给粉机跳闸原因分析及解决

给粉机跳闸原因分析及解决

概述

渭河发电厂三期2′300MW机组，采纳东方锅炉厂生产的DG1025/18.2-II6型亚临界、中间再热、自然循环、全悬吊、平衡通风、燃煤汽包炉。制粉系统采纳筒式钢球磨、乏气送粉、中间贮仓式系统。采纳四角喷燃切圆燃烧，由五层〔甲、乙、丙、丁、戊、己〕二十只煤粉燃烧器和四层〔AB、BC、CD、DE〕十六只油燃烧器组成。每一只煤粉燃烧器和油燃烧器均单独设有火焰监视器，在线监视每只燃烧器的燃烧状况并参加锅炉炉膛安全保护，避免在点火或故障熄火时引起炉膛爆燃锅炉打炮事故。锅炉BMS系统采纳美国Baily公司的Infi-90控制系统，#6炉自投产以来，常常有给粉机无规律、突然跳闸，有时导致锅炉灭火。随着电力工业改革深入，机组商业化的投运，机组调峰力度不断加大，给粉机的跳闸已成为机组安全运行道路上的绊脚石，直接影响机组正常运行，为了彻底解决这一技术难题，我们对Infi-90控制系统进行了认真分析和不断的摸索，找到了解决问题的办法。现将处理过程进行总结，和同行交流。一、系统组成Infi-90控制策略

我厂Infi-90由11、13、15、17、21五个控制主模件及相应的I/O输入、输出子模件、端子连接单元等构成，分布在五个控制柜内。人机接口单元为数字逻辑站DLS，系统配置原理如图1，

控制总线

MODULEBUS(1M波特)扩大总线EXPANDERBUS〔500K波特〕图1

系统配置原理图说明：1、MFP01多功能处理器，作为主模件2、DSI02

数字输入子模件3、DSO02数字输出子模件4、DSM05数字输入、输出子模件，用于数字逻辑站的接口5、TDI

输入端子板6、TDO

输出端子板7、TLS

数字逻辑站接口板8、DLS

数字逻辑站，人机接口单元

运行人员通过数字逻辑站DLS实现锅炉燃烧管理监视和控制。21控制主模件为公用逻辑主模件，主要进行炉MFT的信号综合处理及公用逻辑运算。其它主模件分别实现给粉机和燃油控制。二、给粉机跳闸现象

给粉机的跳闸现象通过人机接口面板数字逻辑站〔DLS〕反馈给运行人员，它的平面布置如图2，说明：１、P1、P2、P3、P4分别为一层给粉机手动启动按钮；2、P5、P6、P7、P8分别为一层给粉机手动停止按钮；3、L1、L3、L5、L7分别为一层给粉机投粉同意指示灯；4、L2、L4、L6、L8分别为一层给粉机“在投/已投〞指示灯，当给粉机在启、停过程中或给粉机有启动命令而无给粉机运行反馈信号时指示灯闪烁；给粉机正常投运且有给粉机运行反馈信号，指示灯平光点亮；5、L9、L11、L13、L15分别为一层给粉机火焰检测单元火检信号指示灯。6、L10、L12、L14、L16分别为一层给粉机“在切/已切〞指示灯，当给粉机在启、停过程中或给粉机有停止命令而无给粉机停运反馈信号时指示灯闪烁；给粉机正常停运且有给粉机停行反馈信号，指示灯平光点亮，；

给粉机跳闸有两种现象，一是丁层四台给粉机突然同时跳闸；另一种是不同层几个给粉机突然同时跳闸。每次给粉机跳闸前都没有进行任何操作，跳闸时BMS数字逻辑站DLS上给粉机的“在投/已投〞、“在切/已切〞灯有时闪烁，有时“在投/已投〞灯熄灭，“在切/已切〞灯点亮。马上抢投给粉机，给粉机又可正常运行。三、故障分析及处理3．1控制原理

给粉机控制逻辑原理框图如图3。分析控制逻辑图，和丁层给粉机跳闸关联的信号主要有：1．

炉MFT；2．

乙排粉机运行信号；3．

手动/自动切给粉机命令信号；4．

RB信号；5．

相关主模件和子模件的质量测试‘OK’信号；6．

一次风压‘OK’信号等。3．2原因分析

比较丁层给粉机控制和其他各层给粉机控制逻辑原理相同。但丁层给粉机同时跳闸却是客观存在。为了区分故障原因是硬件故障还是软件故障，我们利用“替换法〞将丁层给粉机控制相关的主模件、子模件、数字逻辑站和戊层给粉机控制相应模件进行互换。同时对控制输出单元、电源进行改换和冗余化处理。故障现象依旧。这样就排除硬件故障的可能性。依据数字逻辑站指示灯控制原理，给粉机跳闸时“在投/已投〞、“在切/已切〞灯有时闪烁，说明给粉机跳闸被及时发现；给粉机跳闸时状态指示灯为平光，说明发现给粉机跳闸时给粉机已完成停止给粉机过程。初步分析认为故障原因为干扰引起的软件跑错或通讯瞬间故障。3．3问题处理

