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摘要：本文介绍了一种由可编程控制器设计的电厂汽锅庇护系统。该系统哄骗可编程控制器（ＰＬＣ）的逻辑处置功能，简化了接口线路，使系统具有平安、靠得住、稳定、经济的特点。
关健词：汽锅庇护;可编程控制器;电厂

电厂汽锅庇护是热工庇护的重要内容。运用可编程控制器来实现汽锅庇护有着平安、经济、靠得住的特点。本文重点介绍了用可编程控制器来设计电厂汽锅庇护的全进程。在豆坝发电厂＃３、＃４炉（４２０ｔ／ｈ）的灭火庇护改造中，我们设计了以可编程控制器为焦点的庇护系统。电厂汽锅为双炉膛结构，两台送风机，两台引风机。
在设计时，和常规的设计思绪分歧，极年夜地简化了外围控制线路，斟酌了一部份的智能的身分，屏障了启动进程和停炉时的一部门没必要要的旌旗灯号。而且，当汽锅泛起危险情况时，非论庇护是否投进，均能发出响应的热工旌旗灯号。庇护动作的靠得住性年夜提高。充实哄骗了可编程控制器的逻辑设计轻易的特点。

１电厂汽锅庇护的要求
电厂汽锅是发电厂三年夜主要装备。其作用是根椐负荷需要，调整进进炉膛的燃料使之完全平安的燃烧，发生高温高压的蒸汽来冲转汽机，从而拖动发机电来发电。汽锅是采用送风机送进空气而依靠引风机来排走*气的平衡式透风方式。控制炉膛出口的压力稍低于年夜气压力。即负压运行。炉膛负压是反映燃烧工况是否正常的重要参数。炉膛负压过年夜，会使漏风增加，效率减低，引风机电耗增加。低负荷时，漏风严重会造成炉膛灭火，反之，炉膛压力变正，则高温火焰及*灰就要外冒，不单污染情况，还可能造成人身事故。所以维持炉膛压力在一定范围之内长短常重要的。电厂采用调整引风机挡板开度或引风机转速来改变排走*气的量，使炉膛负压被控制在一定范围内。当汽锅泛起求助紧急情况，如燃烧状态变化，或送引风出力变化，均会造成炉膛压力的变化。炉膛压力太高或太低时应自动作停炉处置，即炉膛压力太高、太低庇护。

燃料全中断庇护：正常运行的汽锅，如燃料全中断，必然造成炉灭火，负压增加。如在灭火后重新送进燃料，极易使炉膛发生爆燃、爆炸。这就是凡是所说的“灭火放炮”事故。所以，当炉膛燃料中断跨越一按时间，造成进进炉膛的燃料流发生中断时，就不能再送进燃料了，而必需吹扫炉膛后重新进行焚烧。

引风机全停：一般发电厂均有两台引风机同时运行。当一台引风机遏制运行时，炉膛负压会有年夜幅度的变化，运行人员如能实时调整，下降负荷，汽锅还能运行。引风机全停，其成效是炉膛压力升高，严重破坏了汽锅的平衡透风方式。应立即遏制送进燃料，作停炉处置。
送风机全停：一般发电厂均有两台送风机同时运行。当一台送风机遏制运行时，炉膛负压会有年夜幅度的变化，运行人员如能实时调整，下降负荷，汽锅还能运行。送风机全停，其成效是炉膛压力下降，严重破坏了汽锅的平衡透风方式。应立即遏制送进燃料，作停炉处置。
汽锅灭火：汽锅如灭火后，继续送进燃料，由于可燃物没有在划定的区域内燃烧，则发生可燃物的聚积。极易使炉膛发生爆燃或爆炸。这就是凡是所说的“灭火放炮”事故。所以，发生灭火时，就应遏制将燃料送进炉膛，并进行吹扫。完成以后才能重新焚烧。

汽包水位太高或太低：汽包水位太高或太低城市对汽锅和汽轮机的平安运行带来严重的威胁。汽包水位暗示其蒸发面的凹凸，水位太高，蒸汽空间缩小，会引发蒸汽中水份增加，使蒸汽品质恶化，轻易造成过热器管内积盐垢，管子过热损坏；汽包严重满水时，会造成蒸汽年夜量带水，，引发管道和汽轮机的水冲击。甚至打坏汽轮机叶片。水位太低，可能会破坏正常的水轮回，使水冷壁管超温损坏；严重缺水时，还可能造成水冷壁爆管的事故。

随着汽锅容量的增年夜，汽包的相对水容积减小，因而年夜容量汽锅汽包水位变化是很快的。经计较，１０２５Ｔ／ｈ自然轮回汽包汽锅的汽包水位变化２００ｍｍ的时间为６?觸８ｓ。假设给水中断而继续运行，则在１０~３０ｓ的时间内，汽包水位就会消失或降到危险水位。是以，汽锅运行中保证水位在一定的范围内是极为重要的。一般情况下，经由过程调整给水调门开度或给水泵出力从而改变进进汽锅的给水量来实现汽包水位的调整。

