热工联锁保护系统配置优化方案 (1)

第四章辅机程控联锁保护系统

第一节辅机程控的基本概念

对于火电厂大型单元机组主、辅机和辅助设备的启动、停止和事故处理采用顺序控制技术，即辅机程控保护系统，是保证机组安全、经济运行的必要条件。顺序控制(简称顺控)含义是:在生产过程中，对某工艺系统或某大型主设备及与其有关的辅助设备群启动、停止和运行中的事故处理，按预先制定的序列(时间、判据等)进行相关和有序的自动控制。火电厂辅机和辅助设备系统可分为两个主要部分，一部分是直接从属于锅炉、汽轮机热力系统，其运行状况直接影响锅炉、汽轮机、发电机运行的辅机设备和系统，如烟风、燃油、制粉、给水、汽轮机油和汽、发电机氢油水等系统和设备，绝大部分位于锅炉、汽轮机主厂房内，称辅机系统或辅机;另一部分是为电厂连续生产过程提供必需条件的系统和设备，如燃料输运、化学水处理、除灰除渣等系统和设备，一般位于主厂房外，有的距主厂房较远，称为辅助设备及系统。

目前大型单元火电机组的汽轮机、锅炉及其辅机、辅助系统和设备均采用顺控技术和顺控系统。50年代后期，国外顺控系统的控制范围仅为部分主要辅机设备或局部系统，而目前国内、外顺控系统都已覆盖大型单元机组主、辅机和几乎全部辅助设备及系统。采用的硬件也由继电器、矩阵板和固态元器件发展到以微处理器为核心的PLC及先进的DCS。顺控系统功能由最初的设备间简单联锁或少数小系统孤立的局部顺控，发展为多级层次结构，各子系统和子功能有机协调运行的大型控制系统：

厂级顺控：又被称为整台机组启停的顺序控制系统。它是指在少量人工干预和确认条件下，该控制形式能自动完成机组的冷态、温态、和热态启动，直至机组带到目标负荷；或根据短期停运和长期停运的要求将机组负荷逐步降为零，并完成相关设备的停运。厂级顺控是SCS的最高级控制形式，它对外围设备的质量有很高的要求。

功能组级顺控：电厂安工艺系统的特点可将机组的辅助设备和系统分为某一特定的功能组，功能组顺控就是对这些特定的功能组进行自动顺序控制，它把在工艺上又相互联系并具有连续不断的顺序性控制特征的设备集合为功能组级控制。功能组控制可包括较多的单体和子组控制，控制程序可以在主控室内操作人工启动或由机组自启停控制系统的自动指令启动。功能组级控制对外围设备的要求也很高。以下为典型的顺控功能组划分：

子组级顺控 : 子组顺控是一种以一个设备为主,将其辅助设备和关联设备包括在内,作为一个整体来控制的形式。如一台风机及其油泵、进出口挡板等可作为一个子组 , 由 SCS 按实际运行条件依次自动地操作。子组级顺控充分考虑了辅机设备的安全保护条件 , 并对辅机设备的操作提供操作指导。目前几乎所有采用DCS的机组的SCS一般都能实现子组级顺控。

驱动级顺控: 驱动级顺控是完成单台设备 ( 马达、挡板或阀门 ) 一对一的开 / 关操作和联锁保护功能。驱动控制指令可以是手动指令 ,也可以是顺控逻辑来的自动指令或保护指令 ,指令的优先级应满足手动指令比自动指令优先 , 而保护逻辑信号的优先级最高。

SCS的联锁保护功能：SCS 除了完成辅机设备的顺控功能外,还能在异常情况下,对这些设备起联锁保护和闭锁起动的作用。设备的保护和闭锁是为了防止故障事件的发生和发展。闭锁的主要作用是防止或减少控制作用产生不安全工况,即防止不正确的程序或操作被执行, 在驱动级、子组级和功能组级均应根据运行要求设置闭锁。保护是当危及人身安全或设备安全的异常情况出现时,自动切除设备或自动投入设备,工艺保护应在驱动级引人,直接作用于跳闸驱动装置或自动启动某些设备,保护信号具有最高优先级,保护指令将一直保持到设备完全停止或断开,或者得到应答为止,所有保护功能的执行不取决于其他任何控制系统。机组的联锁保护主要包括以下内容 :

1 、锅炉、汽机、发变组联锁保护 ( 即机炉电大联锁 ): 机组大联锁保护是在锅炉灭火保护、汽机ETS和电气保护单元实现的发变组主保护基础上，根据三大主机的相互关系 , 完成不同的机组事故运行方式的切换或联锁跳闸动作。

2 、送、引风机的联锁保护 : 该项保护提供了锅炉在非正常运行工况下为防止锅炉内爆或外爆的风机的必要的安全联锁。包括风机的联锁跳闸和锅炉的通风。

3 、汽机防进水保护 : 防止在主蒸汽、再热蒸汽和抽汽管道以及汽机轴封系统中凝结的水进入汽轮机,造成汽轮机的损坏。汽机防进水保护包括以下设备的控制 : 主蒸汽管道疏水阀、再热蒸汽管道疏水阀、抽汽逆止阀、加热器出入口阀、汽机本体疏水阀等。

4 、除氧器水位保护 : 当除氧器水位达到高一高值时,隔绝进入除氧器的凝结水和至除氧器的汽机抽汽。

5、加热器水位保护 : 当加热器水位达到高一高值时,将该加热器隔离出来,关闭抽汽

侧隔离门和抽汽逆止门,关闭正常逐级疏水阀,打开事故疏水阀和抽汽管道疏水阀。

第二节辅机联锁保护的设计优化原则

辅机连锁保护系统的配置除满足热工连锁保护系统基本原则外，在总体设计时还应考虑

一下优化原则。：

1、紧急跳闸设计原则

顺序控制系统的紧急跳闸是指在顺序控制系统运行过程中,由于某些原因需要紧急停止系统的运行而设置的跳闸系统。顺序控制系统紧急跳闸是安全生产所必须的,在顺序控制系统设计时必须考虑。根据顺控的步序,在每个过程步都有可能发生紧急跳闸的要求，其设计原则如下：

1)在每个过程步中都需设置紧急跳闸的判别条件,以识别是否有紧急跳闸的操作要求。这表明在每个过程步的转换条件中都应设置紧急跳闸的信号按钮,当需紧急停车时能满足转换条件而进入紧急跳闸停止设备子程序。

