中國大唐集團公司提高火電廠主設備熱工保護及自動裝置可靠性指導意見

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保護及自動裝置可靠性指導意見2009年12月#目錄1．前言2．編制依據(jù)3．熱工保護配置原則4．鍋爐主保護5．汽機主保護6．機爐電大聯(lián)鎖7．RB邏輯8.DCS報警9．電源系統(tǒng)10.AGC及一次調(diào)頻前言為進一步規(guī)范集團公司所屬企業(yè)熱控專業(yè)技術工作，提高熱工自動化系統(tǒng)可靠性，指導其在系統(tǒng)設計、設備選型、制定技術方案等方面工作，特制定本指導意見。本指導意見適用于集團公司所屬新、擴建項目火電機組及在役火電機組。編制依據(jù)下列標準所包含的條文，通過在本方案中引用而構成為本指導意見的條文。在該標準出版時，所示版本均為有效。所有標準都會被修訂，使用本指導意見的各方應探討使用下列標準或相關文件最新版本的可能性。DL5000-2000《火力發(fā)電廠設計技術規(guī)程》DL/T5175-2003《火力發(fā)電廠熱工控制系統(tǒng)設計技術規(guī)定》DL435-04《電站煤粉鍋爐爐膛防爆規(guī)程》中國大唐集團公司《防止電力生產(chǎn)重大事故的二十五項重點要求實施導則》熱工保護配置原則熱工保護的基本配置原則是“既要防止拒動，也要防止誤動”。依據(jù)《防止電力生產(chǎn)重大事故的二十五項重點要求實施導則》，確定原則如下：（1）必備的主機保護過程開關量信號應采用“三取二”配置。（2）由過程模擬量輸入的保護信號，與保護輸出為同一DPU的系統(tǒng)，輸入信號經(jīng)模擬/開關量轉(zhuǎn)換后實現(xiàn)“三取二”配置。（3）由過程模擬量輸入的保護信號，與保護輸出為不同DPU的系統(tǒng)，輸入信號經(jīng)模擬/開關量轉(zhuǎn)換后通過硬接線送入保護機柜，實現(xiàn)“三取二”配置。（4）需經(jīng)過速率判斷等計算，用于保護輸出的模擬量信號，應采用“三選中”配置。（5）保護輸入的一次元件、取樣管、輸入模件均應相互獨立。（6）可選保護應盡可能實現(xiàn)“三取二”或“三取中”，確因測點數(shù)量原因無法實現(xiàn)“三取二”時，可采用二取二的形式。（7）必備保護必須投入，可選保護根據(jù)設備特點，按制造廠要求或運行要求，確實需要投入的，須履行審批程序（分子公司批準，集團公司備案）確定。（8）各種作用于主設備停運的熱工保護，必須有防止因單一測點、回路故障而導致保護誤動的技術措施。以下條款中保護定值均為參考值，實施中應根據(jù)設備制造廠及機組具體情況確定。4鍋爐主保護必備鍋爐保護：兩臺送風機均停跳爐兩臺引風機均停跳爐兩臺空預器均停跳爐兩臺一次風機均停跳爐（無燃油時）手動停爐此信號由運行人員手按控制盤臺按鈕產(chǎn)生，需兩個按鈕同時按下才有效。另外必須直接送一路信號至獨立于DCS的MFT繼電器盤，通過硬接線回路直接動作相關設備?？傦L量＜25%停爐此信號由MCS計算產(chǎn)生，然后通過硬接線送到FSSS系統(tǒng)，設計成3個獨立的通道，進行三取二運算，當任意兩個點為邏輯“1”時，延時5秒觸發(fā)MFT。爐膛壓力高（低）二值跳爐此信號由就地壓力開關產(chǎn)生，以開關量送入FSSS系統(tǒng)，選自爐膛兩側(cè)共3個測點，進行三取二運算。此項保護既為保護爐膛，也是滅火的后備保護，高（低）二值的確定必須在+/-1500Pa?+/-2000Pa之間選擇，制造廠提供的數(shù)據(jù)作為定值校核。汽包爐汽包水位高（低）二值跳爐此信號由MCS計算產(chǎn)生，三個補償后的水位信號判斷后分別形成三個汽包水位高（低）二值信號，設計成3個獨立的通道，以硬接線送入尸555系統(tǒng)，進行三取二運算，當任意兩個點為邏輯“1”時，延時不超過5秒觸發(fā)MFT。