渭河發(fā)電廠三期5，6號300 MW機組，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，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，給粉機經(jīng)常無規(guī)律、突然跳閘，有時導(dǎo)致鍋爐滅火，影響機組正常運行。
給粉機跳閘有2種現(xiàn)象，一是丁層4臺給粉機同時跳閘；另一種是不同層幾個給粉機同時跳閘。據(jù)運行人員反映，每次給粉機跳閘前都沒有進行任何操作，跳閘時BMS數(shù)字邏輯站DLS上給粉機的“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，給粉機又可正常運行。
1 給粉機跳閘原因分析
丁層給粉機和其他各層給粉機的控制邏輯原理相同，為了區(qū)分丁層給粉機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的主模件、子模件、數(shù)字邏輯站和戊層給粉機的相應(yīng)模件進行互換，同時對控制輸出單元、電源進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：給粉機跳閘時“在投/已投”、“在切/已切”燈有時閃爍，說明給粉機跳閘被及時發(fā)現(xiàn)；給粉機跳閘時狀態(tài)指示燈為平光，說明發(fā)現(xiàn)給粉機跳閘時給粉機已完成停止給粉機過程。
初步分析認為故障原因是，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組的運行工況、外圍控制設(shè)備技術(shù)狀況不協(xié)調(diào)，達不到設(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號機組給粉機控制方案，本著簡單、實用、可靠的原則，對6號爐丁層給粉機控制進行重新組態(tài)編輯，暫時將原給粉機控制回路旁路。丁層給粉機控制實施如圖1的組態(tài)原理，以分析故障點。丁層給粉機數(shù)字邏輯站DLS指示燈控制邏輯和給粉機層火焰邏輯暫時保持原貌。
圖1 丁層給粉機控制原理
根據(jù)給粉機跳閘故障同時發(fā)生在丁層4臺給粉機，可以認為故障源是丁層給粉機控制總線和擴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展總線的通訊干擾信號，將丁1、丁2、丁3、丁4給粉機Infi-90輸出控制命令分2組輸出，丁1、丁3給粉機控制命令由原來的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)致給粉機跳閘。其中丁1、丁2給粉機控制命令直接脈沖輸出；丁3、丁4給粉機控制命令保持延時1 s生效處理輸出。這樣，丁3、丁4給粉機?？刂泼钚∮? s，給粉機不停運。4臺給粉機輸出控制命令進行分散輸出處理，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。基于這種思路，為了防止公用控制主模件21通訊到丁層給粉機控制主模件15的MFT通訊干擾信號引起的給粉機跳閘，對送到15主模件的MFT信號進行保持延時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。為防患于未然，對公用主模件21通訊到11，13，17主模件的MFT信號也進行保持延時0.5 s生效處理。
2.2 完善丁層給粉機層火焰信號控制邏輯
經(jīng)過對丁層給粉機控制邏輯重新編輯后，同時加強丁層給粉機追蹤監(jiān)視。發(fā)現(xiàn)丁層給粉機數(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)生時丁層給粉機層無火信號消失。這進一步證明故障根源是Infi-90內(nèi)部的給粉機切命令。因為，原給粉機?？刂泼钊栽贒LS控制面板指示燈控制回路和給粉機層火焰邏輯中發(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，取消排粉機運行信號、給粉機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角火焰信號和給粉機控制命令代替原DLS控制面板指示燈控制回路的相應(yīng)信號和命令。
2.3 個別給粉機跳閘處理
通過分析事故追憶和跳閘現(xiàn)象，認為不同層幾個給粉機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)出的給粉機控制命令冗余確認處理，給每層給粉機增加一個確認按鈕。改進后的邏輯如圖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，將給粉機停按扭發(fā)出的脈沖信號增加到2 s，當給粉機停按扭按下后，2 s內(nèi)按停給粉機確認按扭，手動停給粉機命令有效。
圖2 改進后的邏輯
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。為了防止機組高負荷時的滅火，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層無火信號進行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號爐丁層給粉機控制軟件完善，動態(tài)試驗、靜態(tài)試驗和機組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 武紅幸)