2)设计的紧急跳闸停止设备子程序应能使生产过程安全。通常设计的紧急停车子程序是与顺序控制系统停止运行的操作条件相一致的。

3)对紧急跳闸停止设备按钮应设计操作确认,以防止误操作:对紧急停车和重要的设备运行和停止,设置操作确认是安全生产所必须的，它也是容错设计的重要内容。

4)在一些重要的操作过程中设计独立于DCS的紧急跳闸系统。从安全角度出发，设置独立的紧急跳闸系统就是设计与原顺序控制系统并行的硬件紧急跳闸系统。在顺序控制系统失效时,能通过该系统来停止系统的运行，防止事故的发生。须设计后备操作的设备主要有：汽包事故放水门、汽轮机真空破坏门、直流润滑油泵、交流润滑油泵及发电机灭磁开关。

2、主设备保护优先原则

当辅助设备保护和主设备保护发生冲突时，优先保护主设备。在辅助设备保护动作可能危及到主设备的安全时，辅助设备保护不应动作，直到主设备安全停运。在电厂，这里的主设备一般指汽机、机组的主要辅机（如、送引风机、磨煤机、电泵、汽泵等等），辅助设备一般指相应的润滑油泵。例如，汽机设有交流润滑油泵、直流润滑油泵，为了汽机的安全，交直流润滑油泵不应设置电机、泵温度高跳泵的保护，只能设计温度高报警，当温度高时也不能设置温度高闭锁润滑油泵的启动。这样，紧急时才能保证润滑油泵能够工作和强启，确保汽机的安全运行。其它主要设备也是这样，如设计有辅助润滑油泵（一般有两台泵）温度高等条件的保护，当主设备运行时，如果两台润滑油泵都出现故障，必须等到主设备安全停运时，两台润滑油泵才能全部停运。

3、物料输送设备的顺序控制设计优化原则

电站的输煤程控系统等物料输送系统为了使物料输送正常，在设计时必须满足启动时先启动后级设备，在顺序控制系统接收到后级设备运行的反馈信号后才能开前级设备，直到整个生产过程安全稳定运行。在停车时应先停前级设备，在接收到前级设备停运的反馈信号后才能停运后级设备。此外，在物料输送过程中由于传送过程的时间滞后，应在设计时考虑相应的延迟时间,以保证不发生物料堆积等事故。

4、泵的启停顺序控制设计优化原则

为了使泵正常运行，在泵运行前应使泵体充满流体，为此设计泵的出口管是垂直向上的。在顺序控制设计时，应遵循泵运行前先关泵下游的阀门，等泵运行后再开泵下游阀的顺序设计；停泵后是否关闭泵的下游阀,则应当根据生产过程的要求确定。

5、顺序中继设计优化原则

为使顺序控制系统能在步序中断后直接从中断时的过程步重新开始执行,设计中继启动是必要的,它与紧急跳闸系统是相互关联的。如在步序运行过程中,由于某一设备故障实施了紧急停止，但在故障排除后生产过程不应从头开始，通过中继设计就可方便进入所需的操作状态。因此,在顺序控制系统的每个过程步设计从启动开始转到该步的操作是必要的。有时也可设计各过程步间的转换条件，使顺序控制系统经各自的前导步进入该步。在设计中应考虑转换条件的正确性和合理性。

6、顺序控制系统中联锁系统的设计原则

在顺序控制系统中联锁是指步序的转换是自动进行还是手动进行。为了使生产过程正常运行，设置相应的联锁系统是必要的。设计应与工艺技术人员共同确定联锁的条件,设计相应的联锁、非联锁开关信号和联锁、非联锁输出信号，必要时还应有硬件的联锁系统以保证联锁的正常动作。联锁的先后次序、联锁的状态及它对顺序控制系统的影响等，均应在操作画面上显示；重要的信号要有预警和报警，重要的操作要有双重确认等。

7、顺序控制系统画面的设计原则

顺序控制系统的操作画面应能反映顺序控制执行过程的状态变化,因此与一般的过程流程画面设计有所不同。顺序控制系统画面通常采用流程表图的形式,以生产过程的流程为主线,把整个生产过程分为若干过程步,每步包含一些控制阀、电机等设备的启停等操作。它的各步与设计顺序控制系统所采用的顺序一一对应，因此可清楚地了解过程中各设备运行的状态，有利于设计人员、操作人员和管理人员的实时监控。画面应包括顺序启动软按钮、手/自动按钮、中继控制的有关按钮和紧急停车按钮等，并有各步的状态信号显示等。对有多条生产线的生产过程,在各画面上提供其他生产线的运行信息，有利于操作人员对总貌的了解。画面设计应根据进程，从上到下或从左到右安排各过程步。在画面中设计有关过程参数的显示有利于操作人员的监控，减少调用画面的次数,在设计时应予以重视。对重要的有关参数报警信号虽然在DCS中也有专门的部位显示，但为了操作的安全，在顺序控制系统画面中重复显示有关的报警信息,有利于安全操作。

8、DCS硬件冗余设计原则

冗余技术的理论基础是并联系统,即热备份。是使系统中一个单元工作,另一个备用单元处于一种待机状态,一旦工作单元发生故障,通过故障检测控制机制,及时地将处于待机状态的单元无扰投入运行。冗余设计相当于把单元的故障修复时间ＭＴＴＲ降至零,其结果使可用率Ａ达到100%。毫无疑问,冗余技术会增加系统的投资,冗余设计的原则是保证重点部位,减少不必要的冗余,权衡系统可靠性改善与经济实现性,实现最佳设计。在分散控制系统中,常采用的冗余部件有通信网络、电源模件、控制模件、操作员站等。(1)各操作员站的备份使用。所有操作员站全部工作在相互热备份状况,系统中只要有一个操作员站处于正常状态,系统就可正常工作,完成规定的操作及控制调节功能。(2)通讯网络的冗余措施。ＤＣＳ的通讯网络是整个系统的命脉,它通常采用双冗余网络结构、双通讯接口工作,只要有一个通讯接口和一个网络工作,系统就可完成正常通讯。(3)电源系统的冗余。电源系统是集散控制系统全体的公共部分,它的稍许故障可能造成全系统瘫痪。对电源系统除采用交直流双回路供电、蓄电池后备等措施外,对电源模件采用冗余是必不可少的。(4)过程控制站内的冗余。ＤＣＳ的过程控制站用来完成现场数据的采集和各控制回路的运算和执行,其可靠性尤为重要。根据具体情况,可分别采取控制器模件(含ＣＰＵ、存储器)、内部总线、Ｉ/Ｏ模件的冗余。其中,控制器模件的冗余是必须的,两个控制器模件同时接收数据,一个作控制运算,另一个处于监视状态,仅实时更新其实时数据,一旦工作中的控制器模件发生故障,备份模件自动进入工作状态。