失去火檢冷卻風跳爐火檢冷卻風壓力低信號由就地壓力開關產(chǎn)生，以開關量送入尸555系統(tǒng)，共3個測點，進行三取二運算，當任意兩個點為邏輯“1”時，延時觸發(fā)MFT；或火檢冷卻風機均停且無其它冷卻風源，延時觸發(fā)MFT。延時時間由各廠根據(jù)實際設備自定。全部燃料失去跳爐此信號由FSSS產(chǎn)生，在爐膛燃燒已建立條件下，失去所有燃料時，即為全部燃料失去，觸發(fā)MFT。全爐膛滅火跳爐此信號由FSSS產(chǎn)生，所有燃燒層無火，判定為全爐膛滅火。各燃燒層無火，依據(jù)鍋爐制造廠說明書確定。首次點火連續(xù)三次點火失敗跳爐爐膛吹掃30分鐘后點火未成功跳爐機跳爐汽機跳閘用主汽門關閉（通過高、中壓主汽門關閉與或邏輯判斷）或保安油壓低信號（三取二表征），且主蒸汽流量大于10%（直流爐）或30％（汽包爐）。爐水循環(huán)泵均停跳閘（強制循環(huán)鍋爐）給水泵全停跳爐（直流鍋爐）給水泵全停跳爐，延時2秒觸發(fā)MFT。給水流量低保護（直流鍋爐）當給水流量低于保護定值并延時數(shù)秒后跳爐。選用三個相互獨立的開關量信號使用三取二邏輯實現(xiàn)保護回路。分離器出口汽溫高、水冷壁壁溫高、一級過熱器入口汽溫高跳爐（直流鍋爐）分離器出口汽溫高、水冷壁壁溫高、一級過熱器入口汽溫高三項保護，至少設置一項。當溫度達到保護定值并延時數(shù)秒后跳爐。每項保護至少應設置三個測點（模擬量采用三選中邏輯，開關量采用三選二邏輯）?？蛇x鍋爐保護項目爐膛壓力高（低）三值，跳送、引、增壓風機。爐膛壓力低三值（±4kPa,三取二）。其它可選保護汽機主保護必備汽機保護：汽機超速跳閘TSI（或ETS）超速110%（三取二）和DEH超速110%（三取二）。每個系統(tǒng)前箱聯(lián)軸器前后信號各三選二之后，二選一跳機。軸向位移大TSI送ETS三路（或四路）開關量信號，按三取二（或按串并聯(lián)）構成保護邏輯。潤滑油壓低現(xiàn)場送ETS信號，其它同5.1.2EH油壓低現(xiàn)場送ETS信號，其它同5.1.2。凝汽器真空低現(xiàn)場送ETS開關量或模擬量信號，其它同5.1.2。手動打閘此信號由運行人員手按控制盤臺按鈕產(chǎn)生，需兩個按鈕同時按下才有效?？刂票P臺送ETS三路信號，進行三取二處理。另外必須直接送一路信號至獨立于DCS的DEH繼電器柜，通過硬接線回路直接動作。振動保護汽機振動保護采取軸振或瓦振“一取一”保護，機組啟停過程中必須投入。DEH故障跳汽機發(fā)電機變壓器組保護動作跳閘（二取一）電氣保護屏送ETS兩路信號，二取一。汽包水位高三值跳機（汽包爐）MFT控制柜送ETS三路信號，三取二。發(fā)電機定子冷卻水流量低（三取二）現(xiàn)場送三路模擬量，轉(zhuǎn)換后送ETS或現(xiàn)場直接送三路開關量信號至ETS,構成三取二保護邏輯，經(jīng)延時后跳發(fā)電機?？蛇x汽機保護項目高壓缸脹差超限停機TSI送ETS單點信號，延時5秒觸發(fā)保護。低壓缸脹差超限停機TSI送ETS單點信號，延時5秒觸發(fā)保護。高排壓力高（4.82MPa）（三取二）現(xiàn)場送ETS三路開關量信號，三取二。汽機軸承金屬溫度高汽機推力瓦溫度高汽輪機高壓缸壓比低（600MW機組）包含三個條件：發(fā)電機出口開關合閘（并網(wǎng)），高旁開，調(diào)節(jié)級壓力與高壓缸排汽壓力之比＜1.7。三個條件同時成立時動作。主汽溫突降保護主汽溫在10分鐘內(nèi)突降50℃，現(xiàn)場送三路模擬量，由DCS運算三選中構成保護邏輯。再熱汽溫突降保護再熱汽溫在10分鐘內(nèi)突降50℃，現(xiàn)場送三路模擬量，由DCS運算三選中構成保護邏輯。機爐電大聯(lián)鎖機跳爐汽機跳閘且主蒸汽流量大于10%（直流爐）或30％（汽包爐），發(fā)出跳爐指令。爐跳機汽包爐MFT動作可以不跳汽機，但汽包水位高三值必須聯(lián)跳汽機。直流爐MFT動作直接跳汽機。