大型空冷机组ETS优化与改造简析

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1、第38卷第4期华电技术Vo1．38No．42016年4月HuadianTechnologyApr．2016大型空冷机组ETS优化与改造简析舒茂龙(神华国能宁夏煤电有限公司，宁夏银川750410)摘要：分析了某电厂汽轮机危急遮断系统(ETS)采用可编程逻辑控制器(PLC)控制存在的安全隐患和风险，针对汽轮机安全保护系统的高可靠度和高安全度要求，提出了基于分散控制系统(DCS)一体化的SIL3安全控制系统改造方案，优化ETS硬件与软件，实现了系统设备的最优控制与配置，提高了机组控制系统安全性、可靠性和经济性

2、。关键词：空冷机组；汽轮机危急遮断系统(ETS)；可编程逻辑控制器(PLC)；安全仪表系统(SIS)；一体化改造；改造方案中图分类号：TK223．21文献标志码：B文章编号：1674—1951(2016)04—0027—03生过重大故障，施耐德PLC以太网模块固件存在安O引言全漏洞，PLC运行安全等级无法满足ETS的安全汽轮机危急遮断系统(ETS)用于汽轮发电机组需要。紧急情况下的保护，它与汽轮机数字电液控制系统(2)ETS未设上位机，人工界面可视性差。查(DEH)、汽轮机仪表监视系统(TSI)一起构成

3、汽轮看ETS内部组态和诊断故障信息繁琐、复杂，直接发电机组的监控保护系统。ETS保证汽轮机安全运影响运行维护人员对机组设备故障判断，发现ETS行，出现异常时及时触发机组停运信号，避免发生重出现的故障比较困难，在保证机组安全方面存在大设备事故。随着机组自动控制水平的提高，对隐患。ETS提出了更高的可靠性与安全性要求，以满足机(3)ETS首出报警通过PLC与DCS进行通信，组智能保护的需求。有时因通信问题存在无法正确报警的问题，给运行随着分散控制系统(DCS)和安全仪表系统人员判断机组故障原因带来困难。(s

4、is)的发展，ETS设计已经从原始继电器发展到可(4)对ETS的监控报警仅设计有继电器回路电编程逻辑控制器(PLC)控制和DCS控制。目前，源失电报警，无法对ETS整个控制系统的软硬件进ETS在DCS中一体化设计已成为主流J，但在ETS行全面的监控诊断。保护优化与系统安全要求上，仍然存在着保护设计(5)ETS控制逻辑设计存在单一保护信号或单不合理、控制器硬件品质不良等问题，威胁汽轮机系一信号传输路径驱动系统保护动作，Errs的保护误统的安全、稳定运行。本文针对汽轮机安全保护系动率高，系统安全运行风险大。

5、统高可靠度和高安全度的要求，提出了基于DCS一随着DCS设备和SIS设备的发展，为ETS高可体化的SIL3安全系统控制器改造方案，优化ETS硬靠性和安全性的系统安全设计和功能实现提供了基件与软件，设计与完善了ETS，实现了ETS设备的最础保障。优控制与配置。2ETS优化与技术改造1ETS存在的隐患概述为保障Errs的高安全性和可靠性，针对现有的某电厂2×660MW汽轮机为东方汽轮机有限问题和隐患，取消ETS原有的PLC控制方式，采用公司生产的NZK660—24．2／566／566型、超临界、一与机组DC

6、S，EDH一体化的控制系统(ABB贝利公次中间再热、三缸四排汽、单轴、直接空冷凝汽式汽司的800XA系统)。新的ETS融入机组DCS，实现轮机。ETS控制回路采用双机PLC控制，远程RI／O控制系统的无缝连接，同时新ETS控制器和I／O模网络结构，其中PLC为施耐德公司的莫迪康昆腾系件设备满足SIL3安全完整性等级要求。列。通过多年的生产运行，综合电力系统内外的类具体来说，ETS通过软硬件升级，完成汽轮机机似问题，发现现有ErrS存在以下风险和隐患。组各种数据采集、控制和保护功能，以满足各种运行(1)莫

7、迪康昆腾系列PLC在系统内部电厂曾发工况的要求，确保机组安全、高效地运行。整个Errs是一套软、硬件一体化的，可完成机组各项控制功能收稿日期：2015—11—27；修回日期：2016—04—16的完善控制系统，同时具备自身系统的在线监控诊第4期舒茂龙：大型空冷机组ETS优化与改造简析·29·续表ETS原有逻辑及风险分析保护优化措施主蒸汽阀入口蒸汽温度过低信号来自DEH柜来的DO点，其控制器判断逻辑为负荷小于330MW且汽轮机已并网且主蒸汽阀未关且主主蒸汽阀人口蒸汽温度过低信号：自DEH控制柜逻辑输蒸汽温

8、度曾大于490℃后，主蒸汽温度下降至460℃，延时2s跳汽出的DO点由1个改为3个，增加至ETS柜的盘问电缆，同轮机，或负荷大于330MW且汽轮机已并网主蒸汽温度下降至时ETS组态增加Dl点至3个，组态逻辑进行“3取2”判断474oC，延时2s跳汽轮机，若卡件通道、DO端子板、继电器故障、两动作停机端接线或中间传输电缆出现问题，则保护会发生误动或拒动发电机定冷水断水停机信号是DCS控制器发DO信号，发电机定冷发电机定冷水断水停机信号：自DC