第三节锅炉侧主要辅机联锁保护

锅炉主要辅机主要包括：两台回转式预热器、两台送风机、两台引风机和两台一次风机及相应的附属设备（油系统及风门挡板等）。锅炉主要联锁保护是指对机组安全影响较大的主要锅炉辅机的联锁保护，主要包括送风机、引风机、一次风机、磨煤机和排粉机等设备的联锁保护。

一、引风机联锁保护分析

锅炉引风机是将锅炉燃烧后的烟气送入烟囱，排放至大气并产生炉膛负压的主要设备，300MW以上锅炉引风机可选用离心式风机、动叶可调轴流风机、双速离心式风机或静叶可调

轴流风机，推荐配置选用两台50%的静叶可调的轴流引风机，两台引风机运行时，满足额定负荷要求；一台引风机运行时，带50%负荷运行。引风机联锁保护包括启动允许条件、联锁启停逻辑及相应的挡板控制逻辑。

（一）离心式引风机的保护联锁

本文以某300MW机组为例介绍引风机优化后的保护逻辑，该机组配置两台2000KW的离心式引风机，入口挡板采用气动执行器控制，出口挡板由电动执行器控制，每台风机配备一套润滑油系统。

对于引风机等大功率转动设备，保护系统的优化主要从防止设备损坏和减少对锅炉运行的影响两方面考虑的。防止引风机设备损坏，主要是考虑一旦润滑油系统出现故障，能够及时迅速地停运对应的设备；同时为防止风机带负载启动烧毁电机，启动风机前必须将风机入口和出口门全部关闭。另一方面优化设计要考虑的是在一台引风机跳闸后尽量小地减少对机组运行的影响，并迅速稳定锅炉燃烧工况。

1.离心式引风机启动

一般情况下启动某台引风机时，必须满足以下全部条件：

（1）该引风机润滑油压力>；

（2）该引风机润滑油温度正常；

（3）该引风机高位油箱油位正常；

（4）该引风机轴承温度<65℃；

（5）该引风机电机绕组<65℃；

（6）该引风机电机轴承<65℃；

（7）该引风机入口挡板关闭；

（8）该引风机出口挡板全关；

（9）开第二台引风机时至少有一台送风机运行；

（10）如果两台引风机全停时至少有一侧空预器烟风挡板已开启则允许该侧引风机启动。

风机启动可以用程控方式按照工艺设计，按照设备启动工艺，风机启动前必须先启动润滑油系统，然后将风机出口和入口门全部关闭，风机正常启动后再打开风机出口门和入口门。引风机启动步序逻辑应按以下步骤设计：

（1）接到启动某引风机命令后，启动该风机润滑油泵；

（2）关闭该引风机出口挡板；

（3）该引风机出口挡板关闭后，关闭该引风机入口挡板；

（4）该引风机入口挡板关闭到位后确认该引风机启动允许条件具备；

（5）启动该引风机驱动电机；

（6）风机启动40S后联锁开该引风机出口挡板；

（7）调整该引风机入口挡板；

（8）该引风机启动完毕。

2. 引风机跳闸条件及热工信号设置

由于引风机是锅炉风烟系统中的重要设备，其稳定运行是锅炉安全运行的基础，因此必须设置必要的保护以防止设备损坏，对于引风机来说，主要防止引风机电机损坏和轴承磨损，其主要特征是风机、电机轴承或电机定子等温度升高。一般情况下某台引风机在“自动”联锁位置时，下列任意一项条件满足时应联锁该引风机跳闸：

（1）引风机轴承温度>85℃;

（2）引风机主电机轴承温度>85℃;

（3）引风机主电机定子温度>120℃；

（4）引风机电机轴承润滑油压< MPa;

（5）两侧风烟通道全部关闭。

从保护优化的角度考虑，需要保证所有温度、压力测点的准确可靠。轴承及绕组温度均采用单点保护，采用热电阻测温，常有接线接触不良、线路断路等引起温度急剧上升保护动作，导致机组减负荷或最终机组跳闸等事故。轴承及绕组温度的上升应该是一个连续变化的过程，不应是突变的，即温度连续变化速度不应大于3℃/秒。根据这个规律，并利用温度值超过量程10%或测量回路断线出现“坏质量”现象，提出如下解决办法：(1)对所有接线端子紧固；(2)在温度保护逻辑中加上“坏质量”闭锁功能。这样既消除了误动，又保证了保护的无延迟。压力测点需要保证取压管路畅通，并保证无干扰。

正常运行情况下，引风机停止需要按照风机运行工艺执行，即先将风机隔离，再停止设备，因此引风机停止步序逻辑应按以下步骤设计：

（1）接到停止某引风机命令后，关闭该引风机入口挡板；

（2）停止该风机驱动电机；

（3）关闭该引风机出口挡板；

（4）停止该引风机润滑油泵；

（5）该引风机停止完毕。

引风机出口挡板的开启直接影响风机出力和炉膛压力，按照设备工艺要求，风机启动前和停止后均需要关闭该门，因此其联锁逻辑优化设计如下：

（1）A、B引风机全停300S后联开引风机出口挡板；

（2）对应引风机启动后40S联开该引风机出口挡板；

（3）该引风机停止后联关该引风机出口挡板；

（4）该引风机启动前联关该引风机出口挡板.

