聯(lián)合循環(huán)汽輪機(jī)DCS直流油泵保護(hù)缺陷處理方案

劉建國

（中油電能氣電公司，黑龍江大慶 163155）

1 引言

印度尼西亞某電廠聯(lián)合循環(huán)機(jī)組配備一臺(tái)額定容量55 MW的凝汽式汽輪機(jī)，曾經(jīng)由于直流事故油泵沒能聯(lián)鎖啟動(dòng)造成汽輪機(jī)燒軸瓦。經(jīng)過事故分析，對(duì)DCS 過程控制系統(tǒng)低油壓聯(lián)鎖邏輯進(jìn)行梳理，發(fā)現(xiàn)低油壓保護(hù)裝置沒有設(shè)計(jì)直流事故油泵硬接線聯(lián)鎖保護(hù)，為增加設(shè)備運(yùn)行可靠性，確保潤滑油壓低直流事故油泵能可靠聯(lián)啟，對(duì)現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行了改造，增加了汽輪機(jī)直流事故油泵硬接線聯(lián)鎖啟動(dòng)裝置，確保事故工況直流事故油泵能可靠啟動(dòng)，降低汽輪機(jī)斷油燒軸瓦事故的風(fēng)險(xiǎn)[1]。

2 直流油泵保護(hù)設(shè)計(jì)缺陷

2.1 原低油壓保護(hù)動(dòng)作原理

現(xiàn)有DCS邏輯，當(dāng)潤滑油壓低于0.10mpa時(shí)，交流潤滑油泵通過DCS 系統(tǒng)保護(hù)啟動(dòng)，當(dāng)潤滑油壓低于0.085mpa時(shí)，DCS對(duì)油壓開關(guān)進(jìn)行三取一邏輯判斷后，保護(hù)啟動(dòng)直流事故油泵并使汽輪發(fā)電機(jī)組跳閘，當(dāng)潤滑油壓低于0.06mpa時(shí)，保護(hù)跳盤車裝置。如果DCS 系統(tǒng)故障則所有低油壓保護(hù)功能都無法實(shí)現(xiàn)，只能靠人為按下啟動(dòng)按鈕啟動(dòng)直流事故油泵，無法保證直流事故油泵啟動(dòng)的快速性和可靠性。如圖1和圖2所示。

圖1 交流潤滑油泵保護(hù)啟動(dòng)邏輯圖

圖2 直流事故油泵保護(hù)啟動(dòng)邏輯圖

2.2 現(xiàn)有低油壓聯(lián)鎖邏輯存在的問題

目前，聯(lián)鎖啟動(dòng)直流事故油泵是通過壓力開關(guān)發(fā)油壓低信號(hào)到DCS，進(jìn)行邏輯判斷后再啟動(dòng)直流事故油泵。在廠用電全失時(shí)交流潤滑油泵因失電不能運(yùn)行，此時(shí)DCS 系統(tǒng)發(fā)生以下任一情況：①人為操作失誤解除了直流油泵保護(hù)按鈕；②DCS 控制系統(tǒng)電源全失；③DCS 系統(tǒng)有關(guān)卡件故障；④DCS系統(tǒng)軟件故障或發(fā)生其他故障，原低油壓保護(hù)不能聯(lián)鎖啟動(dòng)直流事故油泵。

2.3 原電氣控制回路存在的問題及改造思路

2.3.1 原電氣控制回路存在的問題

直流事故油泵原設(shè)計(jì)有以下兩種啟動(dòng)方式，控制回路如圖3所示。

圖3 原直流事故油泵控制回路圖

①通過DCS啟動(dòng)直流事故油泵。如果DCS系統(tǒng)故障，直流事故油泵無法啟動(dòng)，致使汽輪發(fā)電機(jī)斷油燒瓦。

②通過直流事故油泵就地控制柜按鈕或控制室操作臺(tái)按鈕啟動(dòng)。如果操作員事故情況下出現(xiàn)操作失誤，或者延誤啟動(dòng)直流事故油泵，汽輪機(jī)都有斷油燒瓦的風(fēng)險(xiǎn)。

