il【doc】镇海电厂余热锅炉烟气挡板的改造

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。il【doc】镇海电厂余热锅炉烟气挡板的改造il【doc】镇海电厂余热锅炉烟气挡板的改造镇海电厂余热锅炉烟气挡板的改造第18卷第2期2OO5年6月燃气轮机技术GAS兀JRBDETECHNOLOGYVo1.18No.2June.,2005镇海电厂余热锅炉烟气挡板的改造周晖,朱继峰(浙江镇海发电有限责任公司,浙江宁波315208)摘要:本文着重介绍了镇海联合发电有限责任公司300MW燃气一蒸汽联合循环机组余热锅炉烟气挡板改造,以及基于北京ABB贝利公司ConductorNT系统建立的烟气挡板程序控制系统方案

2、的组态和投运情况.在锅炉DCS改造中把烟气挡板程控系统纳入了ConductorNT,通过改造降低了故障率,提高了烟气挡板控制系统的可靠性.'关键词:余热锅炉;烟气挡板;改造;组态;ConductorNT中图分类号:TK229.929文献标识码:B文章编号:10092889(2005)02007003O引言浙江镇海联合发电有限责任公司的#7,撑8炉使用的均是为荷兰NEM公司立式非补燃单压强制循环锅炉配套的BACHMANN厂家生产的MODEL51系列烟气挡板,主要用于简单循环和联合循环切换.烟气挡板程控系统的基本作用是在启停炉和简单循环与联合循环切换时开关烟气挡板以满足控制的需要.停炉或跳

3、炉后若挡板不能及时关闭或关不严会造成燃气轮机高温排气继续加热汽水而使汽水管路烧干直至爆管.所以,烟气挡板系统是余热锅炉重要的保护系统之一.1改造原因改造前,撑8炉烟气档板控制采用就地式BAILEYRTU一90PLC控制,主要存在以下问题:(1)由于该PLC已停止生产,13常维护所需的备件无处采购,影响了机组的运行安全;(2)由于挡板采用就地控制,若不走程控或程控故障,运行人员监盘和操作必须就地执行,无法在集控室手动输出命令,启停炉时给运行人员操作带来不便;(3)原PLC控制无上位机,控制程序及过程无法进行监视和修改,影响正常的故障分析及维护.同时,由于原程序设计过于复杂,影响余热锅炉正常启,停

4、及快速启动.因此,为了提高烟气档板控制系统的可靠性,对此控制系收稿日期:2004-09-27统进行了改造.拆除原PLC系统,重新对该系统进行设计,将此控制系统置于FI一90DCS内,以提高系统的可靠性和机组运行的安全性.2改造后的硬件配置烟气挡板系统由密封空气系统和液压油系统组成.密封空气系统是由两台增压风机组成,一台运行,一台备用,还有交叉切换电动阀,旁通烟囱电动阀,锅炉侧电动阀.密封空气压力不能低于压力开关PS一021的整定值,否则联合循环时烟气挡板开到位后密封不严会使高温烟气漏出旁路烟囱而降低热效率;简单循环时烟气挡板关到位后密封不严会使高温烟气漏入锅炉空烧而爆管.液压油系统由两台液压油

5、泵,双活塞缸,3个压力开关,4个液位开关,1个温度开关,1个流量开关,7个控制电磁阀组成.任何一个报警或动作不正常都会引起烟气挡板系统无法正常工作.现拆除原PLC的卡件(除电源模块外),用作撑7炉烟气挡板控制系统的备件.拆除原控制箱内PLC模块到中间接线端子之间的接线,保留原就地设备到中间接线端子之间的接线.增放中间接线端子到PCU1(撑8炉控制)柜的控制电缆.密封风机,液压油泵增装就地紧急停机按钮,液压油泵增装就地开,关按钮.DCS系统DSO数字量输出卡件增装,DSO输出继电器卡件及连接电缆的增装,增加第2期镇海电厂余热锅炉烟气挡板的改造7l1MDSO4数字量输出卡2块,G版MFP02芯片版

6、本升级5块,完成DCS内部接线.进行DCS的I/O通道配置,控制逻辑设计(包括SUM图)及组态.运行操作台画面增加烟气挡板控制系统画面,所有新增加的标签名追加定义.3烟气挡板程控系统实现的功能及组态说明3.1烟气挡板程控系统主要包括以下几个功能:A.液压油系统及控制电磁阀程控B.密封风机系统及电动阀切换程控以上功能中,液压油系统的运行情况由液压油泵出口3个压力开关PSOl,PSO2,PS一03,1个流量开关FS一1,油箱4个液位开关OLS一1,2,3,4,1个油温开关OTS一1组成的反馈开关量信号纳入DCS系统,通过程控命令使7个控制电磁阀得失电来切换油路或启停油泵来满足控制的需要.密封风机系