在实际控制中，引风机入口挡板对保护风机和炉膛有着重要作用，即当引风机跳闸后，为实现正常情况下炉膛的自然通风以及设备工况异常情况下切断风烟循环，优化设计应设置以下联锁逻辑：

（1）两台引风机均跳闸，300S后若炉膛压力正常，则联开引风机入口挡板；

（2）两台引风机均跳闸后，若A送或B送入口挡板未关则60S后联关A、B引风机入口挡板；

另外引风机入口挡板是调节设备，正常情况下该挡板在“自动”控制方式上，当部分条件不满足时，应设计“切手动”逻辑，包括以下几项：

（1）引风机入口挡板执行机构故障；

（2）炉膛压力信号偏差越限；

（3）炉膛压力信号坏值；

（4）引风机入口挡板气动执行机构气源丧失；

（5）引风机跳闸

3．引风机油站联锁介绍

风机油站是风机的重要附属设备，主要为风机提供轴承润滑油，对于动叶可调的轴流式引风机还需要为液压调节器配备一套独立的液压调节油。一般每台引风机配备一套润滑油油站，该油站配备两套油泵，为保证油站的工作可靠，油泵之间需配置油压低联锁和油泵跳闸联锁。正常情况下，风机油站控制一般主油泵为手动控制，备用泵在自动位置，一旦油压低于设计值或主油泵事故跳闸，备用油泵自动启动，确保风机润滑油压不低于设计跳闸值。油压联锁不仅设置了油压低联备用泵，还设计了油压高停备用泵。

二、送风机联锁保护分析

大容量锅炉送风机主要是完成向锅炉燃烧提供所需的风量，送风机可选用静叶可调轴流风机、高效离心式风机、双速离心式风机或动叶可调轴流风机，优化配置一般选用两台50%的动叶可调的轴流送风机，通过液压调节系统调整风机挡板节距向空预器、磨煤机和炉膛提

供足够的风量。两台送风机运行时，满足额定负荷要求；一台送风机运行时，带50%负荷

运行。送风机联锁保护包括启动允许条件、联锁启停逻辑及相应的挡板控制逻辑。本文以某300MW机组为例介绍送风机保护逻辑，该机组配置两台1000KW的离心式送风机，入口挡

板采用气动执行器控制，出口挡板由电动执行器控制。

1．送风机启动条件

优化情况下启动某台送风机时，当下列条件全部满足时允许该送风机启动：

（1）至少有一侧空预器烟风挡板和送风机出口连通挡板已开启；

（2）至少有一台引风机运行；

（3）该送风机润滑油压力>；

（4）该送风机高位油箱油位正常；

（5）该送风机轴承温度<65℃；该送风机电机绕组温度<65℃；该送风机电机轴承温度<65℃；（6）该送风机入口调门已关；该送风机出口挡板全关；

2．送风机启动步序逻辑应按以下步骤设计：

（1）接到启动某送风机命令后，启动该风机润滑油泵；

（2）关闭该送风机的出口挡板；

（3）该送风机的出口挡板关闭到位后确认该送风机启动允许条件具备；

（4）启动该送风机的主电动机；

（5）该风机启动后，40S后联开该送风机出口挡板；

（6）由MCS系统调整该送风机的入口挡板在相应位置；

（7）该送风机启动完毕。

3．送风机跳闸条件及热工信号设置

优化情况下某台送风机在“自动”联锁位置时，送风机停止联锁为：

（1）送风机润滑油压< MPa；

（2）该送风机轴承温度>85℃；

（3）该送风机主电机轴承温度>85℃；

（4）该送风机电机定子温度>120℃；

在锅炉大联锁投入情况下，下列任意一项条件满足时无论风机在“自动”还是“手动”，均应联锁该送风机跳闸：

（1）对侧引风机停止与另一台送风机运行时，联锁停该送风机；

（2）两台引风机均停止；

4．送风机停止步序逻辑应按以下步骤设计：

（1）接到停止某送风机命令后，逐步关小风机入口挡板开度；

（2）该风机入口挡板关到位后，停止该风机驱动电机；

（3）若该送风机已停，另一台送风机运行，则关该送风机出口挡板；若该送风机已停，另

一台送风机也停，则开该送风机出口挡板；

（4）停该送风机润滑油和液压油系统；

（5）该送风机停止程序完毕。

5．送风机入口挡板联锁逻辑

（1）A送跳闸，B送运行，若B送入口挡板未在关位，则联关A送风机入口挡板；

（2）B送跳闸，A送运行，若A送入口挡板未在关位，则联关B送风机入口挡板；

（3）两台引风机均跳闸300S后，若炉膛压力正常则联开A、B送风机入口挡板；

送风机入口挡板是调节设备，其正常情况下在“自动”控制方式上，其切“手动”逻辑

包括以下几项：

（1）送风机入口挡板执行机构故障；

（2）炉膛压力控制在手动；

（3）总风量信号偏差越限；

（4）一次风流量信号坏值：

（5）锅炉主控在手动；

（6）送风机入口挡板气动执行机构气源丧失；

（7）送风机跳闸；

（8）主燃料跳闸（MFT）。

三、一次风机联锁保护分析

锅炉一次风机主要是将磨煤机磨好的煤粉送入炉膛，根据锅炉设计的不同，一次风机可以灵活配置。例如对正压直吹式制粉系统或热风送粉储仓式制粉系统，当采用三分仓空气预热器时，一次风机可采用单速离心式风机，也可采用动叶可调轴流风机。对正压直吹式制粉系统，当采用两分仓空气预热器时，一次风机可采用单速离心式风机。现主要分析单速离心式一次风机的联锁保护。

1．一次风机启动条件：

优化情况下启动某台一次风机时，当下列条件全部满足时允许该一次风机启动：

（1）任一送风机运行

（2）该一次风机出口档板全关

（3）该一次风机入口档板关闭

（4）无MFT信号

（5）该一次风机轴承温度正常

2．一次风机超迟跳闸条件：

（1）MFT动作后，一次风机超驰跳闸

（2）大联锁在投，A、B送风机全停时一次风机超驰跳闸

3．一次风机启动步序逻辑应按以下步骤设计：

（1）接到启动某一次风机命令后，关闭该送风机的出口挡板；

（2）该一次风机的出口挡板关闭到位后确认该送风机启动允许条件具备；

（3）启动一次送风机的主电动机；

（4）该风机启动后，40S后联开该一次风机出口挡板；

（5）由MCS系统调整该一次风机的入口挡板在相应位置；

（6）该一次风机启动完毕。

4．一次风机入口挡板联锁逻辑

一次风机跳闸，则联关该一次风机入口挡板；

一次风机入口挡板是调节设备，其正常情况下在“自动”控制方式上，其切“手动”逻辑包括以下几项：

（1）一次风机入口挡板执行机构故障；

（2）一次风道压力信号故障；

（3）一次风机入口挡板气动执行机构气源丧失；

（4）一次风机跳闸。

四、磨煤机联锁保护分析

300MW锅炉可选用中储式制粉系统或直吹式制粉系统，而600MW机组锅炉大多采用直吹式制粉系统。中储式制粉系统将磨好的煤存储在煤粉仓中，然后根据锅炉负荷需要，从煤粉仓经给粉机送入炉膛，其优点是工作可靠性高，锅炉燃煤量调节滞延性小，对煤种适应性强，热风送粉可以保证低质煤的着火和燃烧稳定。其缺点是系统复杂，材料消耗量大，占地大，耗电高，爆炸的危险性较大。而直吹式制粉系统是磨煤机将煤磨成煤粉后直接吹入炉

