中国大唐集团公司提高火电厂主设备热工保护及自动装置可靠性指导意见

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中国大唐集团公司提高火电厂主设备热工保护及自动装置可靠性指导意见

2009年12月

目录

1．前言

2．编制依据

3．热工保护配置原则

4．锅炉主保护

5．汽机主保护

6．机炉电大联锁

7．RB 逻辑

8．DCS报警

9．电源系统

10．AGC及一次调频

1 前言

为进一步规范集团公司所属企业热控专业技术工作，提高热工自动化系统可靠性，指导其在系统设计、设备选型、制定技术方案等方面工作，特制定本指导意见。本指导意见适用于集团公司所属新、扩建项目火电机组及在役火电机组。

2 编制依据

下列标准所包含的条文，通过在本方案中引用而构成为本指导意见的条文。在该标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本指导意见的各方应探讨使用下列标准或相关文件最新版本的可能性。

DL5000-2000 《火力发电厂设计技术规程》

DL/T 5175-2003 《火力发电厂热工控制系统设计技术

规定》

DL435-04 《电站煤粉锅炉炉膛防爆规程》

中国大唐集团公司《防止电力生产重大事故的二十五

项重点要求实施导则》

3 热工保护配置原则

热工保护的基本配置原则是“既要防止拒动，也要防止误动”。依据《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求实施导则》，确定原则如下：

（1）必备的主机保护过程开关量信号应采用“三取二”

配置。

（2）由过程模拟量输入的保护信号，与保护输出为同一DPU的系统，输入信号经模拟/开关量转换后实现“三取二”配置。

（3）由过程模拟量输入的保护信号，与保护输出为不同DPU的系统，输入信号经模拟/开关量转换后通过硬接线送入保护机柜，实现“三取二”配置。

（4）需经过速率判断等计算，用于保护输出的模拟量信号，应采用“三选中”配置。

（5）保护输入的一次元件、取样管、输入模件均应相互独立。

（6）可选保护应尽可能实现“三取二”或“三取中”，确因测点数量原因无法实现“三取二”时，可采用二取二的形式。

（7）必备保护必须投入，可选保护根据设备特点，按制造厂要求或运行要求，确实需要投入的，须履行审批程序（分子公司批准，集团公司备案）确定。

（8）各种作用于主设备停运的热工保护，必须有防止因单一测点、回路故障而导致保护误动的技术措施。

以下条款中保护定值均为参考值，实施中应根据设备制造厂及机组具体情况确定。

4 锅炉主保护

4.1必备锅炉保护：

4.1.1 两台送风机均停跳炉

4.1.2 两台引风机均停跳炉

4.1.3 两台空预器均停跳炉

4.1.4 两台一次风机均停跳炉（无燃油时）

4.1.5 手动停炉

此信号由运行人员手按控制盘台按钮产生，需两个按钮同时按下才有效。另外必须直接送一路信号至独立于DCS 的MFT 继电器盘，通过硬接线回路直接动作相关设备。

4.1.6 总风量<25%停炉

此信号由MCS 计算产生，然后通过硬接线送到FSSS 系统，设计成3 个独立的通道，进行三取二运算，当任意两个点为逻辑“1”时，延时5秒触发MFT。

4.1.7 炉膛压力高(低)二值跳炉

此信号由就地压力开关产生，以开关量送入FSSS 系统，选自炉膛两侧共3 个测点，进行三取二运算。

此项保护既为保护炉膛，也是灭火的后备保护，高（低）二值的确定必须在+/-1500Pa～+/-2000Pa之间选择,制造厂提供的数据作为定值校核。

4.1.8 汽包炉汽包水位高（低）二值跳炉

此信号由MCS计算产生，三个补偿后的水位信号判断后分别形成三个汽包水位高（低）二值信号，设计成3个独立的通道，以硬接线送入FSSS 系统，进行三取二运算，当任意两个点为逻辑“1”时，延时不超过5秒触发MFT。

4.1.9 失去火检冷却风跳炉

火检冷却风压力低信号由就地压力开关产生，以开关量送入FSSS 系统，共3 个测点，进行三取二运算，当任意两个点为逻辑“1”时，延时触发MFT；或火检冷却风机均停且无其它冷却风源，延时触发MFT。延时时间由各厂根据实际设备自定。

