330 MW機組鍋爐磨組一鍵啟停功能分析

摘 要：太倉港協(xié)鑫發(fā)電有限公司330 MW機組磨組受深度調(diào)峰等因素影響，啟停頻繁。原磨組啟動邏輯復雜，流程簡易，不能滿足實際運行工況的要求，也不利于熱工人員的邏輯理解及修改。現(xiàn)提出了制粉系統(tǒng)現(xiàn)場設(shè)備頻發(fā)缺陷的處理思路以及基于FOXBORO IA DCS操作系統(tǒng)的磨組一鍵啟停邏輯優(yōu)化方案。

關(guān)鍵詞：磨組;一鍵啟停;FOXBORO;邏輯

0 ? ?引言

太倉港協(xié)鑫發(fā)電有限公司4臺330 MW機組使用FOXBORO DCS控制系統(tǒng)，ICC組態(tài)器。每臺磨組現(xiàn)場設(shè)備包括冷、熱風關(guān)斷門（氣動），冷、熱風調(diào)門（電動），磨密封風門（電動），給煤機進、出口門（電動），磨出口門（氣動4臺）。磨組受摻燒劣質(zhì)煤及深度調(diào)峰等因素的影響，啟停頻繁?；ㄆ陂g設(shè)計的自動啟動邏輯復雜、流程不符合現(xiàn)有機組運行工況、就地設(shè)備缺陷頻發(fā)等因素，導致啟停磨組都需運行人員根據(jù)規(guī)程手動操作設(shè)備，這在一定程度上加大了運行人員的勞動強度，同時也更加依賴于運行人員的經(jīng)驗水平。

此次磨組一鍵啟停實現(xiàn)的基礎(chǔ)是現(xiàn)場設(shè)備的可靠動作、測點的準確無誤，功能的實現(xiàn)分現(xiàn)場設(shè)備治理、DCS邏輯優(yōu)化兩步實施。本文將從這兩方面分別說明存在的問題并提供解決思路。

1 ? ?存在問題

1.1 ? ?現(xiàn)場部分

（1）制粉系統(tǒng)氣動門無法打開或者信號不到位現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生，主要原因有以下3點：

1）制粉系統(tǒng)氣動門氣缸大多是非標氣缸，規(guī)格型號、生產(chǎn)廠家較雜，而且氣缸前端蓋承受的溫度較高，密封件容易老化，活塞和汽缸壁間隙增大，導致氣缸漏氣、竄氣。

2）磨煤機的冷、熱風關(guān)斷門在開關(guān)過程中經(jīng)常出現(xiàn)卡澀現(xiàn)象，導致氣動門信號無法正確反饋。

3）制粉系統(tǒng)使用的壓縮空氣含水量高，長期運行后氣源管路存在積水，影響氣動。

（2）磨煤機出口風速測量裝置超出產(chǎn)品壽命周期，磨損后發(fā)生測量偏差，影響測點可靠性。

（3）磨煤機出口風速測量裝置使用的變送器量程為0～1.0 kPa，而在實際運行中，風壓經(jīng)常超出1.0 kPa，加上使用的風壓變送器的過載能力差、精度低，無法滿足測量要求。

1.2 ? ?邏輯部分

（1）原磨組啟停DCS邏輯使用計算塊CALC搭建，如圖1所示，其邏輯語句復雜，限于CALC計算塊只能編寫50行匯編語句，后期增加操作步序或者修改邏輯時較困難。

（2）如圖2所示，原有的控制流程簡易甚至錯誤，不能滿足實際操作需要，啟動磨組時需根據(jù)個人工作經(jīng)驗在DCS畫面逐個手動啟動，增加了運行人員的工作量。

（3）原有DCS畫面操作面板簡易，當設(shè)備動作正常，僅信號反饋異常時，無法跳過進入下一步，影響磨組啟動。

（4）磨組啟動時部分設(shè)備的首出處于“跳閘”狀態(tài)，原邏輯未在允許條件滿足后對首出“跳閘”狀態(tài)及時復位，從而無法啟動設(shè)備。

（5）原有的磨組啟停邏輯沒有根據(jù)實際磨出口溫度等參數(shù)進行熱風調(diào)門開度的自動控制，容易在啟動磨組時出現(xiàn)溫度增長過快等不利因素，影響磨組安全。

2 ? ?解決思路

2.1 ? ?現(xiàn)場部分

（1）對于磨組氣動門無法打開或者信號不到位的情況，主要從以下3個方面來解決：

1）使用生產(chǎn)廠家、型號規(guī)格一致的氣缸密封件，方便維護。

2）冷熱風門卡澀主要由門板導軌煤粉堆積導致，清理門板軌道會大大減少風門卡澀的現(xiàn)象，同時在氣缸末端增加雙磁性開關(guān)可以有效解決信號反饋不靈敏的問題。

3）壓縮空氣含水量高的根本原因在于空壓機排水設(shè)備或冷凝設(shè)備存在問題，需擇機處理。機組運行期間，為保證機組的安全可靠，可在最低處的氣源管路增加自動排水閥。