膛燃烧，其系统简单、设备部件少，管道阻力少、耗电少，但是磨煤机的运行直接影响锅炉的运行工况。

不同的制粉系统宜配置不同类型的磨煤机，中间储仓式制粉系统通常选用低速滚筒式钢球磨煤机，直吹式制粉系统通常选用中速磨或高速磨，近来，300MW及600MW机组广泛采用双进双出钢球磨直吹式制粉系统。中间储仓式和直吹式制粉系统各有特点：中间储仓式制粉系统可靠性高，系统中出现故障不会立即影响锅炉的正常出力，磨煤机的工作和锅炉运行不互相牵制，因此磨煤机可以保持在最大或最经济的出力条件下工作，锅炉负荷变化时，调节给粉机的给粉量，延迟较小。但是系统复杂，投资及维护费用较大，电耗也较高。

直吹式制粉系统优点是系统简单，布置紧凑，钢材节省，投资较少，电耗较低。但是直吹式式系统对锅炉实际运行操作控制要求较高，假如制粉系统出现故障直接影响锅炉的负荷和正常运行，另外锅炉负荷变化时，燃料量的调节只能在给煤机上进行，调节延迟较大。

磨煤机的联锁保护包括启动允许条件、启动方式和跳闸联锁等。虽然由于磨煤机类型的不同，启动方式有所不同，但是磨煤机的启动顺序和启动允许条件基本相同。本文将分别介绍钢球磨和MPS型辊环式中速磨以及引进型国产低速钢球磨煤机控制系统三种磨煤机的联锁保护。

（一）中储式钢球磨煤机

中间仓储式钢球磨煤机制粉系统，煤由原煤仓经过给煤机均匀送入磨煤机，送风机把冷风送入空气预热器加热成热空气后，一部分作为干燥剂送入磨煤机对煤进行干燥，同时携带着磨成的煤粉离开磨煤机送入粗粉分离器，把不合格的过粗的煤粉分离出来，竟回粉管又返回磨煤机重新磨制，合格的煤粉从粗粉分离器被带到细粉分离器，在细粉分离器内将大部分煤粉从气粉混合物中分离出来，煤粉通过换向挡板直接送入细粉分离器下面的煤粉仓，或者利用螺旋书愤激送到其他煤粉仓中，再根据锅炉燃烧需要由给粉机均匀送入安装在一次风管上的气粉混合器中。从细粉分离器出来的干燥剂带着未分离出来的少量煤粉（约占煤粉总量的10%）被排粉机直接送入一次风管，通过风粉混合器，携带由给粉机书来的煤粉通过燃烧器喷入炉膛燃烧。这一送粉方式，称为乏气送粉，使用于挥发份较高的煤种。

从排粉机出口至磨煤机进口的一根连接管叫做再循环管，当需要的磨煤通风量较大而又不需要增加干燥能力时，可以打开再循环管让一部分温风回到磨煤机，既提高了磨煤机出力，又调节了磨煤机进口温度。

另外，中间储仓式制粉系统还有热风送粉式系统，其工作过程与干燥剂送粉系统基本相同，不同之处在于它直接用空预器热风作为一次风输送煤粉，而经细粉分离器分离出来的含有10%干燥剂作为三次风单独送入炉膛。这种系统适用于挥发份较低，不易着火、煤粉气流着火需热量较高的贫煤和无烟煤等煤种。

