渭河發(fā)電廠三期5，6號(hào)300 MW機(jī)組，采用東方鍋爐廠生產(chǎn)的DG1025/18.2-II65型亞臨界、中間再熱、自然循環(huán)、全懸吊、平衡通風(fēng)、燃煤汽包爐。制粉系統(tǒng)采用筒式鋼球磨、乏氣送粉、中間貯倉(cāng)式系統(tǒng)。采用四角噴燃切圓燃燒，由6層(甲、乙、丙、丁、戊、己)24只煤粉燃燒器和4層(AB、BC、CD、DE)16只油燃燒器組成。每一只煤粉燃燒器和油燃燒器均單獨(dú)設(shè)有火焰監(jiān)視器，在線(xiàn)監(jiān)視每只燃燒器的燃燒情況并參與鍋爐爐膛安全保護(hù)，避免在點(diǎn)火或故障熄火時(shí)引起爐膛爆燃、鍋爐打炮事故。鍋爐BMS系統(tǒng)采用美國(guó)Baily公司的Infi-90控制系統(tǒng)。6號(hào)爐自投產(chǎn)以來(lái)，給粉機(jī)經(jīng)常無(wú)規(guī)律、突然跳閘，有時(shí)導(dǎo)致鍋爐滅火，影響機(jī)組正常運(yùn)行。
給粉機(jī)跳閘有2種現(xiàn)象，一是丁層4臺(tái)給粉機(jī)同時(shí)跳閘；另一種是不同層幾個(gè)給粉機(jī)同時(shí)跳閘。據(jù)運(yùn)行人員反映，每次給粉機(jī)跳閘前都沒(méi)有進(jìn)行任何操作，跳閘時(shí)BMS數(shù)字邏輯站DLS上給粉機(jī)的“在投/已投”、“在切/已切”燈有時(shí)閃爍，有時(shí)“在投/已投”燈熄滅，“在切/已切”燈點(diǎn)亮，立即搶投給粉機(jī)，給粉機(jī)又可正常運(yùn)行。
1 給粉機(jī)跳閘原因分析
丁層給粉機(jī)和其他各層給粉機(jī)的控制邏輯原理相同，為了區(qū)分丁層給粉機(jī)同時(shí)跳閘的原因是硬件故障還是軟件故障，可利用“替換法”，即將控制丁層給粉機(jī)的主模件、子模件、數(shù)字邏輯站和戊層給粉機(jī)的相應(yīng)模件進(jìn)行互換，同時(shí)對(duì)控制輸出單元、電源進(jìn)行更換和冗余化處理。結(jié)果顯示，故障現(xiàn)象依舊，這就排除了硬件故障的可能性。根據(jù)數(shù)字邏輯站指示燈控制原理：給粉機(jī)跳閘時(shí)“在投/已投”、“在切/已切”燈有時(shí)閃爍，說(shuō)明給粉機(jī)跳閘被及時(shí)發(fā)現(xiàn)；給粉機(jī)跳閘時(shí)狀態(tài)指示燈為平光，說(shuō)明發(fā)現(xiàn)給粉機(jī)跳閘時(shí)給粉機(jī)已完成停止給粉機(jī)過(guò)程。
初步分析認(rèn)為故障原因是，干擾引起軟件跑錯(cuò)或通訊瞬間故障。
2 處理方法
2.1 丁層給粉控制邏輯重新組態(tài)編輯
原BMS控制方案采用公版典型設(shè)計(jì)。部分控制方案和在機(jī)組的運(yùn)行工況、外圍控制設(shè)備技術(shù)狀況不協(xié)調(diào)，達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。如一次風(fēng)壓信號(hào)不能正常投運(yùn)，一直處于人為短接狀態(tài)。借鑒二期3，4號(hào)機(jī)組給粉機(jī)控制方案，本著簡(jiǎn)單、實(shí)用、可靠的原則，對(duì)6號(hào)爐丁層給粉機(jī)控制進(jìn)行重新組態(tài)編輯，暫時(shí)將原給粉機(jī)控制回路旁路。丁層給粉機(jī)控制實(shí)施如圖1的組態(tài)原理，以分析故障點(diǎn)。丁層給粉機(jī)數(shù)字邏輯站DLS指示燈控制邏輯和給粉機(jī)層火焰邏輯暫時(shí)保持原貌。
圖1 丁層給粉機(jī)控制原理
根據(jù)給粉機(jī)跳閘故障同時(shí)發(fā)生在丁層4臺(tái)給粉機(jī)，可以認(rèn)為故障源是丁層給粉機(jī)控制總線(xiàn)和擴(kuò)展總線(xiàn)的通訊瞬間脈沖干擾信號(hào)或者是公用控制主模件21通訊到丁層給粉機(jī)控制主模件15的MFT通訊瞬間脈沖干擾信號(hào)。為了防止控制總線(xiàn)和擴(kuò)展總線(xiàn)的通訊干擾信號(hào)，將丁1、丁2、丁3、丁4給粉機(jī)Infi-90輸出控制命令分2組輸出，丁1、丁3給粉機(jī)控制命令由原來(lái)的15控制主模件直接輸出；丁2、丁4給粉機(jī)輸出命令由15控制主模件編輯至17控制主模件輸出板輸出。利用控制總線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸速率1 M波特和擴(kuò)展總線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸速率500 K波特通訊瓶頸，屏蔽通訊過(guò)程中出現(xiàn)數(shù)據(jù)瞬間傳輸誤碼導(dǎo)致給粉機(jī)跳閘。其中丁1、丁2給粉機(jī)控制命令直接脈沖輸出；丁3、丁4給粉機(jī)控制命令保持延時(shí)1 s生效處理輸出。