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再熱器安全門控制技術(shù)在百萬機(jī)組中的應(yīng)用

文檔作者：孫德波陳朝榮文檔來源：神華浙江圍華浙能發(fā)電有限公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時間： 2021年06月06日
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2010年第6期
浙江電力
ZHEJIANG ELECTRIC POW ER 27
再熱器安全門控制技術(shù)在百萬機(jī)組中的應(yīng)用
孫德波，陳朝榮
(神華浙江圍華浙能發(fā)電有限公司，浙江 寧海315612)
摘要：介紹帶電氣控制的彈簧安全閥在神華國華寧海電廠B廠l 000 MW 超超臨界機(jī)組中的應(yīng)用。
該安全閥可以實(shí)現(xiàn)再熱器超壓等異常工況的快開功能，試驗(yàn)?zāi)Ｊ较驴蛇M(jìn)行安全電磁閥動作回路試驗(yàn)，
為百萬機(jī)組安全運(yùn)行提供了保障，可供同類機(jī)組參考。
關(guān)鍵詞：鍋爐；安全門；快開；可靠性；控制
中圖分類號：TK223．6+2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號：1007—1881(2010)06—0027—03
Application of Reheater Safety Valve Control Technology in 1 000 M W Unit
SUN De—bo，CHEN Chao—rong
(Shenhua Guohua Zheneng Generation Co．Ltd．，Ningbo 3 15612，China)
Abstract：This paper introduces the application of the electrically-controlled spring safety valve to 1 000 MW
ultra—supercritical unit in Shenhua Guohua Ninghai B power plant．It S easy to realize the quick open function
under the abnormal conditions such as reheater overpressure，and the loop test of any safety solenoid valve
action can also be done in test mode．These provide guarantee for the 1 000 MW unit safety running and offer
a reference for other units of the salne type．
Key words：boiler；safety valve；quick open；reliability；control
0 引言
鍋爐安全門是預(yù)防鍋爐超壓的主要保護(hù)設(shè)施，
其作用是當(dāng)鍋爐蒸汽超壓時，安全閥動作排出多
余的蒸汽，以保證鍋爐在安全壓力下運(yùn)行。主要有
彈簧式安全門(全量型安全門)、電動泄壓閥(又稱
PVC閥)及重錘式安全門3種 600 MW 及以下亞
臨界機(jī)組通常安裝機(jī)械式安全門，1 000 MW超超
臨界鍋爐的額定再熱器壓力更高，對鍋爐超壓保
護(hù)控制的要求更加精確，對再熱器安全閥機(jī)械制
造和控制功能的要求也越來越高_(dá)】1。
目前已投產(chǎn)的1 000 MW 機(jī)組中，采用彈簧
式安全門的有大唐潮州電廠1 000 MW 超超臨界
?！盒蜖t等．屬于機(jī)械控制：而采用帶電氣控制的
彈簧安全閥目前國內(nèi)還比較少，僅有神華國華寧
海電廠B廠(以下簡稱寧電B廠)2臺1 000 MW
機(jī)組塔式爐及上海外高橋三期1 000 MW 機(jī)組。