筒式钢球磨煤机的启停操作，不仅要求磨煤机及其辅机能正常运转，而且要求与制粉系统有关设备、系统能密切配合。停磨时要吹扫冷却，使一次风道及磨煤机内没有剩余煤粉。

下面以某300MW机组中储式磨煤机为例介绍主要保护联锁逻辑。

1．磨煤机启动条件

优化情况下启动某台磨煤机时，当下列条件全部满足时允许该磨煤机启动：

（1）该磨煤机润滑油压力>；

（2）该磨煤机油箱油位正常；

（3）该磨煤机轴承温度<65℃；

（4）该磨煤机润滑油温度正常；

（5）对应排粉机运行；

2．磨煤机启动步序逻辑应按以下步骤设计：

（1）接到启动某磨煤机命令后，启动该磨煤机润滑油泵；

（2）关闭该磨煤机入口冷风门；

（3）该磨煤机入口冷风门关闭到位后打开磨煤机入口热风门；

（4）启动对应的排粉机；

（5）调整磨煤机负压；

（6）调整磨煤机出口温度；

（7）确认该磨煤机启动允许条件具备；

（8）启动该磨煤机的主电动机；

（9）调节磨煤机出口温度；

（10）启动对应的给煤机；

（11）该磨煤机启动完毕。

3．磨煤机跳闸条件及热工信号设置

优化情况下某台磨煤机在“自动”联锁位置时，以下任一信号发生时磨煤机联锁跳闸：（1）磨煤机润滑油压< MPa；

（2）该磨煤机轴承温度>85℃；

（3）该磨煤机主电机轴承温度>85℃；

（4）该磨煤机电机定子温度>120℃；

在锅炉大联锁投入情况下，下列任意一项条件满足时无论磨煤机在“自动”还是“手动”，均应联锁该磨煤机跳闸：

对应的排粉机跳闸时，联锁停该磨煤机；

4．磨煤机停止步序逻辑应按以下步骤设计：

（1）接到停止某磨煤机命令后，逐步减小对应给煤机转速；

（2）给煤机转速减到零后，停止该给煤机；

（3）调整磨煤机入口热风调门和再循环门开度，维持磨煤机负压进行抽粉；

（4）抽粉结束后逐步关小磨煤机入口热风调门和再循环门；

（5）停该磨煤机，冷风门联锁开启；

（6）吹扫三次风管2-5分钟；

（7）逐步关闭排粉机入口门，停止排粉机；

（8）关闭磨煤机入口热风总门；

（9）停磨10分钟后，根据需要解除油泵联锁，停止磨煤机油泵运行；

（10）该制粉系统停止程序完毕。

（二）直吹式中速磨煤机

直吹式制粉系统按照磨煤机磨室内所处的通风压力状态，可分为正压直吹式和负压直吹式两种。所谓正压直吹式即指磨煤机磨室内带正压通风工作，负压直吹式即指磨煤机磨室内在负压通风状态运行，其优点是磨内煤粉不易向外泄漏，其缺点是排粉机磨损较严重，且运行调整较困难。本文将以正压直吹式MPS磨煤机为例，介绍这类磨煤机启停顺序控制逻辑。

1．MPS磨煤机启动顺序控制逻辑：

（1）启动密封风机。同时联开原煤仓煤闸门、给煤机煤闸门和磨煤机出口门。

（2）启动一次风机(采用冷一次风机系统)。一次风机启动前，磨煤机的热风门和冷风门是全关。一次风机启动后，热一次风压、冷一次风压上升到规定值(如果密封风机进风源接自冷风管，则应先启动一次风机，再启动密封风机)。

（3）暖磨。暖磨必须进行下列各项工作：

（a）磨煤机进口风门开启，磨煤机热风隔绝门开启：

（b）开启热风门后，自动投入磨煤机一次风量控制和磨煤机出口风温控制：

（c）逐步将磨煤机出口温度的设定值提高，并注意与实际温度相符合，升温率一般控制3—5℃／min，暖磨至磨煤机出口温度达到规定值。当磨煤机磨制水分较高或磨煤机停用时间较长时，内部可能会有积水。因此其暖磨时间可以适当延长。

（4）给煤机启动，初始投煤。在启动给煤机前必须确认下列条件成立：

（a）M FT(锅炉主燃料切断)条件未发生；

（b）给煤机油系统满足运行要求；

（c）煤闸门开启(包括原煤仓和给煤机的煤闸门均应开启)；

（e）相应层的煤粉燃烧器点火能量充分(点火器投入)；

（f）一次风压正常，磨煤机密封空气门全开，密封风压、一次风风量达到规定要求；

（g）磨煤机出口的风温达到规定要求；

（h）石子煤箱入口门全开，且石子煤位不高。

具备上述条件后，即可启动给煤机，向磨煤机投煤。给煤机启动后10-60s内启动磨煤机，否则会使磨煤机启动负载过大。只要辊与盘间有煤咬入，即可启动磨煤机。

（5）磨煤机启动。磨煤机的启动除满足上述条件外，磨煤机本身油系统应及时投入，油压与油温应正常，磨煤机齿轮润滑油油位正常，并确认给煤机已投入运行，且没有堵煤信号，这样才能启动磨煤机。对于MPS磨煤机，因空载时辊与盘之间没有间隙，为防止磨损与噪声，在顺控逻辑中先启动给煤机给煤，经10--60s再启动磨煤机。当然在磨煤机初次启动时，也可以用人工向磨煤机内加部分煤，先启动磨煤机，再启动给煤机。

(6) 增加给煤量。负荷增加时，给煤量要相应增加，此时应注意下列问题：

(a)为保证磨煤机正常运转，启动初期，给煤量应达到一定数值(如占给煤机容量的40%~50％)，然后按负荷要求逐步增加给煤量，此时应注意磨出口温度、磨煤机功率与电流、磨煤机出口(燃烧器)与炉膛之间的差压，一般差压随煤量的增加而增加。

(b)磨煤机台数增加时(负荷增加)，应考虑煤粉引燃和稳定燃烧，推荐启动相邻层的磨煤机，以逐步增加送入炉内的煤粉量。

2．MPS磨煤机停运顺控逻辑：

(1)减少给煤量，必须十分注意磨煤机出口温度，防止超温。

(2)关小热风门、开大冷风门，对磨煤机内部进行冷却，当磨出口温度低于规定值，给煤

机停止。然后吹扫磨煤机及一次风管，最后停止磨煤机运行。停磨后，磨出口温度继续下降，关闭热风门，用冷风门进行吹扫冷却，结束后关闭冷风门，同时关闭磨煤机进口门。在关闭热风门后，磨出口温度控制由自动控制切换为手动控制。

(3)当冷、热风门关闭、热风隔绝门关闭、磨煤机进口门关闭之后，经过一段时间迟延，

停密封风机。

(4)对于冷一次风机系统，在停用所有磨煤机后，最后停用一次风机。

(5)磨煤机停运后，对石子煤箱的石子煤进行清理。

(6)停用磨煤机及给煤机相应的油系统。

（三）引进型国产低速钢球磨煤机

以沈阳重型机械厂引进法国STOCK公司技术生产的低速钢球磨煤机被越来越多的大容量新机组采用，其控制全部引入DCS系统。

1、磨煤机运行方式的选择

这种磨煤机采用的双进双出结构，一台磨煤机可以提供两层煤粉燃烧，其运行方式分为：（1）全磨运行

（2）A侧半磨运行

（3）B侧半磨运行

在磨煤机的运行方式选择中，煤层允许投入条件是至关重要的。如果有油层在投入运行，

那么在该油层的上下两层煤粉直接满足投粉要求；否则，必须在锅炉负荷大于30％后，邻侧煤粉分离器全部开启到位且有一台给煤机运行后才能满足投粉要求。

2、磨煤机允许启动条件

下列条件满足后允许启动磨煤机主电机。

（1）磨煤机主电机在遥控位

（2）无任何煤粉关断门在中间位

（3）允许投粉

（4）磨煤机选定的煤层允许投入

（5）磨煤机低压油泵组工作正常

（6）磨煤机高压油泵组工作正常

（7）磨冷风门开、热风门关

（8）任一层分离器出口门全开

（9）磨辅助电机停止

（10）磨惰性置换完成

（11）磨密封风系统工作正常

（12）无MTR条件

（13）两台给煤机全停

（14）磨一次风关断门关

3、磨煤机跳闸与保护

下列任意条件满足，磨煤机主电机跳闸.

