渭河發(fā)電廠三期5，6號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設(shè)有火焰監(jiān)視器，在線監(jiān)視每只燃燒器的燃燒情況并參與鍋爐爐膛安全保護(hù)，避免在點火或故障熄火時引起爐膛爆燃、鍋爐打炮事故。鍋爐BMS系統(tǒng)采用美國Baily公司的Infi-90控制系統(tǒng)。6號爐自投產(chǎn)以來，給粉機(jī)經(jīng)常無規(guī)律、突然跳閘，有時導(dǎo)致鍋爐滅火，影響機(jī)組正常運行。

給粉機(jī)跳閘有2種現(xiàn)象，一是丁層4臺給粉機(jī)同時跳閘；另一種是不同層幾個給粉機(jī)同時跳閘。據(jù)運行人員反映，每次給粉機(jī)跳閘前都沒有進(jìn)行任何操作，跳閘時BMS數(shù)字邏輯站DLS上給粉機(jī)的“在投/已投”、“在切/已切”燈有時閃爍，有時“在投/已投”燈熄滅，“在切/已切”燈點亮，立即搶投給粉機(jī)，給粉機(jī)又可正常運行。

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，同時對控制輸出單元、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“在投/已投”、“在切/已切”燈有時閃爍，說明給粉機(jī)跳閘被及時發(fā)現(xiàn)；給粉機(jī)跳閘時狀態(tài)指示燈為平光，說明發(fā)現(xiàn)給粉機(jī)跳閘時給粉機(jī)已完成停止給粉機(jī)過程。

初步分析認(rèn)為故障原因是，干擾引起軟件跑錯或通訊瞬間故障。

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。部分控制方案和在機(jī)組的運行工況、外圍控制設(shè)備技術(shù)狀況不協(xié)調(diào)，達(dá)不到設(shè)計要求。如一次風(fēng)壓信號不能正常投運，一直處于人為短接狀態(tài)。借鑒二期3，4號機(jī)組給粉機(jī)控制方案，本著簡單、實用、可靠的原則，對6號爐丁層給粉機(jī)控制進(jìn)行重新組態(tài)編輯，暫時將原給粉機(jī)控制回路旁路。丁層給粉機(jī)控制實施如圖1的組態(tài)原理，以分析故障點。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)跳閘故障同時發(fā)生在丁層4臺給粉機(jī)，可以認(rèn)為故障源是丁層給粉機(jī)控制總線和擴(kuò)展總線的通訊瞬間脈沖干擾信號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。為了防止控制總線和擴(kuò)展總線的通訊干擾信號，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。利用控制總線數(shù)據(jù)傳輸速率1 M波特和擴(kuò)展總線數(shù)據(jù)傳輸速率500 K波特通訊瓶頸，屏蔽通訊過程中出現(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1 s生效處理輸出。這樣，丁3、丁4給粉機(jī)?？刂泼钚∮? s，給粉機(jī)不停運。4臺給粉機(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，防止故障同時大面積發(fā)生。機(jī)組實際運行中，若鍋爐MFT動作，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通訊干擾信號引起的給粉機(jī)跳閘，對送到15主模件的MFT信號進(jìn)行保持延時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信號發(fā)生時間小于0.5 s，丁層控制15主模件就認(rèn)為MFT信號無效。MFT信號發(fā)生時間大于0.5 s，切丁層給粉機(jī)。為防患于未然，對公用主模件21通訊到11，13，17主模件的MFT信號也進(jìn)行保持延時0.5 s生效處理。

2.2 完善丁層給粉機(jī)層火焰信號控制邏輯

經(jīng)過對丁層給粉機(jī)控制邏輯重新編輯后，同時加強(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”有時依然突然同時亂閃，但此時丁層給粉機(jī)實際已經(jīng)不跳閘，說明原控制回路的跳閘現(xiàn)象仍然存在，同時，還發(fā)現(xiàn)跳閘現(xiàn)象發(fā)生時丁層給粉機(jī)層無火信號消失。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。因為，原給粉機(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更直接反映噴燃火嘴燃燒狀況，取消排粉機(jī)運行信號、給粉機(jī)控制命令等參與丁層給粉角火焰信號邏輯，用新編輯的丁層給粉機(jī)角火焰信號和給粉機(jī)控制命令代替原DLS控制面板指示燈控制回路的相應(yīng)信號和命令。

2.3 個別給粉機(jī)跳閘處理

通過分析事故追憶和跳閘現(xiàn)象，認(rèn)為不同層幾個給粉機(jī)同時跳閘是因為集控室的數(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。通過對數(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，脈沖寬度只有20 ms。運行人員不可能在20 ms內(nèi)完成2個鍵的操作，將給粉機(jī)停按扭發(fā)出的脈沖信號增加到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)燃燒是一個復(fù)雜的過程，它受多種不確定因素影響。爐膛壓力的波動，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)荷時的滅火，在保證火焰檢測總延時不變的情況下，將火焰檢測單元的火焰信號延時縮短1 s。Infi-90內(nèi)部通過軟件對給粉機(jī)層無火信號進(jìn)行0.5 s的保持延時觸發(fā)鍋爐MFT。也避免干擾引起火焰信號瞬間消失，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、安裝調(diào)試質(zhì)量有關(guān)，而且與機(jī)組運行操作手段和調(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)定可靠運行。通過對6號爐丁層給粉機(jī)控制軟件完善，動態(tài)試驗、靜態(tài)試驗和機(jī)組1年多的運行證明，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)