由于機(jī)組參數(shù)及管路布置差異，再熱器安全
閥的控制方式也不盡相同。上海外高橋三期機(jī)組
的安全閥控制功能，僅在開關(guān)時需要，沒有中間
狀態(tài)【21。而寧電B廠再熱器安全門控制功能則比
較完善，可以實(shí)現(xiàn)安全快開和調(diào)節(jié)等多種功能，
有利于百萬機(jī)組的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
1 安全門功能
1．1 設(shè)備概述
寧電B廠鍋爐型號SG3091／27．56一M54X，為
超超臨界參數(shù)變壓運(yùn)行螺旋管圈直流爐、全懸吊
結(jié)構(gòu)塔式布置。機(jī)組安裝了4路100％高壓旁路
系統(tǒng)和65％低壓旁路系統(tǒng)串聯(lián)，再熱器出口管道
上裝設(shè)4臺帶電氣控制的彈簧安全閥．4臺再熱
器出口安全閥的總排放量為BMCR工況時主蒸
汽流量加上高旁的噴水量．再熱器安全門RH1
和RH3同在左側(cè)再熱器出口，RH2和RH4同在
右側(cè)再熱器出口
1．2 安全門工作過程
正常情況下．安全閥在壓縮空氣與彈簧力共
同作用下處于關(guān)閉狀態(tài)。當(dāng)再熱器出口壓力升
28 浙江電力 2010年第6期
高、觸發(fā)壓力保護(hù)開關(guān)動作時，安全電磁I{IiJ失
電，由人口蒸汽壓力和氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的提升空氣
共同作用實(shí)現(xiàn)4只安全門同時開啟，也可手動按
鈕開啟閥門。DCS快開通過快開電磁閥勵磁實(shí)
現(xiàn)。DCS快開時RH1／RH4、RH2／RH3將同步執(zhí)
行．在RH1／RH4開度達(dá)到70％后．RH2／RH3可
被打開。調(diào)節(jié)狀態(tài)時，由負(fù)荷對應(yīng)的再熱器壓力
設(shè)定值與實(shí)際值的偏差控制Iiji『門開度。如壓縮空
氣系統(tǒng)故障或壓縮空氣失去，當(dāng)安全閥人口蒸
汽壓力超限時，蒸汽壓力將推動閥門克服彈簧力
打開。
再熱器安全門上氣缸3路氣源分別經(jīng)安全電
磁閥(Y10．1／2／3)、快速控制閥(Y8．1／2／3)至上氣
缸，另一加載氣源經(jīng)加載電磁閥(Y55)與安全電
磁閥(Y10．2)出口經(jīng)同一管路進(jìn)入上氣缸。下氣缸
4路氣源分別經(jīng)安全電磁閥(Y10．1／2／3)、快速控
制閥(Y9．1／2／3)至下氣缸，另一氣源經(jīng)比例電磁
閥(Y50)與并聯(lián)的快開電磁閥(Y39)經(jīng)同一管路
進(jìn)下氣缸。正常狀態(tài)再熱器安全門氣缸上缸進(jìn)氣
加載，下缸通大氣，再熱器安全門處于關(guān)閉狀態(tài)
1．3 安全門實(shí)現(xiàn)的功能
(1)安全功能。當(dāng)再熱器 口聯(lián)箱任一壓力
高于開關(guān)定值時，開關(guān)動作(MT5356柜壓力開關(guān)
定值>7．5 MPa)，再熱器安全門氣缸上缸通大氣，
下缸進(jìn)氣，再熱器安全門在壓縮空氣與蒸汽壓力
的共同作用下迅速打開，防止再熱器超壓。
(2)快開功能。當(dāng)再熱器f{{口壓力>6．27 MPa、
再熱器出口壓力上升速率大于>l MPa／min或高
旁出口最高溫度>450~C時，DCS發(fā)指令至控制
柜，控制再熱器安全門RH1／RH4氣缸下缸進(jìn)
氣，實(shí)現(xiàn)快開。當(dāng)RH1／RH4任一閥門開度大于
70％時，再熱器出口壓力>6．9 MPa或再熱器出口
壓力上升速率大于>1．7 MPa／min．安全門RH2／
RH3快開
(3)正常打開。此時再熱器安全門氣缸下缸
進(jìn)氣由比例閥控制，根據(jù)I)CS指令將再熱器安
全門開至用戶需要的開度
(4)試驗(yàn)?zāi)Ｊ?。試?yàn)?zāi)Ｊ较?，任一再熱器安?