4.1.10 全部燃料失去跳炉

此信号由FSSS 产生，在炉膛燃烧已建立条件下，失去所有燃料时，即为全部燃料失去，触发MFT。

4.1.11 全炉膛灭火跳炉

此信号由FSSS 产生，所有燃烧层无火，判定为全炉膛灭火。各燃烧层无火，依据锅炉制造厂说明书确定。

4.1.12 首次点火连续三次点火失败跳炉

4.1.13 炉膛吹扫30分钟后点火未成功跳炉

4.1.14 机跳炉

汽机跳闸用主汽门关闭（通过高、中压主汽门关闭与或逻辑判断）或保安油压低信号（三取二表征），且主蒸汽流量大于10%（直流炉）或30％（汽包炉）。

4.1.15 炉水循环泵均停跳闸（强制循环锅炉）

4.1.16 给水泵全停跳炉（直流锅炉）

给水泵全停跳炉，延时2秒触发MFT。

4.1.17 给水流量低保护（直流锅炉）

当给水流量低于保护定值并延时数秒后跳炉。选用三个相互独立的开关量信号使用三取二逻辑实现保护回路。

4.1.18 分离器出口汽温高、水冷壁壁温高、一级过热器入口汽温高跳炉（直流锅炉）

分离器出口汽温高、水冷壁壁温高、一级过热器入口汽温高三项保护，至少设置一项。当温度达到保护定值并延时数秒后跳炉。每项保护至少应设置三个测点（模拟量采用三选中逻辑，开关量采用三选二逻辑）。

4.2 可选锅炉保护项目

4.2.1 炉膛压力高（低）三值，跳送、引、增压风机。炉膛压力低三值（±4kPa，三取二）。

4.2.2 其它可选保护

5 汽机主保护

5.1必备汽机保护：

5.1.1 汽机超速跳闸

TSI（或ETS）超速110%（三取二）和DEH 超速110%（三取二）。每个系统前箱联轴器前后信号各三选二之后，二选一跳机。

5.1.2 轴向位移大

TSI 送ETS 三路（或四路）开关量信号，按三取二（或按串并联）构成保护逻辑。

5.1.3 润滑油压低

现场送ETS信号，其它同5.1.2

5.1.4 EH 油压低

现场送ETS 信号，其它同5.1.2。

5.1.5 凝汽器真空低

现场送ETS 开关量或模拟量信号，其它同5.1.2。

5.1.6 手动打闸

此信号由运行人员手按控制盘台按钮产生，需两个按钮同时按下才有效。控制盘台送ETS 三路信号，进行三取二处理。另外必须直接送一路信号至独立于DCS 的DEH 继电器柜，通过硬接线回路直接动作。

5.1.7 振动保护

汽机振动保护采取轴振或瓦振“一取一”保护，机组启停过程中必须投入。

5.1.8 DEH 故障跳汽机

5.1.9 发电机变压器组保护动作跳闸（二取一）

电气保护屏送ETS 两路信号，二取一。

5.1.10 汽包水位高三值跳机（汽包炉）

MFT 控制柜送ETS 三路信号，三取二。

5.1.11 发电机定子冷却水流量低（三取二）

现场送三路模拟量，转换后送ETS或现场直接送三路开关量信号至ETS，构成三取二保护逻辑，经延时后跳发电机。

5.2 可选汽机保护项目

5.2.1 高压缸胀差超限停机

TSI 送ETS 单点信号，延时5秒触发保护。

5.2.2 低压缸胀差超限停机

TSI送ETS 单点信号，延时5秒触发保护。

5.2.3 高排压力高（4.82MPa）（三取二）

现场送ETS 三路开关量信号，三取二。

5.2.4 汽机轴承金属温度高

5.2.5 汽机推力瓦温度高

5.2.6 汽轮机高压缸压比低（600MW机组）

包含三个条件：发电机出口开关合闸（并网），高旁开，调节级压力与高压缸排汽压力之比<1.7。三个条件同时成立时动作。

5.2.7 主汽温突降保护

主汽温在10分钟内突降50℃，现场送三路模拟量，由DCS运算三选中构成保护逻辑。

5.2.8 再热汽温突降保护

再热汽温在10分钟内突降50℃，现场送三路模拟量，由DCS运算三选中构成保护逻辑。

6 机炉电大联锁

6.1 机跳炉

汽机跳闸且主蒸汽流量大于10%（直流炉）或30％（汽包炉），发出跳炉指令。

6.2 炉跳机

6.2.1 汽包炉

MFT动作可以不跳汽机，但汽包水位高三值必须联跳汽机。

6.2.2 直流炉

MFT 动作直接跳汽机。

6.3 机跳电

汽机跳闸（主汽门阀全关），一路主汽门全关信号通过硬接线送至电气保护屏，另一路主汽门全关信号通过硬接线送至DEH机柜，再通过硬接线送至另一电气保护屏，两路信号均通过电气程序逆功率或逆功率保护跳发电机。

