热电厂汽机部分顺序控制系统探析

热电厂汽机部分顺序控制系统探析

任君

（新疆天业（集团）天能电厂新疆石河子832000）

摘要：汽机部分顺序控制系统是电厂DCS的重要组成部分，文章以青海盐湖100万吨钾肥产品综合利用项目供热中心为例，介绍汽机部分的控制要求、联锁控制方式以及控制系统的基本结构。

关键词：热电厂；汽机；控制

1汽机部分的主机和基本子系统

汽机：武汉汽机厂制造，双抽凝汽式CC50-8.83/4.12/0.98，额定功率：50MW，加热器数：2GJ+1CY+3DJ。发电机：武汉电机厂制造，型号：QF-60-2型，铭牌功率：60MW，冷却方式：密闭自循环空气冷却，励磁方式：同轴交流无刷励磁机励磁。

主要子系统：汽机本体及蒸汽；抽汽系统；给水及凝结水系统；抽真空系统；油系统；发电机/变压器本体检测系统。

2控制系统的硬件组成

对于本套DCS控制系统，上位机系统采用客户机/服务器的结构。整套DCS实时控制系统可以分为五套相对独立的DCS实时控制子系统，分别用于锅炉、汽轮发电机、电气辅机及低压常用电、化水以及公共装置。各DCS实时控制子系统之间的通讯由实时系统总线来实现。实时系统总线采用西门子公司生产的100M工业以太网（光纤冗余环网）。网络交换机采用SCALANCEX204-2。网络的冗余管理由SCALANCEX202-2IRT来实现。DCS系统的操作终端总线采用西门子公司生产的100M工业以太网（光纤冗余环网）。网络交换机采用SCALANCEX204-2。网络的冗余管理由SCALANCEX202-2IRT来实现。采用西门子高可靠性的工业级网络产品作为DCS系统网络组件，从根本上确保了整套DCS系统的可靠运行。

整套DCS系统的上位机系统由以下主要设备组成：

台式工程师站1台，移动工程师站1台，安装在工程师室，用于整套DCS的组态；操作员服务器2台，主机安装在中央操作室中的系统服务器机柜内；显示器和键盘安装在工程师室；操作员站客户机7台，安装在中央操作室；操作员站1台，安装在化水操作室；值长机1台，安装在中央操作室；通讯机1台，主机安装在中央操作室中的系统服务器机柜内，显示器和键盘安装在工程师室；西门子S400高性能冗余控制器8套，三炉3套，两机2套，公共1套，电气1套，化水1套。其中化水系统采用远程控制站，系统将采用光缆实时系统总线（最大150公里）连接各控制站；西门子S400高性能控制器1套作为三炉两机的SOE站，事件分辨率达1ms，并配置SICLOCK西门子GPS时钟接收解码器，时钟分辨率达0.1ms。

汽机部分测点配置如下：

3汽机部分几种重要的顺序控制系统

3.1高加功能组

高加子功能组主要完成以下功能：（1）完成以下设备的逻辑控制：高加入口电动门；高加出口电动；高加联络电动阀；#1/#2高加疏水门#1高加进汽电动门。（2）高加解列动作的产生及动作。a.高加解列条件：手动解列；#1高加水位高三值；#2高加水位高三值。b.高加解列动作：输出报警信号，输出高加解列信号；自动关闭#1、#2高加进汽电动门；自动关闭高加入口电动门；自动关闭高加出口电动门；自动打开高加联络阀；高加解列时，先打开联络阀，确认在全开状态后，再联关入口门和出口门。c.高加水位等信号的报警产生。高加水位高三值由模拟量判断获取（四取二）。

3.2凝结水泵

（1）启动允许条件。凝泵在远控位置；凝泵无本体故障信号（控制回路和综保故障）。（2）跳闸保护条件。排气装置水位低三值。（3）互备联锁。运行泵跳闸或凝结水母管压力低，联锁启动备用泵；各凝结水泵分开设置联锁开关，凝结水泵运行后自动复位其联锁开关。

3.3疏水泵

（1）联锁启动条件：以下任一条件满足：疏水箱液位高；运行泵跳闸。（2）联锁停止条件：疏水箱液位低。

3.4高压启动油泵

联锁启动条件（联锁开关投入）；汽机转速≤2800rpm；主油泵出口油压<1.4MPa；汽机跳闸。

3.5交流润滑油泵

（1）联锁启动条件（联锁开关投入）。润滑油压低一值（<0.055MPa）；汽机跳闸。（2）联锁停止条件（联锁开关投入）。润滑油压高一值（<0.16MPa）。

3.6直流润滑油泵

联锁启动条件（联锁开关投入）；润滑油压低二值；交流润滑油泵跳闸。

3.7电动给水泵

3.7.1启动允许条件。给水泵远控控制；给水泵无本体故障报警信号（控制回路和综保故障信号）；除氧器水位正常；给水泵轴承温度正常（非驱动端小于75，驱动端小于80）；给水泵液偶轴承温度正常（<75℃）；给水泵电机轴承温度正常（<75℃）；给水泵冷却水进口温度正常（<75℃）；给水泵冷却水出口温度正常（<75℃）给水泵液偶开度<5%给水泵出口电动门已关或给水泵在备用投入给水泵稀油站辅助油泵运行（补充另外2台稀油站辅助油泵控制测点）；给水泵稀油站母管压力正常（三取二）。

3.7.2跳闸保护条件。除氧器水位低二（≤-800mm）；润滑油压力低二（≤0.08MPa）；给水泵运行15秒，出口门已关；给水泵轴承温度≥90℃（高二值）；给水泵电机轴承温度≥90℃（高二值）；给水泵液偶轴承温度≥90℃（高二值）。

3.7.3备用联锁。运行泵跳闸或给水母管压力低，联锁启动备用泵。备用条件：出口电动门已开，辅助油泵运行且润滑油压正常，备用泵停止，非备用泵运行。备用条件具备后画面显示“备用条件具备”，此时允许投入联锁开关，备用条件不具备不允许投入联锁开关。各给水泵分开设置联锁开关，给水泵运行后自动复位其联锁开关。

3.7.4给水泵耦合器辅助油泵。联启条件：以下任一条件满足。给水泵运行且润滑油压力低一（<0.1MPa）；给水泵跳闸，延时5秒。

3.8电动给水泵出口电动门

关允许条件：给水泵停止；联开条件：给水泵启动10秒；联关条件：给水泵停止。

3.9除氧器溢流电动门

联开条件：除氧器水位高二值：联关条件；除氧器水位高一值消失。

4结束语

青海项目汽机部分工艺过程复杂，对于顺序控制系统要求很高，经过现场运行和调试，汽机部分的各项运行指标达到设计要求，取得良好的经济效益。

参考文献

[1]王学义.工业汽轮机技术[M].中国石化出版社.