（2）風速測點取樣裝置磨損屬于壽命周期中的正?，F(xiàn)象，需在機組檢修時對取樣裝置進行更換。

（3）原有的風速變送器量程及精度無法滿足現(xiàn)場工況，需重新選型。

上述方法基本可以解決制粉系統(tǒng)現(xiàn)場缺陷頻發(fā)的問題，大大提高信號及數(shù)據(jù)的可靠性。

2.2 ? ?邏輯部分

此次磨組一鍵啟停功能的優(yōu)化需刪除原有邏輯及操作畫面并進行重新設(shè)計。首先，需要對運行人員實際操作的步序及設(shè)備啟停的允許條件進行整理;其次，需對原有邏輯進行核對，避免邏輯設(shè)計時出現(xiàn)錯刪、誤刪、漏刪現(xiàn)象;最后，根據(jù)原邏輯出現(xiàn)的各種弊端及實際操作需求設(shè)計邏輯及操作畫面。

（1）通過相關(guān)專業(yè)多次討論，確定啟停步序：

磨組一鍵啟動允許條件：1）點火能源許可;2）鍋爐允許投煤;3）磨潤滑油流量不低;4）磨油站冷油器后壓力不低;5）磨油站潤滑油差壓不大;6）磨潤滑油溫>30 ℃;7）給煤機入口閘板門已開。

磨組一鍵啟動步序：1）開磨煤機出口門且開信號到位。2）開磨煤機密封風門且開信號到位。3）開磨煤機冷風關(guān)斷門且開信號到位。4）開磨煤機冷風調(diào)門至30%。5）開磨煤機熱風關(guān)斷門，冷風調(diào)門自動投入，設(shè)定值自動設(shè)70°，速率為1（°）/min（自動開度上下限：20%～60%;手動控制無上下限）。熱風關(guān)斷門已開，一次風風量滿足，密封風與一次風差壓不低，磨出口溫度>60 ℃，暖磨結(jié)束。6）開啟給煤機出口門，啟動磨煤機。7）磨出口溫度大于65 ℃且給煤機出口門已開，啟動給煤機，開給煤機密封風門。

磨組一鍵停止允許條件：給煤量小于10 t/h。

磨組一鍵停止順控：1）停給煤機。2）給煤機停止信號到位，關(guān)給煤機出口門。3）冷、熱風調(diào)門切手動。4）磨煤機電流小于24 A，延時30 s，且給煤機停止5 min，停磨煤機。5）磨停止信號到位，關(guān)密封風門。

（2）考慮到操作步序多，操作功能增加，單純的CALC計算塊已無法滿足設(shè)計需要。計算塊及順控塊的搭配使用，使得邏輯方便設(shè)計、易于理解，且更利于后期的維護修改。如圖3所示，計算塊負責允許條件及操作功能的實現(xiàn)，順控塊負責步序的進行。

此設(shè)計的優(yōu)點在于：1）順控語言設(shè)計，功能更強大，不限制語句數(shù)量，邏輯語句簡潔明了。2）模塊化設(shè)計，可自由增加或刪除相應(yīng)步序，不影響自動邏輯的優(yōu)化。3）利用順控塊的前一條指令可自動復位啟動設(shè)備的首出“故障”狀態(tài)，避免運行人員忘記手動復位導致無法啟動設(shè)備的情況。4）新的冷、熱風調(diào)門通過PID模塊按照一定速率打開，避免了原先直接打開熱風門導致磨出口迅速升溫的危險。

如圖4所示，重新設(shè)計了操作面板。其中，增加了跳步功能按鈕，避免出現(xiàn)設(shè)備實際動作到位而反饋信號故障導致順控無法進行的情況。同時在右上角實時顯示順控狀態(tài)，輔助運行人員監(jiān)控。

3 ? ?結(jié)語

針對磨組就地設(shè)備現(xiàn)狀及邏輯設(shè)置不合理的問題，筆者提出了制粉系統(tǒng)現(xiàn)場設(shè)備頻發(fā)缺陷的處理思路以及基于FOXBORO IA DCS操作系統(tǒng)的磨組一鍵啟停邏輯優(yōu)化方案。磨組一鍵啟停功能的實現(xiàn)不僅促進了現(xiàn)場設(shè)備的優(yōu)化治理，還在邏輯方面提升了機組自動控制水平，降低了對運行人員經(jīng)驗的依賴，減輕了作業(yè)人員的勞動強度，為后續(xù)實現(xiàn)風煙系統(tǒng)一鍵啟停功能打下了良好基礎(chǔ)。

[參考文獻]

[1] 高盼.基于I/A Series的設(shè)備狀態(tài)不一致故障復位優(yōu)化[J].儀器儀表用戶，2018，25（6）：86-88.

[2] 上海?？怂共_有限公司.I/A Series X系統(tǒng)及應(yīng)用[Z].

[3] 曹東.智能控制在電廠熱工自動化中的應(yīng)用分析[J].科技傳播，2016，8（5）：192.

[4] 段學農(nóng)，雷霖，朱光明，等.直吹式制粉系統(tǒng)設(shè)計中存在的問題與對策[J].中國電力，2011，44（7）：57-60.

收稿日期：2020-12-21

作者簡介：章益（1990—），男，江蘇如皋人，工程師，研究方向：熱工自動化。