1、全国火电 600MW 机组技术协作会第十三届年会论文集 锅炉281700MW 机组磨煤机油站控制系统存在问题及解决方案郑志远（华能德州电厂 山东 253024）【摘 要】从 PLC 硬件主副模件之间的连接方式、润滑油泵启动方式和润滑油流量表计三方面存在的问题，进行了分析提出解决方案并付诸实施，有效地解决了磨煤机误跳闸事故，增强了机组安全稳定运行的可靠性。【关键词】PLC 星角转换 功能完善 问题分析 解决方案 0 引言华能德州电厂三期 700MW 机组#5、#6 锅炉是德国 BABCOCK 公司设计的亚临界自然循环汽包炉。制粉系统采用德巴双进双出钢球磨（RKD420/650）正压直吹系统，每炉
2、配双进双出钢球磨 6 台（分别为 100 磨） ，每台磨煤机配置一套液压润滑冷却和顶轴、顶瓦系统。每套系统配置一套由Siemens 公司提供的 S7-200 PLC 就地控制系统，用来接收 DCS 来的指令控制就地设备的启停和反馈就地设备的运行状态，起到闭锁/释放磨煤机启动和连锁保护跳闸磨煤机的重要作用。每套液压系统包括高压和低压两个单元，低压单元包括润滑油箱和两台 100%流量的润滑油泵AP005、AP006，正常时一台运行一台备用。在油泵出口母管上安装一只量程为 050l/min 的双输出流量探头，分别引入两只流量表（CF111/113 和 CF112/114）完成就地指示和定值切换输出，
3、油泵切换定值为 CF111 或 CF112 任一低于 35l/min；磨煤机跳闸定值为 CF113 和 CF114 同时低于25l/min 延时 10s。高压单元包括两台顶轴油泵 AP001、AP003 和两台顶瓦油泵 AP002、AP004，启动顺序为两台顶轴油泵启动运行 5 分钟后同时启动两台顶瓦油泵。在每台油泵出口安装一只压力开关，用来完成低压报警或磨煤机保护跳闸功能，顶轴泵压力低报警定值为Mpa,顶瓦泵压力低保护定值为 8Mpa。由于制粉系统采用正压直吹方式，无中间储粉仓和给粉机，机组在满负荷运行时，每台磨对应机组负荷 100 多 MW。因此每台磨煤机的运行稳定与否，直接威胁着整个机组
4、的安全运行。而每台磨所配套的油站控制系统成为决定磨煤机能否稳定运行的关键。自 2002 年 6 月、10 月#5、#6 机组相继投产以来，我们对 12 套磨煤机油站控制系统先后出现的各种问题进行了细致地分析和研究，重点解决了由于系统误动造成磨煤机跳闸的以下三个问题：（1）PLC 主模件与扩展模件之间连接结构不合理造成的系统误动；（2）润滑油泵启动时星三角转换不成功造成的流量低跳闸；（3）润滑油流量表计设置不合理造成的系统误动。1 PLC 主模件与扩展模件之间连接结构的改进全国火电 600MW 机组技术协作会第十三届年会论文集 锅炉282每套磨煤机油站控制系统配置一套 Siemens 公司提供的
5、 S7-200PLC ，每套 PLC 包括一块 CPU-216-2(DI：24X24VDC DO: 16X24VDC)和两块扩展模件（DI&DO：16X24VDC） 。而 PLC 和扩展模件之间的通讯连接采用类似于 PC 机外设板卡与 PCI 或 ISA 插槽式的连接，而且两端的固定卡很不牢固。磨煤机运行时功率可达 1300 多 KW 致使附近区域地面振动很大。自 2002 年 6 月#5 机组投产以来，由于磨煤机产生的振动以及工作人员例行巡检或消缺时开关柜门用力稍大造成主副模件接插件接触不良引发的磨煤机跳闸事故不下数次，严重影响了机组的安全稳定运行。 1.1 初步解决方案：针对以上这种情况，
6、我们利用机组停机机会，根据 PLC 主副模件横向尺寸加工了专用固定卡板进行了固定。从实际运行效果来看不甚理想，期间仍发生过几次跳闸事故。1.2 最终解决方案：为了从根本上解决隐患，我们最终确定了两套解决方案：一是联系 Siemens 厂家更换全部 16套 PLC 硬件和操作面板，改变这种连接方式。由于更换硬件费用太高以及设备改造程序审批周期长，此套方案未能实施；二是将主副模件的连接方式由硬连接改为扁平电缆式连接，只要注重引线的焊接质量和扁平电缆连接插头的可靠连接就能从根本上解决这一难题。最终我们确定了第二套方案并付诸实施。改造连接后的 PLC 在以后的运行过程中再未发生由于振动影响而发生的磨煤
7、机跳闸事故，从根本上消除了这一隐患。以下为改造连接后的 PLC 图片(图中白色扁平电缆及插头即为改造后连接方式)。2 润滑油泵启动功能完善2.1 事件回顾：2008 年 3 月 6 日 16：00 运行人员监盘发现#5 炉 40 磨跳闸，紧急启动 50 磨运行。检修人员就地检查发现 40 磨油站 CF113/CF114 流量低跳闸信号发出，润滑油泵 AP005 主接触器 1K1M 动作而油全国火电 600MW 机组技术协作会第十三届年会论文集 锅炉283泵实际未运行。2.2 原因分析：首先我们对润滑油泵的控制回路进行了分析，确认每台润滑油泵配置 3 只接触器，AP005 分别为主接触器 1K1