7、统的投运由密封风机出口压力开关PS一021,烟气挡板位置开关,两台风机停运状态,3个AUMA电动头的限位开关信号及故障信号决定程控输出控制方式.3.2液压油系统及控制电磁阀程控3.2.1在开始投运前或控制油压未达标之前需要开启液压油泵,进行系统建压.3.2.1.1液压油泵投运的条件:(1)关挡板命令发出:(2)开挡板命令发出:(3)挡板开到位但开保持油压低于8.3MPa;(4)液压油系统母管压力低于5.5MPa(5)跳炉(快关信号发出);(6)挡板关到位但关保持油压低于6.2MPa在液压油泵系统不切断的情况下,满足以上所有条件中的任何一个,选中A,B泵中的任一台便可启动油泵,此时相应的电磁阀动

8、作打开,高压液压油通过对应的油路充泄油直至建立所需的控制油压.恢复正常油压后l2分钟停液压油泵.3.2.1.2开液压油A泵的条件为:(1)液压油泵组投运命令发出:(2)液压油泵组不停运:(3)油位油温正常;(4)液压油泵A无故障;(5)液压油泵A选中或液压油泵B故障.满足以上所有条件后液压油泵A开启,油压油泵B投运的条件也一样.3.2.1.3与油泵相关的7号电磁阀开允许条件为:(1)液压油投运命令发出;(2)关挡板命令不发出;(3)开挡板命令不发出;(4)挡板开到位且开保持油压高;(5)系统油压正常;(6)快关信号撤去;(7)挡板关到位关保持油压高满足以上所有条件或液压油泵系统投运且开泵命令发

9、出时,允许开高油压电磁阀7顶压,防止泄漏造成母管压力低,直到油压正常l2分钟后关闭电磁阀7.3.2.2控制电磁阀分为慢开电磁阀1,2;慢关电磁阀3,4;快关电磁阀5,6;高油压电磁阀7.3.2.2.1慢开电磁阀1,2动作条件:(1)液压油油温油位正常:(2)开电磁阀命令发出;(3)流量正常或挡板在开足位置且开保持压力小于8.3MPa或报警复位按钮按下同时满足以上所有条件时慢开电磁阀1,2动作.3.2.2.2慢关电磁阀3,4的条件:(1)关挡板命令发出:(2)挡板关到位且关保持油压低满足其中任一条件即可使慢关电磁阀3,4动作.3.2.2.3快关电磁阀5,6的动作条件:(1)锅炉跳炉,ESD快关信

10、号发出:(2)油位,油温不低:(3)快关电磁阀无故障满足以上所有条件后动作快关电磁阀5,6使液压油从较粗的油管快速泄下活塞缸油来快关挡板.3.2.2.4高油压电磁阀7的动作条件:在油温,油位正常,系统油压不低,且满足前面分析过的电磁阀7的开允许条件情况下:(1)挡板位置开关未到位,命令要开挡板;(2)挡板开到位,开保持油压小于8.3MPa;(3)挡板未关未到位,命令要关挡板;(4)挡板关到位,但关保持油压小于6.2MPa;(5)手动开电磁阀7.满足以上5个条件之一便可对液压油系统进行顶压,防止由于管路渗漏而造成油压下降使烟气挡72燃气轮机技术第18卷板误动,始终保持较高的油压.3.3密封风机系

11、统及电动阀切换程控在液压油系统投运后,挡板开启或关闭,密封风机系统也投运,将密封空气鼓入对应管路去密封挡板与旁路烟囱或锅炉侧间隙.共两台风机,列举其中一台风机A的动作条件:(1)密封风机B未选择或密封风机B故障;(2)密封风机A无故障且密封空气需要.密封风机开启后,根据是密封风机A还是B运行来切换交叉阀,其对应的切换逻辑如下:(1)密封风机A无故障,命令开密封风机A,则命令开交叉阀;(2)密封风机B无故障,命令发出开B风机,则命令关交叉阀.一台风机开启后,根据烟气挡板的位置来开关旁路阀与锅炉侧阀.电动阀门包括BYPASSwLLvE(旁路阀),BOIL.ERVAII(锅炉侧阀),CROSSIVE

12、VALVE(交叉切换阀).风机开启后,根据烟气挡板的位置来开关旁路阀与锅炉侧阀.具体控制方法如下:(1)挡板开到位,密封空气压力不低且开风机A或B的命令发出12秒后,开旁路密封空气阀;(2)挡板未开到位或密封空气压力低或没有发出开风机A或B的命令,则命令发出关旁路密封空气阀;(3)挡板关到位,密封空气压力不低且开风机A或B的命令发出15秒后,命令发出开锅炉密封空气阀;(4)挡板未关到位或密封空气压力低或没有发出开风机A或B的命令,则命令发出关闭锅炉侧密封空气阀.相应的电动阀开启后,密封空气可通过相应的管路去密封烟气挡板与旁路烟囱或锅炉侧的间隙,以防泄漏降低热效率或威胁锅炉的管路安全.4改造中的

