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一期锅炉 MFT 硬继电器回路可靠性分析与改造 范华绒 刘永红 （大唐韩城第二发电有限公司设备部热控） 【摘 要】本文分析了大唐韩城第二发电有限责任公司一期 2×600MW 机组 MFT 保护回路设计上存在的问题，提 出并落实了技术改造方案，并对整个保护回路的功能进行了全面分析，解决了存在问题，提高了控制回路的可靠性。 【关键词】MFT 保护系统 电源回路 硬继电器回路 技术改造 1 系统概述 大唐韩城第二发电有限责任公司一期 2×600MW 机组分散控制系统（DCS）采用美国西屋公司 提供的 OVATION 系统，其中 FSSS 系统作为 DCS 控制系统一部分，所有软逻辑设计在 DROP5。按 照一期工程 FSSS 系统功能的设计思想，为了保证 MFT 跳闸回路的可靠性，采用软逻辑和硬继电器 两套回路并行的设计原则，软回路由 DCS 逻辑实现，硬继电器回路通过两个 MFT 跳闸继电器接点 驱动相应的跳闸对象实现。这两套 MFT 保护回路设计成软硬件互相冗余，当其中一个失效时，另一 个可以及时安全地停止机组运行。同时考虑到炉膛安全保护系统的重要性，这两套回路的电源等级 设计也是不一样的，软逻辑采用交流 220V 电源即 DCS 系统电源 ，而硬继电器回路使用的是直流 110V 电源， 每套回路的电源均采用冗余电源供电， 并且可以实现无扰切换， 因而具有很高的可靠性。 2 存在问题 在原系统设计中，MFT 硬继电器回路的热工电源采用两路同时供电的 110V 直流系统，两路电 源分别取自本机组锅炉 PC A 段、PC B 段的直流 110V 分屏柜，输出之间采用二极管桥堆隔离供给 跳闸继电器，在机组调试投运后发现，两路电源虽然可以实现完全备用，一路电源失去对系统动作 没有任何影响，但正常运行中两路电源同时投入时，直流检测装置就会检测到直流接地报警故障， 导致该装置长期误报警，失去应有的监测功能，威胁机组的安全运行。又由于 MFT 继电器电源回路 通过二极管隔离输出，使两段直流电源有间接联系，在某种情况下，两段直流电压通过二极管电压 互相钳位。不符合火力发电厂、变电所直流系统设计技术规定中 4.1.2 之规定：采用单母线接 线的直流系统，2 组单母线间应实现联络，并应有防止 2 组蓄电池并联运行的闭锁措施。 在原系统设计中，DCS 输出两个 MFT 跳闸指令（DO 卡件输出）并接同时控制两个 MFT 硬继 电器动作， 存在当任一 DO 卡件通道故障、 DO 输出继电器故障或一根电缆故障均会引起保护误动或 拒动的隐患。不符合热控 DCS 的设计要求，重要保护 I/O 信号一般要求采用三取二方法，并将三个 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 www.fineprint.cn 信号分别引入不同的 I/O 卡件。 在原系统设计中，OFT 继电器只有一个，存在当继电器坏或启动继电器动作的指令继电器坏或 电缆故障，均会引起 OFT 继电器拒动或误动的隐患。 改造前原理图如下图所示： 继电 器回路1 继电 器回路2 继电 器回路 改造前 MFT 硬继电器电源回路原理示意图 3 技术改造 为了消除该问题，2008 年 9 月，我们对#1 机组电源回路进行了改造，拆除了隔离的二极管，增 加了一个 OFT 继电器，并在各继电器电源开关后面安装一电源监视继电器，继电器接点送 FSSS 逻 辑进行监视并报警。改造后，两路电源各自控制一个 MFT 和 OFT 硬继电器，并不影响系统的正确 动作，却使电源系统更具独立性，安全性、可靠性更高。如下图所示。 改造后 硬继电器电源回路原理示意图 继电 器回路1 继电 器回路1 继电 器回路2 继电 器回路2 改造前， MFT 硬继电器控制回路如下图所示：DCS 输出两个 MFT 跳闸指令（DO 卡件输出） 并接同时控制两个 MFT 硬继电器动作，改造时我们增加为三个跳闸指令，用其中间继电器接点在硬 回路中分别进行三取二后控制 MFT1 和 MFT2 动作。采用三个信号，可保证一个信号故障不影响保 护系统正常动作，这样就保证了 MFT 保护动作的可靠性，有效地防止误动和拒动。如下图所示。 改造前，两个 MFT 硬继电器并接在控制回路中，因此紧急手动按钮（2 个）各共用一对接点即 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 www.fineprint.cn 可。要符合电源回路彻底分开而无牵连的改造要求，我们在原紧急手动按钮上各增加了一对接点 2， 用于 MFT2 继电器回路的控制，达到了改造目的。 跳 闸 指 令1 跳闸 指 令2 手 动 按钮1 手 动按 钮2 动 作 线 圈 动 作 线 圈 复 位线 圈 复 位线 圈 直 流110 电 源 改造前 MFT 硬继电器控制回路原理图 复位指令 直流110 电源1 复位线圈 动作线圈 手动按钮2 接点1 手动按钮1 接点1 跳闸 指令123 接点1进行 三取二 复位指令 直流110 电源2 跳闸 指令123 接点2进行 三取二 手动按钮1 接点2 手动按钮2 接点2 动作线圈 复位线圈 改造后 MFT 硬继电器控制回路原理图 4 MFT 保护回路功能分析 下面，我们对 MFT 保护回路的功能进行全面分析： （1）当 MFT 动作条件出现时，FSSS 逻辑经过运算后发出跳闸指令。