作为典型设计，汽包水位庇护是在汽包水位真正高二值时，开启事故放水门，水位低于高一值及其以下时关闭事故放水门。

２汽锅庇护的进程
当汽锅泛起上述任一危险情况时，汽锅庇护就会动作。强制切断进进炉膛的所有燃料，进行自动的炉膛吹扫。只有在知足炉膛吹扫的条件下，炉膛内部的空气转换了３~５倍后，汽锅才能重新焚烧。

３设置装备摆设及输进输出基本点
设置装备摆设：
ＳＹＳＭＡＣＣ２００ＨＥＰＲＯＧＲＡＭＭＡＢＬＥＣＯＮＴＲＯＬＬＥＲ
１，电源单元ＰＡ２０４Ｓ１块
２，ＣＰＵ单元ＣＨ２００ＨＥ１块
３，输进卡件ＩＡ２２２４块
４，输出卡件ＯＣ２２５３块
５，空单元３块
６，十槽位底板１块
输进部份：
１.炉膛压力部份２*８点；为避免炉膛压力高庇护误动作，炉膛压力高、低旌旗灯号采用三取二逻辑。并有线路不正常的检测功能。
２，送、引风及燃料开关量输进：
３，炉膛火焰开关量旌旗灯号；
４，汽包水位高、低旌旗灯号
５，庇护的切／投
输出部份：
１，线路不正常旌旗灯号
２，热工旌旗灯号
３，用于ＳＯＥ的开关量旌旗灯号
４，ＭＦＴ动作输出
５，事故放水门控制
４汽锅庇护系统结构框图

（１）炉膛火焰旌旗灯号的输进；其目的是将火焰的模拟量旌旗灯号转换成开关量输进可编程控制器。(图略)

ＭＦＳＳ装配是由我厂要求，经制造厂特制的装配。经分析，本系统的亏弱环节是火焰模拟量到开关量的转换环节。为此，统一炉膛的火焰旌旗灯号划分进进分歧的输进板件。经由分歧的卡件输出。使ＭＦＳＳ装配的输进或输出卡件故障均不会使庇护误动作。实现了“功能集中、危险涣散”的原则。同时在设计时，模拟量及开关量的公共线均有多组。可编程控制器是否接收到火焰开关量旌旗灯号经由过程操作台上的层着火指示灯显示，并有反馈的作用。避免由于线路缘由造成庇护不成靠。

（２）汽包水位旌旗灯号输进
为了提高庇护系统的靠得住性，一样，甲、乙侧汽包水位旌旗灯号划分进进可编程控制器的分歧的输进模件。在法式设计上斟酌任一侧汽包水位报警或泛起危险值均发生热工旌旗灯号。一样实现了“危险涣散”的原则。

下图中汽包水位计也是根椐我厂要求进行建造。汽包水位电接点表除能进行水位显示外，还能输出高一值、高二值、高三值和低一值、低二值、低三值的无源接点旌旗灯号。(图略)
在水位庇护中充实斟酌到热力系统的特点。当平安门动作后，会陪伴着不子虚水位的泛起，庇护的动作要能避开这类情况，同时又要能发旌旗灯号。经分析。在平安门动作以后的水位曲线以下：