8、M、三角型接触器 1K2M、星型接触器 1K3M，AP006 分别为 1K4M、1K5M 和 1K6M。每台泵的启动采用星三角转换方式，互为闭锁，星三角转换时间为 1s。正常运行时主接触器和三角型接触器同时吸合。40 磨油站正常运行时应为油泵 AP006 在运行，此时润滑油流量探头检测到母管流量低于 35L/min，切泵信号 CF111 或 CF112 任一发出，PLC 发出指令启动 AP005 运行，停止AP006。AP005 在星三角转换过程中由于星接触器 1K3M 的辅助继电器常闭接点未吸合致使三角接触器 1K2M 未动作造成油泵无法运行，导致流量跳闸信号 CF113/CF114 同时动
9、作，跳闸继电器 K45 失电造成了磨煤机跳闸。以下为润换油泵控制回路图片：2.3 解决方案针对 40 磨油站 AP005 出现的这种情况，由于三角型接触器的启动回路仅串联了星型接触器辅助继电器的一付常闭触点，我们在确认星型接触器的辅助继电器动作正常的前提下在原有一付常闭接点的基础上并联了一付接点，增加了油泵正常启动的可靠性。但是，从长远来考虑的话，如果星型接触器所带的辅助继电器动作不良或卡涩，仍存在不安全隐患。通过查阅技术资料得知润滑油泵AP005/AP006 的功率为 11KW，同时请教了电气专业技术专家，最后决定将星三角转换功能取消，仅保留三角型启动运行。2008 年 5 月我们利用机组停
10、机或检修机会将#5、#6 炉 12 台磨煤机油站的24 台润滑油泵的启动回路进行了完善。即：外部回路星型启动指令信号线拆除，三角型启动指令信号线直接控制 1K2M 或 1K5M 接触器，PLC 内部逻辑不作改动，原星三角转换时间仍保留 1s。功能完善后至今系统运行稳定，从根本上消除了这一事故隐患。全国火电 600MW 机组技术协作会第十三届年会论文集 锅炉2843 润滑油流量表计功能完善3.1 事件回顾：2008 年 7 月 14 日 6：15 分左右接运行人员电话，6 炉 10 磨煤机因润滑油流量低跳闸。工作人员到现场后发现 10 磨油站润滑油流量表一个显示为零，另一个黑屏，OP7 操作面板
11、 CF113/CF114流量低跳闸信号均发出。判断黑屏流量表损坏，将黑屏流量表更换为新表后，两流量表显示正常，试验报警、跳闸信号动作正常，油站恢复运行。3.2 原因分析：前文中我们提到在润滑油泵出口母管上安装一只量程为 050l/min 的双输出流量探头，分别引入两只流量表（CF111/113 和 CF112/114） ，探头工作电源 DC24V 由附带输出接点（CF111/CF113）的流量表提供。如果此表发生电气回路故障或 AC220V 工作电源失去，那么探头将失去工作电源造成脉冲信号丢失，跳闸接点 CF113 和 CF114 同时动作，造成磨煤机跳闸信号发出。10 磨出现的黑屏流量表正是
12、附带输出接点（CF111/CF113）的流量表。下面根据一只流量表的端子图片进行进一步的分析：每只流量表的脉冲信号输入接到 INP A，接点信号 CF111 或 CF112 接到 1、2 端子常开接点，CF113 或 CF114 接到 3、4 端子常开接点，流量信号正常时以上两对接点均处于闭合状态。为了防止由于流量表自身出现故障而发生的磨煤机误跳闸事故必须对流量表的接点及内部设置进行完善。3.3 解决方案：仅针对附带输出接点（CF111/CF113）的流量表进行以下改进：1、将 CF113 所接 3、4 端子常开接点改为 3、5 端子常闭接点；2、表计内部参数 OUT2 由原来的上升沿动作改为
13、下降沿动作。完成后就地实际模拟表计 AC220V 工作电源失去故障，测量确认表计 3、5 端子仍处于闭合状态，PLC输出至 DCS 的跳闸继电器 K45 未发生动作，证明改进获得成功。4 结束语以上仅对我厂磨煤机油站控制系统存在的几点典型性问题进行了分析和功能方面的完善，还有全国火电 600MW 机组技术协作会第十三届年会论文集 锅炉285一些如 PLC 内部逻辑方面的优化工作等着我们去不断发掘和进一步地改进。总之，通过解决以上几个问题后，目前整个磨煤机油站控制系统的可靠性得到了增强，为机组安全和稳定运行奠定了基础。这些应用经验，也可为使用同类控制系统的电厂提供良好的借鉴。参考文献：1 华能德州电厂三期锅炉检修规程 Q/HNDZ 104.109-2007作者简介：郑志远（1971 ） ，男，山东德州人，工程师，从事火电厂热工检修维护工作。单位地址：山东省德州市华兴路 10 号联系电话：0534-2432370 e-Mail：邮政编码：253024