一方面，软逻辑对发出的 指令信号进行扩展 （并接） ， 通过 DO 卡件输出相应的信号至各个 DROP， 通过逻辑停掉相关的设备； 同时输出三个跳闸指令，其 DO 继电器接点进行三取二控制继电器 MFT1 和 MFT2 同时动作。该 MFT 继电器采用双线圈，带电动作带电复位，因此 MFT 信号动作后复归时也必须有指令发出，在 改造中我们增加了一个复位指令 DO 用于控制 MFT2 的复位，使两个跳闸回路彻底分开，它比单线 圈继电器更可靠。该继电器接点共有 16 个常开和 16 个常闭接点，用于对硬回路指令信号的扩展。 因为任意一个 MFT 继电器动作锅炉跳闸，因此两个继电器接点采用常开接点并联、常闭接点串联的 方法，根据不同设备通过硬接线送至相应的电气回路跳闸对应设备。 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 www.fineprint.cn （2）操作台上安装有两个手动 MFT 按钮，每个按钮三对触点，其中一对接点 2 个按钮串联后， 通过 DI 进入 FSSS 跳闸逻辑去 MFT，另两对接点也以相同的接法分别串入 MFT 继电器回路，通过 MFT 继电器实现跳闸。见上图。这样，按下任一按钮，跳闸回路不会动作，可有效防止人员误碰误 按造成保护误动。 （3）正常情况下，MFT 动作由 DCS 逻辑判断产生 MFT 动作条件，通过软硬回路实现 MFT 功 能（软硬两套回路冗余） ；紧急情况或 DCS 系统失电或 DCS 系统瘫痪的情况下，由操作员同时按下 两个 MFT 跳闸按扭及时停止主要辅机的运转；MFT 继电器还具有手动跳闸的功能，在上述两种情 况失效的极端情况下，操作员也可通过手动扳动继电器把手至跳闸位实现跳闸功能。 5 燃油跳闸阀控制回路分析 燃油跳闸阀保护设计的思路是确保燃油系统发生 MFT、OFT 保护、油泄漏试验失败时确保切断 燃油，保护锅炉的运行安全。 燃油跳闸阀设计为两位气动阀，失电失气关闭型，电磁阀控制回路电源采用 220V AC。正常运 行中FSSS逻辑通过运算使开阀指令接通或断开控制阀门打开或关闭。 为了防止出现紧急情况或DCS 失去控制时， 机组运行且锅炉没断油的情况下，存在有可能无法通过手动 MFT 迅速切断进入炉膛的 油燃料。 因此， 对该阀设计了硬接线控制回路， 在回路中串入两个 MFT 继电器接点的个常闭接点、 并入两个 OFT 继电器接点的个常开接点，正常运行中 OFT 常带电（为单线圈继电器，失电动作 型） ，常开接点闭合，当 FSSS 逻辑发出开阀指令，燃油跳闸阀电磁阀带电使该阀打开。当发生 MFT 时，任一 MFT 继电器动作，常闭信号断开，硬接线回路动作电磁阀失电使该阀关闭。 当机组 MFT 后，炉膛要进行吹扫和油泄漏试验，吹扫和泄漏试验完成后则复归 MFT 信号，为 下一次点炉做好准备。 但由于 MFT 后燃油跳闸阀的硬跳回路由于失电而使该阀关闭， 而无法进行油 泄漏试验，为此，在硬回路上设计采用油泄漏进行信号作旁路功能，这样，既保留了硬跳回路的作 用，又不影响泄漏试验的进行。控制回路如下图所示。 复位 复位 复位 复位 开油阀指令 油阀电磁阀 泄露试验强开 油阀指令 另外，考虑到锅炉停炉后，进、回油阀均会因 MFT 跳闸而关闭，使进、回油阀之间的油管憋压， PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 www.fineprint.cn 因此设计上并不作硬回路跳闸燃油回油阀设置，而只用 FSSS 逻辑信号去关闭燃油回油阀，这样当 锅炉紧急停炉后，进、回油阀关闭后，操作员可以通过 DCS 从远操打开回油阀泄压，防止因油角阀 关不严使燃油进入炉膛。 6 结束语 利用机组小修停炉期间完成了 MFT 保护回路改造，改造后经过现场试验，MFT 保护系统动作 正常。原回路中存在的问题得到根除，使 MFT 跳闸回路更加完善、可靠。同时通过对 MFT 硬回路 的可靠性分析以及技术改造过程的阐述，有利于集控运行人员和热控技术人员对整个跳闸逻辑的理 解和掌握。 作者简介： 范华绒：单位：大唐韩城第二发电有限公司设备部热控 联系电话 0913- 5386148 1992.7 月大唐韩城发电厂热控自动班工作，2007 年 4 月唐韩城第二发电有限公司设备部热控工作。 刘永红：单位：大唐韩城第二发电有限公司设备部热控 联系电话 0913- 5386139 1995.7 月大唐韩城发电厂热控流压班工作，2003 年 11 月唐韩城第二发电有限公司设备部热控工作。 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 www.fineprint.cn