門的壓縮空氣進(jìn)氣管可通過測試電磁閥單獨(dú)隔
離。在MT5356柜操作可進(jìn)行任一再熱器安全門
的任一安全電磁閥動作回路試驗(yàn)，通過觀察試驗(yàn)
壓力表判斷安全電磁閥動作是否正常
2 主要控制設(shè)備
2．1 空壓機(jī)系統(tǒng)
再熱器安全門旁裝有空壓機(jī)及儲氣罐，為再
熱器安全門提供1．2—1．5 MPa的壓縮空氣。空壓
機(jī)控制面板可以實(shí)現(xiàn)對空壓機(jī)的啟停操作，監(jiān)視
排氣壓力?？諌簷C(jī)運(yùn)行、綜合故障、出口壓力低
信號將送到運(yùn)行畫面進(jìn)行監(jiān)視和故障報警。
2．2 測量試驗(yàn)裝置MT5356
測量試驗(yàn)裝置與受控式安全閥的組合用于蒸
汽鍋爐和容器的壓力保護(hù)，并于13常運(yùn)行中檢查
安全閥和有關(guān)控制部分的安全功能。MT5356與
EPC5400組合在一起作為控制裝置。
MT5356配備了三重冗余布置的壓力連接管
路，只要3個壓力開關(guān)中的一個達(dá)到設(shè)定壓力就
執(zhí)行安全功能。-二重冗余的壓力開關(guān)通過儀表管
直接與再熱器管道相連。在試驗(yàn)狀態(tài)，壓力開關(guān)
可以通過與管道連接的鎖緊條．從蒸汽系統(tǒng)中隔
離，且保證只有壓力開關(guān)連接管路中的關(guān)斷閥閉
鎖時與系統(tǒng)管路斷開。MT5356柜內(nèi)部也有通過
鎖緊條與蒸汽系統(tǒng)斷開壓力連接的指示，柜門作
為操作面板，配有供試驗(yàn)安全閥所用的對應(yīng)開關(guān)
和按鈕。
2．3 電氣控制單元EPC5400
電氣控制單元EPC5400實(shí)現(xiàn)電信號到氣信
號的轉(zhuǎn)換。若3個連接管路中的一路達(dá)到設(shè)定壓
力，則對應(yīng)的壓力開關(guān)通過安全電磁閥(Y10)實(shí)
現(xiàn)安全功能。每個壓力開關(guān)通過電氣回路直接與
其所連安全閥的安全電磁閥連接。在安全模式
下，與MT5356相連的所有安全閥由人口蒸汽壓
力和氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的提升空氣共同作用而開啟。
當(dāng)再熱器蒸汽壓力下降到低于動作壓力開關(guān)的切
換值時，對應(yīng)的安全電磁閥(Y10)再次通電，此
時可通過比例電磁閥控制氣缸內(nèi)的壓縮空氣壓
力，同時控制系統(tǒng)按DCS的要求調(diào)節(jié)安全閥的
閥位。
2．4 再熱器安全門控制柜
再熱器安全門控制柜提供系統(tǒng)正常工作所需
要的電源，通過控制回路將再熱器安全門的開關(guān)
指令轉(zhuǎn)換成EPC5400的控制信號，控制相應(yīng)的
電磁閥。再熱器安全門控制柜同時作為再熱器安
全門系統(tǒng)與其它系統(tǒng)連接的接口．接收DCS系
2010年第6期 孫德波，等：再熱器安全門控制技術(shù)在百萬機(jī)組中的應(yīng)用 29
統(tǒng)對再熱器安全門的控制信號以及將再熱器安全
門系統(tǒng)的信號輸出至DCS。
3 系統(tǒng)應(yīng)用的可靠性
(1)控制系統(tǒng)具有可靠的供電電源。左右側(cè)
再熱器安全門控制柜分別由兩路AC220V電源供
電，一路取自UPS，一路取自保安段，在控制柜
內(nèi)實(shí)現(xiàn)冗余切換。
(2)再熱器安全門設(shè)有獨(dú)立于DCS的硬手操
