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一种炉水循环泵热工保护装置

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成果主要完成人

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项目概况

该厂5号机组的容量为320WM机组,有三台炉水循环泵,其热工测量和保护装置不可靠,机组运行中暴露了许多问题,出现过多次停泵现象,影响了机组的安全运行,增加了检修人员的维护量。

炉水循环泵生产厂家所提供的热控测量及保护措施比较原始,当时设计院仅仅根据厂方所提供的图纸进行设计。具体控制方式是:(1)用液压式电接点温度表测量炉水循环泵电机腔体温度,超高则自动跳泵。该表热反应比较慢,性能不可靠、测量精度不高,同时由于其所处的环境比较差使内部元件锈蚀,易产生信号误发、造成保护误动。(2)小量程差压变送器送出的模拟量信号经过中间转换环节转换为开关量后进入DCS系统,参加保护,该中间环节不可靠,易导致信号误发或拒动。该热工测量及保护装置柜安装在锅炉房13米处,环境很差,易进水、进灰,内部设备及接线复杂,不便于维护。

经过对问题分析及比较,以及查找资料,分析、研究,对炉水循环泵的热工测量及保护装置进行优化设计,以提高装置的可靠性。

原DCS系统增加一对机柜、一对DPU、二台冗余24VDC电源箱、一台冗余48VDC电源箱、相应的AI卡、RTD卡;炉水循环泵就地热工测量及保护装置柜拆除;就地马达温度表改为PT-100型热电阻元件、差压变送器改为耐高压型,量程改为1151HP6E,改进后因为测点信号直接进入DCS系统、系统容量增大,因此数据处理速度比以前快、炉水循环泵保护功能更加可靠;泵的进出口差压信号及马达温度信号显示在画面上,便于运行人员监视。

(1)成果后炉水循环泵热工保护系统硬件结构示意图如下图:

注:DPU238——主DPU;DPU239——辅助DPU;DO卡——开关量输出模件;DI卡——开关量输入模件;AI卡——模拟量输入模件;RTD卡——热电阻输入模件。

(2)优化后炉水循环泵热工保护系统逻辑如下图(以A炉水循环泵为例):



本成果解决了原就地温度表热反应比较慢,性能不可靠、测量精度不高。就地仪表控制柜不可靠、技术落后,易导致信号误发或拒动,就地环境很差,易进水、进灰,内部设备及接线复杂,不便于维护等问题。因本成果具有设计结构简单、便于安装、维护量小以及动作可靠等优点。

成果实施后维护费用按照2017年5号炉三台炉循泵设备故障次数统计,共发生1次设备故障,损坏一台泵的电机,维修成本=设备修理费用70万元+安装费用20万元=90万元。本成果实施后2018年、2019年2年没有出生设备故障,相比2017年2年可节省修理成本180万元。

成果后的5号炉炉循泵控制系统回路简洁,维护量减小降低了维修维护费用,设备响应迅速,精度高,提高了设备的稳定性、减少了设备隐患,有力的保障了机组在网运行安全,为社会提供可靠、安全的电源。

发电厂辅机热工测量及保护系统非常重要,但往往这些设备都是主设备厂家提供,厂家没有生产现场使用经验,只从理论上考滤问题,增加了设备成本,降低了热工测量及保护系统的可靠性。DCS系统是个功能强大、安全可靠的系统,同时又经过了多年的考验是成熟的产品。炉水循环泵热工测量及保护系统,主设备厂家只需提供就地一次测量设备安装及热工保护原理,测点显示及保护逻辑可在DCS系统内部组态实现。因本设计具有设计结构简单、便于安装、维护量小以及动作可靠等优点,可在发电行业中进行全面推广应用。