13、技术改进(1)因为将烟气挡板程控系统纳入了DCS系统,所以取消了原有的各种插件及中间继电器,直接从DCS系统的I/O站输出控制信号(数字量DO点),减少了繁琐的中间环节,大大减少了故障率.(2)DCS系统采用贝利公司的兀一9o系统,它的组态工具WINqOOLS为英文软件,运行在WIN98或以上版本的操作系统下,可提供DCS组态图及实时参数修改等功能,为用户提供了一个灵活,方便,全面的工程平台,可实现用户的各种PID回路,复杂回路,逻辑回路,混合回路以及先进控制算法和自动控制,并使用户修改逻辑组态非常方便,只需程序下载即可实现.而且可以在DCS画面上进行强制或其他操作,解决了原来由于PIE无上位

14、机而无法对控制程序进行监测和修改的问题.(3)实现DCS控制后,不仅减轻了运行人员的劳动强度,而且使烟气挡板的运行有可靠的保障.5建议和讨论由于当初烟气挡板设备加控制系统是捆绑式招标,配套的油路控制电磁阀只有命令而不带反馈,致使在烟气挡板程控时只要有命令发出便认为电磁阀动作了,这样在电磁阀发生故障时无任何反馈或报警,运行中不能及时发现问题并采取措施,维护人员不能及时消缺.在今后的备件采购和选型中应选择既带命令又有反馈的电磁阀来替换现有的电磁阀,并在DCS画面上增加反馈,报警点,以便于监盘消缺,在启停炉时顺利开关挡板以保证锅炉的安全运行.6运行情况自从烟气挡板系统纳入DCS以来运行良好,无异常现

15、象,有效地防止了误动和拒动.系统在运行中能全过程投入自动运行,减少了对设备的操作和维护,减少了运行维护人员的劳动强度,实现了改造前的预定目标.为今后#7炉烟气挡板程控系统纳入DCS提供了依据和保障.参考文献:1lnedxContolHydmaicPressUnitDiverterDmrtlmrNemTronicnc-timalDiagramsHRSGProcessControl2镇海联合发电300MW燃气一蒸汽联合循环余热锅炉运行规程.(下转第66页)66燃气轮机技术第l8卷物,中和值和清洁度.根据分析结果决定应该采取的措施.4.2油质控制在表2中,GE对透平油提出了三项限制性指标:黏度指标.

16、出现高黏度的主要原因是透平油发生严重氧化;低黏度的出现可能是透平油受到燃油或水的污染.总酸值.总酸值表示油的氧化状态,随着氧化进程,总酸值增加.旋转氧弹法测得的剩余氧化寿命(RBOT).尽管RBOT值是随着油的配方而变化的,但ASI'MD一2272测试方法认为,测得的剩余氧化寿命(RBOT)达到新油初始测试值的25%时,其寿命已经达到.限制性指标是强制性的不可妥协的指标,它给出了透平油极限使用情况.当油质达到这些限制值时,说明油品变质已经达到不可接受(运行)的程度,并且不能用过滤,脱水,补充新油或添加剂等处理手段来恢复性能,必须予以更换.5责任透来油系统能否连续可靠而长期地安全运行,对

17、一台系统配置合理,过滤装置选型恰当的机组来说在很大程度上取决于用户和油供应商的工作.根据文件GEK32568f的建议,用户的责任是在机组安装后和初次起动前应采取一切措施保证:润滑油系统已被彻底冲洗和/或是清洁的.供给机组运行的透平油量是充分的.油的类型应符合文件说明.在机组运行期间应当建立定期检查制度以保证:润滑油系统的油温和油压符合维护手册和管路原理图规定的限制.通过检查漏水和油箱底部排污和油供应商的采样,净化及补充新油或添加剂来遵守本建议提出的指标使油的纯度得到保持.油供应商的责任在于,普遍认为透平润滑流体应当是石油衍生物或合成碳氢化合物,它无水,无沉积物,无无机酸或使用规定的对油设备有害

18、的任何物质.应当没有永久乳化的倾向伴随残渣形成的快速氧化.为润滑系统提供适当油品去满足文件要求是油供应商和用户的责任.对用户涉及的与VSI油相容性以及运行中的取样和测试提出建议是对油供应商的预期.此外,提供必要的支持以保证润滑剂的满意性能,如油样的检验和必要时提出改正措施的建议也是对油供应商的预期.参考文献:1GEK32568f-""轴承环境温度超过260C的燃气轮机润滑油建议"23T.曼格等.润滑剂与润滑.(上接第72页)ThereconstructionofHRSG'SdiverterdamperinZhenhaiPowerCo.ZH0UHui.ZHUJifeng(ZhejiangZhenhaiPoewrCo.Ningbo315208China)Allslet:'FnearticleintroducesthereconstructionoftheHRSG'SdiverterdamperofZhejiangZhenhai300MWgassteamcombinedcyclepowergenerationplant.qlaeprogrammablecontrolsystemofdiverterdamperisconfiguredbasedonABBBeijingConductorNTsystema