2.3.2 電氣控制回路改造思路

原電氣控制回路直流事故油泵啟動(dòng)必須通過DCS系統(tǒng)發(fā)出指令或者人為按下啟動(dòng)按鈕，為了保證直流事故油泵可靠啟動(dòng)，新增一路硬接點(diǎn)控制接入直流事故油泵合閘回路，接9-3接點(diǎn)。當(dāng)潤滑油壓力低時(shí)，壓力低信號(hào)無需通過DCS系統(tǒng)，也無需按下啟動(dòng)按鈕，直流事故油泵可通過壓力開關(guān)PS 和空開K01 回路直接啟動(dòng)直流油泵。如圖4中硬接線部分所示。

圖4 改造后直流事故油泵控制回路圖

3 改造實(shí)施

在合閘回路中，新并聯(lián)接入一路設(shè)定值為0.075mpa 的壓力開關(guān)PS 和一組空氣開關(guān)K01，其他低油壓聯(lián)鎖保護(hù)維持原設(shè)計(jì)不變。正常運(yùn)行時(shí)，K01 空開投入，當(dāng)壓力開關(guān)接點(diǎn)閉合時(shí)，直流事故油泵不通過DCS 邏輯判斷直接啟動(dòng)。此時(shí)，如果油壓低于壓力開關(guān)設(shè)定值，直流事故油泵無法通過DCS停止，如果要停止直流事故油泵，必須就地?cái)嚅_K01空氣開關(guān)。如圖5和圖6所示。

圖5 壓力開關(guān)布置

圖6 新增空開布置

4 效果驗(yàn)證

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，按照下列操作順序?qū)Ω脑煨ЧM(jìn)行驗(yàn)證：

(1)啟動(dòng)交流潤滑油泵，使?jié)櫥蛪赫＃?/p>

(2)在DCS 解除交流潤滑油泵和直流事故油泵保護(hù)按鈕，DCS系統(tǒng)無法控制交直流油泵的保護(hù)啟動(dòng)；

(3)合上直流事故油泵就地控制柜K01空開；

(4)對(duì)新增壓力開關(guān)做低油壓試驗(yàn)：逐漸降低油壓，當(dāng)油壓為0.075mpa時(shí)，硬接線聯(lián)鎖啟動(dòng)直流事故油泵；

(5)調(diào)整油壓至正常，停運(yùn)交流潤滑油泵，保持直流事故油泵運(yùn)行，分別在DCS和就地控制柜停止直流事故油泵，油泵會(huì)再次自動(dòng)啟動(dòng)；

通過以上試驗(yàn)，驗(yàn)證了在油壓達(dá)到設(shè)定值時(shí)，新增回路能夠可靠啟動(dòng)直流事故油泵。

改造后，如果需要油系統(tǒng)全停，首先解除交流潤滑油泵和直流事故油泵保護(hù)按鈕，拉開直流事故油泵就地控制柜內(nèi)空開K01，然后停交流潤滑油泵，此時(shí)，直流事故油泵不會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)，油系統(tǒng)可以全停。油系統(tǒng)恢復(fù)時(shí)先投入交流潤滑油泵，油壓正常后，再合上直流事故油泵就地控制柜內(nèi)空開K01，投入交直流油泵保護(hù)及聯(lián)鎖按鈕，直流事故油泵正常備用。

5 結(jié)束語

通過在直流事故油泵合閘回路中新增一路硬接點(diǎn)控制，增加了直流事故油泵啟動(dòng)可靠性。當(dāng)油系統(tǒng)發(fā)生異常時(shí)，潤滑油壓達(dá)到硬接線壓力開關(guān)設(shè)定值時(shí)，直流事故油泵可以無需人為干預(yù)，也不需要通過DCS 系統(tǒng)，也能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)聯(lián)啟，達(dá)到預(yù)期效果，有效保證了設(shè)備的安全運(yùn)行。