的,又是具有肯定的关系,它们之间的关系如图1所示。软连接子组级基本逻辑了孤启动基本逻辕互为符用基本逻辑一可变遗辑一驱动级
12、基本逻辑图I子组级和郸动级基本逻辑的相互关系二、基本逻辑的组成及功能1、子组级子组级基本逻辑由信号及指令处理逻辑和状态显示逻辑两部分组成,如图2虚线框内所示。其他子组级信号键盘信号现场信号信号及指令处理状态显示逻辑去驱动级或子组基本逻辑图2子组级基本逻辑信号及指令处理逻辑是对外部信号、其他子组级或驱动级的联系信号、键盘操作指令等进行逻辑处理,确定各个指令的优先级,形成有条件的最终限制指令形式(长脉冲或短脉冲)。状态显示逻辑是把信号及指令处理逻辑送来的状态信号经过逻辑处理、运用色调变更、闪光/平光、文字指示、音响提示等显示处理方法在显示屏上为运行人员供应子组运行状态。2、驱动级驱动级基本逻辑一般
13、由信号及指令处理逻辑、限制指令形成逻辑、状态显示逻辑三部分组成,如图3所示。其他子组级信号现场信号后备手操信号-信号及指令处理逻辑状态显示逻轮控制揖令形成逻辑去驱动级现场设备图3驱动级基本逻辑信号及指令处理逻辑是对外部信号、其他子组级或驱动级联系信号、后备手操信号、键盘指令等进行逻辑处理,确定各指令的优先级,形成对驱动级的限制指令。限制指令形成逻辑是对信号和指令处理逻辑送来的驱动级限制指令,针对被控设备限制方式,限制该被控设备具体的动作过程,最终转换成被控设备能够接受的具体指令信号,并对动作过程的正确和错误作出推断。如:发长脉冲还是短脉冲指令信号,动作过程正在进行还是已经完成,动作完成后取消还
14、是保持限制指令等逻辑。状态显示逻辑是把信号及指令处理逻辑和限制指令形成逻辑送来的状态信号,经过逻辑处理,运用色调变更、闪光/平光、文字指示、音响提示等显示处理方法,在显示屏上为运行人员供应本驱动及运行状况。如一台电动门用慢闪光表示正在开启、正在关闭,用平光显示已经打开、已经关闭,用黄色快闪光表示打开无效、关闭无效、电动门故障等状态显示。3、举例说明下面以“送风机依次限制系统”为例,说明基本逻辑在SCS系统中的具体运用方法及特点。送风机依次限制系统由一下被控设备组成,送风机电动机、送风机出入口不调整电动挡板、送风机润滑油泵电动机组。依据这些设备的限制方式,采纳一下几种基本逻辑可以完成该系统的限制
15、:子组级启停基本逻辑;高等级电动机基本逻辑(用于送风机);互为备用基本逻辑(用于润滑油泵组/低等级电动机基本逻辑(用于每台润滑油泵不调整电动门基本逻辑(用于出、入口门)。低等级电动机基本逻辑干组启伊基木逻能U1N互为备用型基本逻a7、a号润滑油泵)于组后厅呈率应料_/(润滑油泵组)1低等级电动机基本逻辑总线或软接线不调整电动门基本逻辑(送风机出口门)不调整电动门基本逻辑(送风机进口门)XZ高等级电动机基本逻辑可变逻辑Ml(送风机)图4送风机启停逻辑构成该系统如图4所示。选用以上5种基本逻辑,再依据送风机启停运行发行,设计相应的可变逻辑,并将基本逻辑和可变逻辑相互联接起来,即构成了完整的送风机依
16、次限制系统。从上面例子可以看出,运用基本逻辑,使SCS系统具有以下4个特点:(1) 标准化程度高,限制界面清晰;(2) 编程工作简化,主要工作是设计可变逻辑,即做好基本逻辑的接口工作;(3) 易于修改和扩展,相互影响小;(4) 适用于硬件结构不同的DCS系统。SCS系统是大型机组限制的重要组成部分,基本逻辑则是SCS系统的基础,在此基础上,还需结合具体工程的实际状况,留意从整体动身完善SCS系统的设计。要特殊留意基本逻辑与被控设备的强电回路的连接设计,合理的利用基本逻辑的功能,设计出好用的SCS系统,从而提高机组的自动化水平。第三节SCS系统其他设计一、工艺联锁开关的设置大型机组整个SCS的被
17、控对象多,彼此相互关联,若各被控对象间的工艺爱护联锁接死.会带来很多不利影响。工艺爱护联锁信号均为电平信号,在常规SCS中,一经接上将不能变动。通常一些重要辅机都设有工艺联锁开关,可依据系统状况投/切联锁开关,但大量挡板、阀门等设备仍会出现“咬尾巴”现象。如风烟系统调试或检修后,希望启动前对全部挡板、阀门逐个操作就变得相当困难,更无法在集控室内完成。应用DCS设计构成SCS可摆脱常规方式约束,充分利用计算机软件优势,结合CRT显示功能实现常规方式无法或难以实现的功能。为便利分期调试和检修后的试验,在每个被控对象的驱动级都设置一个软联锁开关。软联锁开关可按功能子组划分,集中在CRT画面上显示操作