按鈕，在DCS故障或異常情況下，可以實(shí)現(xiàn)手動
快開功能。同時運(yùn)行人員可在CRT畫面點(diǎn)擊快開
按鈕，實(shí)現(xiàn)快開功能。
(3)控制系統(tǒng)配有單獨(dú)的空壓機(jī)，為再熱器
安全門提供一定壓力的氣源，使安全門始終處于
投入狀態(tài)。
(4)邏輯設(shè)計(jì)合理，可以保證在高旁出口溫
度過高或再熱器壓力上升過快時，安全門能快速
開啟。
(5)如壓縮空氣失去，當(dāng)安全閥人口蒸汽壓力
超限時，蒸汽壓力將推動閥門克服彈簧力打開。
圖l為寧電B廠一次風(fēng)機(jī)RB過程中再熱器
安全門正常動作的響應(yīng)曲線。
從圖1可以看出．當(dāng)機(jī)組發(fā)生RB時，負(fù)荷
急劇下降，再熱器壓力快速上升，觸發(fā)再熱器安
全門快開信號，再熱器安全門RH1和RH4安全
快開。當(dāng)再熱器壓力正常后，再熱器安全門關(guān)閉
復(fù)位。因此可以看 ，帶電氣控制的再熱器安全
門可以實(shí)現(xiàn)可靠的控制調(diào)節(jié)功能。
4 結(jié)語
圖1 再熱器安全門運(yùn)行響應(yīng)曲線圖
介紹了寧電B廠再熱器安全門的基本功能
和系統(tǒng)可靠性應(yīng)用情況，可以為百萬機(jī)組再熱器
安全門控制功能的優(yōu)化提供參考。隨著帶電氣控
制的彈簧安全閥在百萬機(jī)組的廣泛應(yīng)用，再熱器
安全門控制技術(shù)的研究將會進(jìn)一步深入。
參考文獻(xiàn)：
【1】 于達(dá)仁，徐志強(qiáng)．超臨界機(jī)組控制技術(shù)及發(fā)展【J1．熱能
動力工程，2001，16(3)：115—121．
[2] 徐雪元，姚丹花．不同容量汽輪機(jī)旁路分析比較和外高
橋j期旁路系統(tǒng)設(shè)計(jì)考慮[C J．第八屆鍋爐專業(yè)委員會
第二次學(xué)術(shù)交流會議論文集，2005，
收稿日期：2009—09—08
作者簡介：孫德波(1972一)，男，遼寧營口人，工程師，主
要從事火力發(fā)電廠熱工控制技術(shù)研究工作。
(本文編輯：李文娟)
(上接第26頁)
4 結(jié)語
中壓缸啟動方式在大容量機(jī)組上已廣泛應(yīng)
用，控制技術(shù)已頗為成熟。中壓缸啟動方式解決
了大機(jī)組缸體暖缸時間與機(jī)組啟動速度之間的矛
盾，縮短了啟動時間，但暖缸、切缸作為中壓缸
啟動中特有的操作，對自動調(diào)節(jié)與控制系統(tǒng)的配
合提出了更高的要求，同時也使操作趨于復(fù)雜。
從臺州發(fā)電廠2臺300 MW 機(jī)組的啟動實(shí)踐看，
中壓缸啟動方式對于減少啟動過程中的設(shè)備壽命
損耗以及實(shí)現(xiàn)機(jī)組的節(jié)能與快速啟動有實(shí)際意
義，對同類型機(jī)組有一定的借鑒作用。
參考文獻(xiàn)：
[1】王國清．汽輪機(jī)設(shè)備運(yùn)行【M】．北京：中國電力出版社，
2005．
【2】西安電力高等專科學(xué)校．600 MW 火電機(jī)組培訓(xùn)教材：
儀控分冊[M】．北京：中國電力出版社，2007．
收稿日期：2009-08—19
作者簡介：屠海彪(1975一)，男，浙江臺州人，工程師，從事
火電廠集控運(yùn)行工作。
(本文編輯：徐晗)

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