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HOLLY MACSV实现汽机孤网运行联锁保护

供稿:王者之师-chengxd0011 2013/2/15 8:37:29

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HOLLY MACSV实现汽机孤网运行联锁保护

一、概述

    汽轮机组是热电联产系统中的关键设备。相对于锅炉机组来说,它的设备具有易损坏不易修复的特点。因此,汽轮机组对运行参数的要求更加严格。安全运行是自备电厂机组孤网运行的首要条件,这一点从汽机运行参数的选择到保护的处理方式,以及到机组施工过程中设备的安装、调试,直到运行过程中司机人员的监盘都应该体现出来。否则,一旦造成设备损坏,轻则给公司造成重大经济损失,重则造成人身伤亡事故。

安全是孤网机组运行的前提,汽轮机决不允许“带病”运行。基于这个认识,汽机自动联锁保护系统的建立就显得非常必要。

二、汽机自动联锁保护系统的特点:

汽轮机的自动联锁保护系统具有需要保护参数多、保护类型复杂、保护需自动实现的特点。以青岛捷能汽轮机股份有限公司生产的C12——3.43/0.981机组为例,涉及到的保护参数多达20余项,保护类型有:

①汽机运行时的紧急停机保护,

②汽机准备启动时的禁止开机保护,

③油泵的启停联锁,

④高压加热器电动门的启停联锁,

⑤循环水泵、凝结水泵、射水泵的启停联锁。

    1传统的实现方式

    以前,实现汽机的自动联锁保护是将监控参数传送至带接点的测量元件(继电器)上,当该参数达到保护条件时,继电器接点接通,从而触发外围的控制电路,实现联锁保护动作。由此看来,传统的汽轮机的联锁保护方式存在以下问题:

    ①测量元件的精度决定了接点动作的准确性。一般情况,带接点的测量元件的精度在1.5级,相对汽轮机组严格的运行要求来说,这种精确度显得太低。

②为了实现多种类型的联锁保护,势必造成外围控制电路的复杂,降低系统的可靠性,无法正确判断虚假信号造成的误动作。

③保护动作的事故追忆能力差,不能正确分析事故原因。

基于以上存在的问题,决定了传统解决中方案存在的弊端:

①保护动作准确性差,

②控制电路复杂,不可靠,

③无法剔除假信号带来的误动作,

④可保护参数少,

⑤事故后的追忆能力差,增加了司机人员的监盘强度,容易造成人员的疲劳、紧张。

2HOLLY MACSV实现汽机的自动联锁保护

XXXX有限公司热电厂二炉二机(2*75t/h+2*C12-3.43/0.981,2#机组采用北京和利时MACSV集散系统作为控制的核心部分,与以往的一对一模式相比,HOLLY MACSV采用了双高速冗余工业以太网ProFibus作为其过程控制网络,远程操控、冗余主站等各种系统组态模式,实现了锅炉汽机之间的协调控制,使系统具有很高的实时性和可靠性。

下面就以C12-3.43/0.981机组为例介绍如何用MACSV系统实现汽机的自动联锁保护

MACSV系统实现的特点

1、)独立性

为了提高计算机实现的可靠性,本系统采用了和利时公司的MACSV 系统作为控制和联锁保护的控制站,所有与联锁保护相关的信号用冗余开关量信号送至路控制站的16路开关量输入模块(FM161D,对重要信号采用三重冗余进行筛选,跳闸条件皆定义为SOE点(事件顺序记录)。同时使用16开关量输出模块(FM171B通过继电器控制汽轮机油压电磁阀。另外,送入SOE模块所有与联锁保护相关的数据都经采集、计算、分配、处理。

2、)高精度

控制站中负责压力温度信号采集的卡件分别是FM148C FM143,测量精度达到0.02%.模拟量输入采样周期小于250ms,开关量采集周期为0.1s, 事故事故追忆开关量采集周期为小于1mS