平安门动作（ｔ０）后，蒸汽流量突然增加，汽锅汽包水位虚高，汽锅汽包水位变化如Ｈ所示。经年夜约２０秒（ｔ１），汽包水位起头下降，可以认为子虚水位现象竣事。则在法式中这样设计，只要平安门动作（用微分指令实现），以后的２０秒内，如检测到汽包水位高到了危险值，庇护不动作，只发旌旗灯号。２０秒后，恢复正常的庇护功能。当汽机突然甩负荷（ｔ０）后?熏蒸汽流量突然削减，汽锅汽包水位变化同上图正好相反。只要发机电甩负荷，（用微分指令实现），以后的２０秒内，如检测到汽包水位低到了危险值，庇护不动作，只发旌旗灯号。２０秒后，恢复正常的庇护功能。
（３）其它旌旗灯号的输进
其它诸如炉膛压力旌旗灯号、送引风机状态旌旗灯号、给粉电源状态旌旗灯号、排粉机状态旌旗灯号、燃油电磁阀状态旌旗灯号、自然气电磁阀状态旌旗灯号、庇护切投旌旗灯号直接进进可编程控制器的输进模件。为避免炉膛压力庇护误动作，对炉膛压力进行“三取二”逻辑处置。
（４）旌旗灯号的输出
报警功能：不管是否投进庇护，均能实现当汽锅泛起不平安状态时，发出报警旌旗灯号。
Ａ：当汽锅任一炉膛泛起炉压高或低时，发炉压高一值或低一值旌旗灯号。
Ｂ：汽包水位任一侧水位为高一值、高二值、高三值及低一值、低二值、低三值时发响应热工旌旗灯号。
Ｃ：汽锅燃烧不稳旌旗灯号。本设计对燃烧不稳旌旗灯号有独到的斟酌。燃烧不稳反映汽锅燃烧由好变差。有两种情况，汽锅会发出燃烧不稳旌旗灯号。一是当汽锅起头投进燃料３０分钟后，如只有一层着火时（层着火：凡是情况下，汽锅四个角每个角的喷燃器均安装有火焰监视器，当四只火焰监视有二只以上发现着火时，则认定该层着火。每一个炉膛有两层均灭火，为全炉膛灭火），发燃烧不稳旌旗灯号。而在焚烧早期，没有需要发出燃烧不稳旌旗灯号。由于，焚烧早期一般火焰状态不是很好。同时，这类情况也没有需要通知运行人员。如旌旗灯号太多，会影响运行人员对运行状态的判定。二是焚烧落后度快全炉膛已着火，后因某种情况，只有一层着火，发燃烧不稳旌旗灯号。即燃烧进程由好变差时发出燃烧不稳热工旌旗灯号。再一个就是当汽锅发生灭火事故时，依照事物变化总是从质变到量变的事理，总是要先泛起燃烧不稳，再泛起灭火。对于分析事故的进程，也长短常有用的。为便于事故分析，相关旌旗灯号送进事故记实仪（ＳＯＥ）便于事务的分析。
Ｄ：燃料全中断旌旗灯号
如未加证实，当停炉时，会发响应热工旌旗灯号。只有在炉膛有火焰时，才会发出燃料全中断旌旗灯号。但对于用于庇护的逻辑功能，却是只要没有投进燃料，而庇护是处于投进状态时，庇护就会动作并发出响应的旌旗灯号。
Ｅ：炉灭火旌旗灯号。
汽锅燃料全中断时，在庇护投进或不投进时均能发出热工旌旗灯号。汽锅投进燃料３０分钟未着火时，发炉灭火旌旗灯号，任一炉失往一层火焰，发出炉燃烧不稳热工旌旗灯号。
（５）庇护动作的输出
常规的庇护输出采用多个并联工作的继电器。继电器采用统一旌旗灯号驱动。现采用分歧卡件的多个分歧输出驱动多个继电器。而且输出也并联在一起。庇护拒动的可能性减到了小。
根椐电厂双炉膛的特点，斟酌到排粉机乏气管道存在交叉，当任一炉知足ＭＦＴ动作条件时，均同时遏制进进两炉膛的所有燃料。
（６）吹扫功能的合理简化
汽锅灭火庇护动作后的吹扫也是个具体的问题，要在保证平安的条件下尽量简化。
①炉内无火
②至少一送风机运行
③至少一引风机运行
④Ｉ组给粉电源停
⑤ＩＩ组给粉电源停
⑥甲排粉机停
⑦乙排粉机停
⑧风量不小于２５％
５汽锅庇护的效果
在现实运行中，汽锅庇护投进不久，就有一次炉灭火事务。由于在设计中斟酌了燃烧不稳旌旗灯号，所以在事故记实中清晰的记实了炉灭火的进程。记实为：“炉膛压力年夜一值，炉燃烧不稳，炉灭火，汽锅庇护动作”。分析应是燃烧不稳定进而造成炉膛压力变化，然后炉灭火庇护动作。经证实是给粉不稳定，造成炉燃烧不稳，炉膛压力波动。进而炉灭火。由于在设计中有了燃烧不稳的旌旗灯号，在反应炉膛燃烧工况变化时，就能有完整的记实。给事故分析提供了利便。
还有一次是平安门误动作，造成汽包水位虚高，可是汽锅庇护并没有动作，是以没有停炉，更没有停机，也没有发生甩负荷的情况，在电力市场要进行电量考核的今天，避免庇护误动就更有意义了。这就讲明庇护逻辑设计得很恰当。
６本汽锅平安监视系统的评价
对现代年夜容量高参数汽锅来说，热工庇护显得更为重要，避免庇护系统的拒动和误动有着同等的重要性。在汽锅平安监视系统上，用国外的系统价格在１００万元左右。而本系统只要不到二十万。就我国的现状来说，本系统有重要的实用价值和现实意义。如在本文摘要中所说的一样，本平安庇护系统有较高的靠得住性。此种类型的庇护系统在国内还未见报道。
参考文献
[1]Ｃ２ＯＯＨＥ可编程控制器用户手册
作者简介：罗建明，男，年龄：３３岁，工程师，从事热工技术治理工作。电话：１３９９０９０８０８７
（６４４６００四川宜宾发电总厂）罗建明
（６１００６５四川年夜学）涂源钊