這樣，丁3、丁4給粉機(jī)停控制命令小于1 s，給粉機(jī)不停運(yùn)。4臺(tái)給粉機(jī)輸出控制命令進(jìn)行分散輸出處理，也是為了分散控制輸出點(diǎn)，防止故障同時(shí)大面積發(fā)生。機(jī)組實(shí)際運(yùn)行中，若鍋爐MFT動(dòng)作，不可能在幾秒內(nèi)恢復(fù)燃燒?；谶@種思路，為了防止公用控制主模件21通訊到丁層給粉機(jī)控制主模件15的MFT通訊干擾信號(hào)引起的給粉機(jī)跳閘，對(duì)送到15主模件的MFT信號(hào)進(jìn)行保持延時(shí)0.5 s生效處理，也就是公用主模件21通訊到丁層控制15主模件的MFT信號(hào)發(fā)生時(shí)間小于0.5 s，丁層控制15主模件就認(rèn)為MFT信號(hào)無(wú)效。MFT信號(hào)發(fā)生時(shí)間大于0.5 s，切丁層給粉機(jī)。為防患于未然，對(duì)公用主模件21通訊到11，13，17主模件的MFT信號(hào)也進(jìn)行保持延時(shí)0.5 s生效處理。
2.2 完善丁層給粉機(jī)層火焰信號(hào)控制邏輯
經(jīng)過(guò)對(duì)丁層給粉機(jī)控制邏輯重新編輯后，同時(shí)加強(qiáng)丁層給粉機(jī)追蹤監(jiān)視。發(fā)現(xiàn)丁層給粉機(jī)數(shù)字邏輯站DLS控制面板上的指示燈“在投/已投”、“在切/已切”有時(shí)依然突然同時(shí)亂閃，但此時(shí)丁層給粉機(jī)實(shí)際已經(jīng)不跳閘，說(shuō)明原控制回路的跳閘現(xiàn)象仍然存在，同時(shí)，還發(fā)現(xiàn)跳閘現(xiàn)象發(fā)生時(shí)丁層給粉機(jī)層無(wú)火信號(hào)消失。這進(jìn)一步證明故障根源是Infi-90內(nèi)部的給粉機(jī)切命令。因?yàn)椋o粉機(jī)?？刂泼钊栽贒LS控制面板指示燈控制回路和給粉機(jī)層火焰邏輯中發(fā)揮作用。
為了使丁層給粉層火焰信號(hào)更直接反映噴燃火嘴燃燒狀況，取消排粉機(jī)運(yùn)行信號(hào)、給粉機(jī)控制命令等參與丁層給粉角火焰信號(hào)邏輯，用新編輯的丁層給粉機(jī)角火焰信號(hào)和給粉機(jī)控制命令代替原DLS控制面板指示燈控制回路的相應(yīng)信號(hào)和命令。
2.3 個(gè)別給粉機(jī)跳閘處理
通過(guò)分析事故追憶和跳閘現(xiàn)象，認(rèn)為不同層幾個(gè)給粉機(jī)同時(shí)跳閘是因?yàn)榧厥业臄?shù)字邏輯站到電子間的Infi-90通訊電纜干擾。在建廠和以后的設(shè)備改造中，將動(dòng)力電纜和Infi-90通訊電纜敷設(shè)在同一電纜橋架的同一層。通過(guò)對(duì)數(shù)字邏輯站發(fā)出的給粉機(jī)控制命令冗余確認(rèn)處理，給每層給粉機(jī)增加一個(gè)確認(rèn)按鈕。改進(jìn)后的邏輯如圖2。因數(shù)字邏輯站發(fā)出的控制命令為脈沖信號(hào)，脈沖寬度只有20 ms。運(yùn)行人員不可能在20 ms內(nèi)完成2個(gè)鍵的操作，將給粉機(jī)停按扭發(fā)出的脈沖信號(hào)增加到2 s，當(dāng)給粉機(jī)停按扭按下后，2 s內(nèi)按停給粉機(jī)確認(rèn)按扭，手動(dòng)停給粉機(jī)命令有效。
圖2 改進(jìn)后的邏輯
另外，煤粉在爐膛內(nèi)燃燒是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，它受多種不確定因素影響。爐膛壓力的波動(dòng)，一、二次風(fēng)量的變化等都影響火檢的正常工作。為了防止機(jī)組高負(fù)荷時(shí)的滅火，在保證火焰檢測(cè)總延時(shí)不變的情況下，將火焰檢測(cè)單元的火焰信號(hào)延時(shí)縮短1 s。Infi-90內(nèi)部通過(guò)軟件對(duì)給粉機(jī)層無(wú)火信號(hào)進(jìn)行0.5 s的保持延時(shí)觸發(fā)鍋爐MFT。也避免干擾引起火焰信號(hào)瞬間消失，造成不必要的滅爐事故。
鍋爐燃燒管理系統(tǒng)BMS的可靠性不僅與設(shè)備制造、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝調(diào)試質(zhì)量有關(guān)，而且與機(jī)組運(yùn)行操作手段和調(diào)整方法也有很大關(guān)系。鍋爐燃燒工況的質(zhì)量直接影響B(tài)MS的穩(wěn)定可靠運(yùn)行。通過(guò)對(duì)6號(hào)爐丁層給粉機(jī)控制軟件完善，動(dòng)態(tài)試驗(yàn)、靜態(tài)試驗(yàn)和機(jī)組1年多的運(yùn)行證明，控制軟件完善是成功的，事故追憶記錄也證明了Infi-90內(nèi)部邏輯運(yùn)行正常，火檢邏輯穩(wěn)定可靠。(高軍孝 張培峰 李小強(qiáng) 武紅幸)