18、,可成组、单个投切,也可自动投、手动投/切,但切除软联锁开关需加确认。采纳设置这种软联锁开关的方法,在系统退出运行时,某一个功能子组软联锁开关切除时,该功能子组的各个对象被分解为独立的设备,可随意操作。为确保机组运行过程中全部对象的软联锁开关都投入状态,任何一个功能子组投入自动后,将自动将该功能子组内的全部对象软联锁开关合上并保持;任何一个对象的软联锁开关未投,都将在CRT上的报警框内产生闪光报警,仅当全部对象的软联锁开关全部投入,闪光报警方能自动解除。二、报警信息的处理采纳DCS后,全部需报警的信息(模拟量、开关量)均已进入DCS,充分利用DCS的运算及逻辑综合功能,使得在CRT报警显示方面
19、的功能大大增加;另一方面,可削减常规信号报警点数,突出重点地只将少数重要报警对象放在常规报警光字牌上显示,削减了因报警频繁、声/光交织对运行人员的干扰。在某些DCS中的依次限制设计中,也有要求DCS的依次限制输出对象报警信息的功能,主要基于DCS内部易于综合出报警信号。但每输出一个这样的信号,需占用一个I/O通道,代价较大。通常各DCS的平均价格约为350450美元/点。三、人机界面的设计人-机界面(CRT)是操作人员与SCS的接口,是实现其全部功能的唯一用户操作界面。除了硬件的保证、逻辑设计的合理性与正确外,SCS设计如何及其最终运用率关键在于人.机界面的设计。功能完善、操作便利敏捷、信息齐
20、全及操作人员易于接受,是SCS设计成败的关键,应赐予足够的重视。依据设计、调试及投运SCS阅历,大致应有如下画面种类及要求。SCS操作画面:正常操作画面顺控操作画面冗余设备备用投/切操作画面具有示意指导的单操/组操画面各驱动级手动联锁开关投/切操作画面异样操作画面事故报警检索确认操作画面SCS提示画面顺控启/停允许条件一览画面工艺联锁及爱护跳闸一览画面1、操作画面(1) 功能组或功能子组的依次限制操作画面采纳工艺流程图和文字操作指导相结合的表示方式较为志向,以便操作人员可进行功能组或功能子组的自动依次操作,同时工艺流程图可直观显示被控对象的状态变更。操作人员也可借助操作指导在同一画面内的工艺流
21、程图上干脆进行规定次序的单操。通常完成一个功能组或功能子组的依次限制操作宜在一个画面内进行,不宜在多幅画面内切换;相反,依次限制操作指导(启动和停止过程)不宜同时在一幅画面内进行,可依据当前操作按钮自动弹出和转换。(2) 操作步序的状态表示。执行依次限制操作时,每一个操作步序可由4种状态进行描述,且应由不同颜色定义加以区分,如:初始状态时为白色(操作步序的文字颜色或步序指示灯的颜色);本步指令正在执行时为青色;本步指令执行完成时为绿色;本步指令执行超时为黄色。2、冗余设备的备用投/切操作画面在SCS中,属于重要辅机且具有100%冗余设备的备用投/切操作步骤很少,但需显示的状态较多,一般无需设计
22、胜利能子组。但在这类设备设计时应考虑便于操作,以及状态显示完善的备用投/切操作画面。这类设备主要有凝聚水泵、凝升泵、凝汽器真空泵、开式循环泵和发电机定子冷却水泵等。3、具有示意指导的单操/组操作画面此类操作画面主要适用于汽水系统、锅炉排汽和疏水系统等,这些系统较为繁杂,很多被控对象间即构不胜利能子组也非简洁的单操,而是受到运行规则、工艺参数或工艺联锁的约束。如串联门操作、除氧器汽源间的切换联锁和汽轮机防进水爱护等。这类操作画面较敏捷,画面形成将因操作系统不同而各异。但无论画面形式如何,都须要在画面中给操作人员供应足够的操作揭示(文字形式、状态指示和其它任何直观形式)。4、驱动级联锁开关手动投/
23、切操作画面以功能子组或若干相关功能子组为单位划分画面,即一个功能子组(或相关功能子组)内的各被控对象的驱动级联锁开关归入一个操作画面。每个驱动级的联锁开关以相应被控对象的测点名加被控对象的示意图表示。5、事故报警确认操作画面SCS主要用于单元机组的辅机启/停操作,贯穿于机组从点火直至停机的各个阶段,但SCS操作不是连续进行的,因此操作员长期连续监视的画面主要是工艺流程图或协调限制系统的画面。而限制系统的任何一个被控对象出现事故报警,只能通过工艺流程图或协调系统操作画面上方的SCS报警栏给出指示。为了能对出现事故报警的被控对象进行快速检索、判别和确认事故类别(跳闸、断线及执行指令超时等),就须要
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