3、)类型多样

该控制程序中分别建立了:①紧急停机,②禁止开机,③油泵联锁,④高加联锁、水泵联锁等5个子程序。如果使用传统解决方案需搭建复杂的外围控制电路才能实现的多类型保护, 但是采用MACSV控制系统就变的简单了。我们可以使用MACSV控制器算法组态,因为它的修改十分简便,只需将算法组态程序的进行修改,然后将算法下载控制器即可,避免了传统方式下的繁杂的控制线路修改和物料浪费。

4、)剔除了虚假参数

针对采集热工参数的一次元件,如变送器、热电阻,经常发生故障,在程序中增加了变送器断信号,热电阻断阻、短阻等虚假信号的判断,当采集到假信号时,程序自动将其剔除而不会引起保护动作。

5、)保护参数多

 B6-3.43/0.981机组涉及参数类型含压力、液位、温度、转速、位移、振动、跳闸、解列等,由于采用MACSV算法组态(与、或)方式,避免了传统方式中多保护参数给系统带来的臃肿、不可靠等问题。

 6、)分项投入

针对汽轮机运行的不同阶段,联锁保护要求不一致的特点,程序对每个保护参数设置了分项投入功能。操作人员可根据运行状况在计算机的“联锁保护”画面中选择某一参数是否投入保护。另外,当测量线路发生故障时,也可解除该保护,对故障点进行维修,待参数正常后再投用。

7、)后备措施完备

为确保汽机的联锁保护系统在任何情况下的可操作性,考虑到计算机、PLC系统故障带来的可能无法执行程序的可能性,设计时在控制盘上加入了“紧急停机”按钮,主保护动作的“联锁”、“解除”开关及各水、油泵等的“联锁”、“解除”开关,它们的使用不受计算机系统工作状况的影响。

8、)保护权限在线修改

  当具备一定的系统权限(工程师以上)后,参数保护权限可在控制器算法组态软件中“在线”修改,修改时只需强制输入修改参数的并“在线”查看运行情况,十分方便。

MACSV控制器算法实现方式

以上介绍了MACSV控制系统实现汽机自动联锁保护的特点,围绕这些特点,说明它的实现方式,如下面流程图所示:

图示汽机联锁保护控制流程——油泵启停连锁,其执行如下:

    二次仪表参数采样,根据类型判断其有效性;

    调“报警保护”子程序,判断参数是否达到报警保护限值,越限后声光报警并在计算机画面中提示。

    根据当前汽机工况,在“联锁保护”画面中设定汽机运行状态,从而确定执行保护子程序的类型。当汽机状态为“正在运行”时,执行“紧急停机”子程序;当汽机状态为“准备启动”时,执行“禁止开机”子程序。

    在 “紧急停机”或“禁止开机”程序中,检查是否有超过保护权限且该项保护投入的参数。若有,则主保护动作DO置位。“保护锁定”画面锁定保护参数及时间。

    当盘面主动作连锁开关处于“投入”位时,DO置位导致现场“主汽门”、“抽汽门”关闭。

 

 

                                              0    紧急停机      N 

   采样Y    有效判断 Y  保护越限 Y   状态判断                  投入保护  

 

               1    禁止停机

                                            

                                Y

主保护动作置位

                                                        控制器FM801部分   

 

    紧急停机         投入 / 解除

                                                                      控制机部分

 

 

关闭主汽门

关闭抽汽门

                                                                   现场仪表 部分

 

 

汽机联锁保护控制流程图

三、运行效果:

自从投用以来,由于系统的稳定性很高,加上公司内部比较科学的维护和使用,在运行中没有出现大的系统故障,它所具有的全面、可靠、方便等性能得到了汽机司机人员的认可,为整个公司的正常生产提供了有利保障。

 

 参考资料:

    北京和利时集散控制系统使用手册

⑵青岛捷能汽轮机股份有限公司汽轮机使用说明书

«热工仪表控制与运行»,中国电力出版社

«汽轮机运行»,中国电力出版社

      «热工自动控制技术与问答»,中国电力出版社

 

更多内容请访问 王者之师-chengxd0011(http://home.gongkong.com/profile/?uid=2010070422155900002)

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