(1)锅炉MFT

(2)丧失一次风

(3)磨煤机分离器出口门异常全关

(4)磨煤机一次风关断挡板异常关

(5)磨煤机润滑油故障

(6)磨煤机轴承温度高跳闸

(7)RB跳闸磨煤机

(8)磨主电机开关故障

(9)手动按磨煤机跳闸按钮

4、给煤机控制

下列条件满足后，给煤机允许启动：

（1）给煤机在远方位

（2）允许投粉

（3）无MTR

（4）选定的煤层允许投入

（5）给煤机入口门打开

（6）给煤机出口门打开

（7）对应层分离器出口门全开

（8）磨煤机主电机运行

（9）磨煤机一次风关断门开磨煤机密封风系统工作正常

（10）给煤机给煤量在最小

（11）选本侧磨煤机运行方式/全磨运行方式

给煤机运行过程中，下列任一条件满足即连锁跳闸给煤机：

（1）磨煤机主电机停止

（2）给煤机出口门关

（3）磨煤机一次风关断门关

（4）对应层分离器出口门全关

（5）给煤机断煤

5、磨煤机辅机控制

直吹式钢球低速磨煤机控制系统较为复杂，其辅助控制设备包括大齿轮润滑油泵、大齿轮润滑气泵、辅助电机、辅传离合器、高压油泵、低压油泵、油站加热器等设备。磨煤机低压油泵组的启动，主要是为磨煤机轴承系统提供润滑作用，进而冷却金属温度，因为磨煤机前后大瓦采用乌氏合金，熔点低，所以对冷却系统要求严格。高压油泵主要是在磨煤机启动过程中提供较高的顶轴油压，以便磨煤机顺利启动。

在磨煤机电机带动磨煤机大轴旋转的过程中，有一个中间传动结构大齿轮，只有大齿轮完全啮合后，才能由电机带动磨煤机罐体旋转，甩动钢球进行煤粉的研磨工作。因而，大齿轮装置有一套完整的控制、润滑系统。磨煤机辅传离合器主要就是在磨煤机启动时进行大齿轮的啮合作用，啮合电磁阀可以自动控制，也可以手动控制，在磨煤机主、辅电机均停止的情况下，可以进行手动啮合，若此时启动辅助电机则电磁阀进行自动啮合。

为了保证传动过程的安全、可靠，专门设置了大齿轮的润滑装置：大齿轮润滑油泵、大齿轮润滑气泵、大齿轮润滑电磁阀及润滑油箱电加热器。大齿轮润滑采用循环程序控制，磨煤机主电机运行后，允许投入程控，程控投入后首先启动润滑空气泵，润滑气压满足后，启动润滑电磁阀，10秒后启动润滑油泵进行喷油。20秒后自动进行停止程控，首先停油泵，然后停空气泵。

6、热风门与温度控制

磨煤机热风门随磨煤机的启、停而打开和关闭。在磨煤机启动时，如果没有“关热风门”指令存在，则热风门可以由运行人员在操作盘上手动打开或者由系统自动打开。

磨煤机停止随即关闭其热风门。热风挡扳关闭指令持续30秒后关闭磨煤机热风门。

磨煤机热风门开启后，系统将送出信号置风和温度控制系统于自动。

在磨煤机运行时，如果热风门关闭或者出现关热风挡板指令，均在送出指令，使冷风挡板开至磨煤机100％风量的位置。

MFT动作5分钟后，冷风挡板也必须开至100%风量的位置。

下述任一条件出现都将导致热风挡板关闭：

（1）运行人员手动操作控制屏上热风门关闭按钮；

（2）磨煤机出口温度大于200°F（93℃）；.

（3）层启动不成功；

（4）存在“自动关热风门和热风挡板”指令；

（5）给煤机停止5秒钟内。

出现下述任一条件时都要发出“置给煤机速度设定值至最小”指令：

（l）自动置给煤机速度设定值至最小指令存在；

（2）磨煤机功率过高；

（3）密封空气母管与磨煤机磨碗差压ΔP高；

（4）给煤机停止状态。

7、密封风机控制

密封风机共有两台，风机A和风机B，它们都有各自的“启”、“停”按钮。风机A在下述任一条件满足时启动：

（1）手动启动；

（2）一次风机开启后（任一台投入运行）两秒钟内；

（3）当两台密封风机中至少有一台的启动指令已经发出，但两秒钟后，没有一台密封风机启动。

满足下列条件中任一条件，风机B 启动：

（1）手动启动；

（2）任何一台一次风机已启动且密封空气母管与冷风管道压差＞水柱，持续时间超过10秒钟；

（3）当两台密封风机中至少有一台的启动指令已经发出，但两秒钟后，没有一台密封风机启动。

密封风机A和B停运条件：

当两台一次风机都停止后15秒钟，两台密封风机均停运。

当两台密封风机都在运行时，可手动停止风机A或风机B。

五、排粉机联锁保护分析

排粉机是制粉系统中的主要辅助设备，从锅炉保护的角度出发，排粉机是停止锅炉制粉系统运行，保证锅炉安全的重要环节。其主要联锁保护包括启动、联锁跳闸保护等。

1、排粉机启动条件：

（1）无送风机运行时，闭锁排粉机启动

（2）超弛跳闸信号存在时，闭锁排粉机启动

2、排粉机联锁跳闸条件：

3、排粉机超迟跳闸条件按照两种情况设计，考虑到送风机跳闸对排粉机的影响，在设计时将A、B排粉机和C、D排粉机分组设计，即当某台送风机跳闸时先跳A、C排粉机，当两台送风机全部跳闸时才跳另一台排粉机。

第一种设计（以A排粉机为例）：

（1）MFT信号

（2）大联锁在投，AB送均停

（3）大联锁在投，AB一次风均停

（4）大联锁在投，AB送、AB排均运行时，任一送风机跳

第二种设计是B、D排粉机的超弛逻辑设计，只有一台送风机跳闸时B、D排粉机不跳闸，仍然维持锅炉运行，只有当送风机全部跳闸时，B、D排粉机才跳闸。（以B排粉机为例）：