6.4 电跳机

发变组保护动作跳汽机，采取“二取一”逻辑形式。

7 RB 逻辑

机组大负荷运行过程中，主要辅机跳闸，机组应迅速自动降至可维持正常运行的负荷，RB主要包括以下项目：

7.1 送风机、引风机、一次风机RB

两台送、引、一次风机运行，其中一台跳闸，负荷指令以50％机组额定负荷/分钟降至50％负荷，按5～20秒时间间隔顺序跳上层磨（保留下层三台磨运行）。

7.2 给水泵RB

一台给水泵跳闸，备用泵联启不成功，或备用泵联启成

功，但给水泵容量不满足运行工况要求时，发生RB。

备用泵联启成功，且给水泵容量满足运行工况要求时，不发生RB。

注1：上述各项RB 逻辑降负荷速率和跳磨时间间隔应根据设备特性和试验情况确定。

注2：RB功能必须通过热态试验验证及参数调整，热态试验至少进行三项，即跳送风机或引风机RB、跳一次风机RB、跳给水泵RB。

注3：RB装置必须随机组A级检修做定期试验和参数调整,并作为机组定期检修的标准项目执行,确保其功能正常。

8DCS报警

8.1 机组应配置一定数量的声光报警装置，用于重要的主辅机跳闸、设备故障、重要参数偏离正常值报警。

8.2 DCS报警必须具备分级报警功能，所有DCS系统必须设置报警画面，并将状态变化与报警分开设置。

8.3 必须具备报警切除功能(系统停用时相关报警同步

停用)，确保报警及时准确，以保证正常报警的功用。

8.4 DCS报警声光装置不得具备关闭开关。

9 电源系统

9.1 DCS系统、DEH系统、ETS系统、TSI系统、炉膛火焰检测系统、小汽机控制系统等重要的控制设备必须有两路可靠的交流220V电源供电，一路为UPS电源，另一路为

保安电源（或另一路独立的UPS电源），如保安电源电压波动较大，可增加一台稳压器，当一路电源失去后不应影响设备的正常运行。

9.2 DCS系统、DEH系统、ETS系统、TSI系统、炉膛火焰检测系统、小汽机控制系统等重要的控制设备应选用双电源供电型设备，不宜选用通过电源切换装置实现双路供电的单电源供电型设备。

9.3 DCS系统操作员站应分别由两路电源供电，例如：＃1、＃3、＃5操作员站由UPS供电，＃2、＃4操作员站由保安电源供电。

9.4 两台机组公用DCS电源应取自两台机组DCS的UPS电源。

9.5 循环水泵房和空冷系统等距离主厂房较远的远程控制站或I/O站应按单元设置来自不同厂用母线段的两路自动切换的可靠电源，其中一路应配置UPS电源。循环水泵出口阀的控制电磁阀等重要设备也应按单元有可靠的冗余电源。

9.6 火检风机就地控制箱，每台风机控制电源应相互独立。

10 AGC及一次调频

10.1 AGC

10.1.1 机组应具有完备的AGC功能，机组协调控制系统及调节各子系统正常投入，自动投入率必须达到95％以上。

10.1.2 机组AGC的各项指标中，机组协调系统应满足在≥3%Ne/min负荷变动率下稳定运行的要求，各项指标如负荷变动率、负荷调整范围、调整负荷的静态和动态偏差等，应满足有关部门的要求。

10.2 一次调频

10.2.1 汽轮机采用电液调速系统（DEH）的机组，一次调频功能应由DEH实现。宜采取将频差信号叠加在汽轮机调速汽门指令处的设计方法，以保证一次调频的响应速度。如采取其它形式的设计方法，也必须满足各项技术指标的要求。

10.2.2采用分散控制系统（DCS），具有机组协调控制和AGC功能的机组，应在DCS中投入频率校正回路，即当机组工作在机组协调或AGC方式时，由DEH、DCS共同完成一次调频功能。既保证一次调频的响应速度，又保证机组参与一次调频的持续性。

10.2.3一次调频功能是机组的必备功能之一，不应设计为可由运行人员随意切除的方式，确保一次调频功能始终在投入状态。

10.2.4 一次调频的各项指标，例如：机组调速系统的速度变动率、调速系统迟缓率、机组参与一次调频的死区、一次调频的响应滞后时间、一次调频的稳定时间、一次调频的负荷变化幅度等，应满足有关部门的要求。