機跳電汽機跳閘（主汽門閥全關），一路主汽門全關信號通過硬接線送至電氣保護屏，另一路主汽門全關信號通過硬接線送至DEH機柜，再通過硬接線送至另一電氣保護屏，兩路信號均通過電氣程序逆功率或逆功率保護跳發(fā)電機。電跳機發(fā)變組保護動作跳汽機，采取“二取一”邏輯形式。RB邏輯機組大負荷運行過程中，主要輔機跳閘，機組應迅速自動降至可維持正常運行的負荷，RB主要包括以下項目：送風機、引風機、一次風機RB兩臺送、引、一次風機運行，其中一臺跳閘，負荷指令以50%機組額定負荷/分鐘降至50%負荷，按5?20秒時間間隔順序跳上層磨（保留下層三臺磨運行）。給水泵RB一臺給水泵跳閘，備用泵聯(lián)啟不成功，或備用泵聯(lián)啟成功，但給水泵容量不滿足運行工況要求時，發(fā)生RB。備用泵聯(lián)啟成功，且給水泵容量滿足運行工況要求時，不發(fā)生RB。注1：上述各項RB邏輯降負荷速率和跳磨時間間隔應根據(jù)設備特性和試驗情況確定。注2：RB功能必須通過熱態(tài)試驗驗證及參數(shù)調(diào)整，熱態(tài)試驗至少進行三項，即跳送風機或引風機RB、跳一次風機RB、跳給水泵RB。注3：RB裝置必須隨機組A級檢修做定期試驗和參數(shù)調(diào)整,并作為機組定期檢修的標準項目執(zhí)行,確保其功能正常。DCS報警機組應配置一定數(shù)量的聲光報警裝置，用于重要的主輔機跳閘、設備故障、重要參數(shù)偏離正常值報警。DCS報警必須具備分級報警功能，所有DCS系統(tǒng)必須設置報警畫面，并將狀態(tài)變化與報警分開設置。必須具備報警切除功能（系統(tǒng)停用時相關報警同步停用），確保報警及時準確，以保證正常報警的功用。DCS報警聲光裝置不得具備關閉開關。電源系統(tǒng)DCS系統(tǒng)、DEH系統(tǒng)、ETS系統(tǒng)、TSI系統(tǒng)、爐膛火焰檢測系統(tǒng)、小汽機控制系統(tǒng)等重要的控制設備必須有兩路可靠的交流220V電源供電，一路為UPS電源，另一路為保安電源（或另一路獨立的UPS電源），如保安電源電壓波動較大，可增加一臺穩(wěn)壓器，當一路電源失去后不應影響設備的正常運行。DCS系統(tǒng)、DEH系統(tǒng)、ETS系統(tǒng)、TSI系統(tǒng)、爐膛火焰檢測系統(tǒng)、小汽機控制系統(tǒng)等重要的控制設備應選用雙電源供電型設備，不宜選用通過電源切換裝置實現(xiàn)雙路供電的單電源供電型設備。DCS系統(tǒng)操作員站應分別由兩路電源供電，例如：＃1、＃3、＃5操作員站由UPS供電，＃2、＃4操作員站由保安電源供電。兩臺機組公用DCS電源應取自兩臺機組DCS的UPS電源。循環(huán)水泵房和空冷系統(tǒng)等距離主廠房較遠的遠程控制站或I/O站應按單元設置來自不同廠用母線段的兩路自動切換的可靠電源，其中一路應配置UPS電源。循環(huán)水泵出口閥的控制電磁閥等重要設備也應按單元有可靠的冗余電源?；饳z風機就地控制箱，每臺風機控制電源應相互獨立。AGC及一次調(diào)頻AGC機組應具有完備的AGC功能，機組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)及調(diào)節(jié)各子系統(tǒng)正常投入，自動投入率必須達到95％以上。機組AGC的各項指標中，機組協(xié)調(diào)系統(tǒng)應滿足在23%Ne/min負荷變動率下穩(wěn)定運行的要求，各項指標如負荷變動率、負荷調(diào)整范圍、調(diào)整負荷的靜態(tài)和動態(tài)偏差等，應滿足有關部門的要求。一次調(diào)頻汽輪機采用電液調(diào)速系統(tǒng)（DEH）的機組，一次調(diào)頻功能應由DEH實現(xiàn)。宜采取將頻差信號疊加在汽輪機調(diào)速汽門指令處的設計方法，以保證一次調(diào)頻的響應速度。如采取其它形式的設計方法，也必須滿足各項技術指標的要求。采用分散控制系統(tǒng)（DCS）,具有機組協(xié)調(diào)控制和AGC功能的機組，應在DC