(1).丁层给粉控制逻辑重新组态编辑

原BMS控制方案采纳公版典型制定。部分控制方案和我厂机组运行工况、外围控制设备技术状况不协调，达不到制定要求。如一次风压信号不能正常投运，一直处于人为短接状态。我们借鉴我厂二期#3、#4机组给粉机控制方案，本着简单、有用、可靠的原则，对#6炉丁层给粉机控制进行重新组态编辑，暂时将原给粉机控制回旁路。丁层给粉机控制实施如图4的组态原理，以分析故障点。丁层给粉机数字逻辑站DLS指示灯控制逻辑和给粉机层火焰逻辑暂时坚持原貌。

依据给粉机跳闸表现出的可视现象，故障同时发生在丁层四台给粉机，我们认为故障源是丁层给粉机控制总线和扩大总线的通讯瞬间脉冲干扰信号或者是公用控制主模件21通讯到丁层给粉机控制主模件15的MFT通讯瞬间脉冲干扰信号。为了防止控制总线和扩大总线的通讯干扰信号，将J1、J2、J3、J4给粉机Infi-90输出控制命令分两组输出，J1、J3给粉机控制命令由原来的15控制主模件直接输出；J2、J4给粉机输出命令由15控制主模件编辑至17控制主模件输出板输出。利用控制总线数据传输速率1M波特和扩大总线数据传输速率500K通讯瓶颈，屏蔽通讯过程中出现数据瞬间传输误码导致给粉机跳闸。其中丁1、丁2给粉机控制命令直接脉冲输出；丁3、丁4给粉机控制命令坚持延时1秒生效处理输出，这样，丁3、丁4给粉机停控制命令小于1秒，给粉机不停运。四台给粉机输出控制命令进行分散输出处理，也是为了分散控制输出点，防止故障同时大面积发生。机组实际运行中，假设锅炉MFT动作，不可能在几秒内恢复燃烧。基于这种思路，为了防止公用控制主模件21通讯到丁层给粉机控制主模件15的MFT通讯干扰信号引起的给粉机跳闸，对送到15主模件的MFT信号进行坚持延时0。5秒生效处理，也就是公用主模件21通讯到丁层控制15主模件的MFT信号发生时间小于0。5秒，丁层控制15主模件就认为MFT信号无效。MFT信号发生时间大于0。5秒，切丁层给粉机。为防患于未然，对公用主模件21通讯到11、13、17主模件的MFT信号也进行坚持延时0。5秒生效处理。(2).丁层给粉机层有火信号控制逻辑完善

经过对丁层给粉机控制逻辑重新编辑后，同时强化丁层给粉机追踪监视。发现丁层给粉机数字逻辑站DLS控制面板上的指示灯“在投/已投〞、“在切/已切〞有时依旧突然同时乱闪，但此时丁层给粉机实际已经不跳闸。说明原控制回路的跳闸现象仍然存在，进一步还发现跳闸现象发生时丁层给粉机层无火信号消失。分析给粉机层火焰逻辑原理，如图5。其中给粉机层火焰信号由给粉机对角火焰信号组成。机组运行期间，给粉机单角火焰消失，DLS火检指示灯闪烁报警。当所有给粉机层火信号消失，全炉无火，触锅炉MFT动作。我们从故障现象发生时丁层给粉层无火信号同时消失和给粉机“在投/已投〞、“在切/已切〞灯闪烁现象进一步证实故障根源是Infi-90内部的给粉机切命令。因为，原给粉机停控制命令仍在DLS控制面板指示灯控制回路和给粉机层火焰逻辑中发挥作用。如图5给粉机层火焰逻辑，当有给粉机停命令时，RS触发器被置“0〞，各角给粉机火焰消失，当然给粉机层火焰也就不存在。为了使丁层给粉层火焰信号更直接反映喷燃火嘴燃烧状况，取消排粉机运行信号、给粉机控制命令等参加丁层给粉角火焰信号逻辑，如图5中虚线框内部分。

用新编辑的丁层给粉机角火焰信号和给粉机控制命令代替原DLS控制面板指示灯控回路的相应信号和命令。(3).各别给粉机跳闸处理通过分析事故追忆和跳闸现象，认为不同层几个给粉机同时跳闸是因为集控室的数字逻辑站到电子间的Infi-90通讯电缆干扰。在建厂和以后的设备改造中，将动力电缆和Infi-90通讯电缆敷设在同一电缆桥架的同一层，现在移动电缆比较困难。我们通过对数字逻辑站发出的给粉机控制命令冗余确认处理，给每层给粉机增加一个确认按扭。改善后的逻辑如图6。因数字逻辑站发出的控制命令为脉冲信号，脉冲宽度只有20ms。运行人员不可能在20ms内完成两个键的操作，将给粉机停按扭发出的脉冲增加到2秒，当给粉机停按扭按下后2秒内按停给粉机确认按扭，手动停给粉机命令有效。

另外，煤粉在炉膛内燃烧是一个复杂的过程，它受多种不确定因素影响。炉膛压力的波动，一、二次风量的变化等都影响火检的正常工作。为了防止机组高负荷时的灭火，在保证火焰检测总延时不变的状况下，将火焰检测单元的火焰信号延时缩短1秒，Infi-90内部通过软件对给粉机层无火信号进行0。5秒的坚持延时触发锅炉MFT。也避免干扰引起火焰信号瞬间消失，