（1）MFT信号

（2）大联锁在投，AB送均停

（3）大联锁在投，AB一次风均停

六、RB联锁保护分析

RB联锁保护即辅机故障减负荷控制功能，是当锅炉、汽机和发电机主体设备正常运行时，机组主要辅机发生故障，控制系统强制机组按照要求速率迅速将机组负荷降至仍在运行辅机能够承担的负荷范围内为止，保证机组继续运行的一种重要联锁保护功能。火力发电厂的重要辅机都是采用两台或多台并列运行的方式来保证机组的满负荷运行。这些辅机也可以单独运行带一定负荷，两台相同辅机之间设计有联锁保护，当某台辅机故障跳闸时，联锁保护系统及顺序控制系统将对设备系统进行必要的隔离和启、停处理；锅炉燃烧安全管理系统将根据不同的故障辅机处理要求切除部分给粉机（中储式粉仓炉）或停止一、两台磨煤机运行（直吹式锅炉），DEH控制机前压力，协调控制系统CCS将控制方式自动切换到“汽机跟踪方式”，以协调锅炉主制系统和汽机主控系统按照相应辅机的RB目标负荷值和减负荷

速率，降低锅炉输入量，稳定主汽压力，使机组能够比较平稳的把负荷降到预定值，并且能够稳定运行。

1、RB分类

根据机组的运行特点和主重要辅机的性能指标决定其RB的目标负荷, 不同种类的辅机RB的目标负荷并不相同，一般设计有40%MCR，50%MCR，60%MCR，70%MCR（MCR：机组额定负荷）四种类型。

RB可以根据故障辅机的不同进行分类，以下是几种常见的RB工况：

（1）两台送风机运行，一台跳闸发生送风机RB简称FR。

（2）两台引风机运行，一台跳闸发生引风机RB简称IR。

（3）两台一次风机运行，一台跳闸发生一次风机RB简称PR。

（4）给水泵RB：两台汽泵运行，其中一台跳闸，电泵未联起，发给水泵RB；

一台电泵运行和一台汽泵运行，其中一台跳闸，发给水泵RB。

2、RB动作原理

RB控制策略主要由MCS系统、FSSS系统和DEH控制系统共同实现。FSSS系统的任务是根据RB动作指令控制相应的燃料投入和切除，确保机组在低负荷区燃烧稳定。DEH控制系统在RB工况下作为MCS系统的执行级，调节并稳定机前压力。SCS系统通过其联锁保护逻辑，保证锅炉风烟系统的快速平衡，避免炉膛压力的过分波动。

RB发生的判断逻辑由MCS系统实现。MCS系统设计如下RB控制回路：RB投切及逻辑判断逻辑、机组最大出力计算回路、负荷指令变化率设定、协调控制方式切换、主汽压力控制方式切换、压力变化速率设定、RB优先级控制（RB优先迫升/迫降、闭锁增/减）、超弛闭锁回路设计（如强关减温水调门、禁止偏差越限切手动、汽机调门禁开等）。

3、RB逻辑设计概况

当锅炉和汽机运行正常时，机组的最大允许出力取决于各种辅机设备的运行情况，因此机组的最大允许出力可以根据各种辅机的台数来计算，即用各种辅机运行台数占各自总台数的最小比例来计算最大允许出力。目前，一般机组的辅机设计最大允许出力如下：（1）任一台空预器的最大允许出力.为60％额定负荷。

（2）任一台送风机的最大允许出力.为60％额定负荷。

（3）任一台引风机的最大允许出力.为60％额定负荷。

（4）任一台一次风机的最大允许出力.为60％额定负荷。

（5）一般大容量机组配备两台汽动给水泵，一台电泵。正常运行时，两台汽动给水泵提供100％额定负荷。即一台给水泵的最大允许出力.为50％额定负荷。当一台汽

泵跳闸时，由于SCS系统联启电泵，故需要一定时间的延时输出最大允许出力。

（6）总燃料量所对应的最大允许出力视不同的制粉系统而定。

根据各种辅机设备运行数量所计算的最大出力，经小选块后选取最小值作为机组稳态时最大允许出力信号，送至机组负荷指令处理回路和锅炉主控回路，去限制负荷指令和燃料量的改变

4、MCS系统RB逻辑组态技术方案：

RB发生判断逻辑(MCS系统)

4.1.1 RB发生条件

RB指令有效条件：燃烧控制在自动且机组实际负荷超过其额定负荷的70%（一次风RB 不做负荷限制条件）。RB投入才能有效。

RB发生条件（以送风RB为例）：机组实际负荷大于送风RB目标负荷，其中一侧送风机或者是送风变频器跳闸发生送风RB。

RB指令输出条件：机组协调控制方式、DEH在遥控状态时存在RB触发条件。

RB指令输出类型：根据潍坊电厂的主要辅机工作特性，设计了一次风机RB、汽泵RB、引风机RB和送风机RB四种RB输出指令通过硬接线（或上网点）分别同时送达FSSS系统和DEH系统。

4.1.2 RB结束条件

① RB指令有效且存在RB触发指令

②机组实际负荷已经低于该RB目标负荷指令5%。

机组最大出力计算

机组最大出力计算包括机组最大出力的量程选择以及当协调控制系统工作在TF方式下，锅炉指令的计算以及与BF方式、MCS方式的锅炉指令相互跟踪等问题。在RB发生后，协调控制系统转入的TF工作方式不同于正常运行时协调控制系统的TF工作方式。

RB对机组协调控制系统的影响

RB指令发出后，切除AGC，机组负荷指令（ULD）跟踪实际负荷，协调控制系统运行方式由MCS方式自动切换到TF方式。

4.3.1 TF方式工作条件：

① RB方式未投入时，手动投入TF方式或者是在MCS方式未投入，汽机主控在自动但锅炉主控在手动的运行工况

② RB发生有效

4.3.2 RB工况下的机组负荷调节（燃烧调整）：

方法一：

锅炉负荷低于60% MCR (额定负荷)时一般视作低负荷运行。为了防止低负荷灭火，最常规的稳燃手段就是：投油。RB工况下， FSSS系统按每12秒切一层粉的速率减少入炉的燃料量,这时给粉机在自动增益的控制下，自动调节保留下的各层给粉机的转速。同时负荷控制中心的指令LDC以固定速率不经锅炉主控调节器而直接减少入炉的燃料量，锅炉主控调节器这时退出“自动”而转入强制跟踪状态(图4-1)，即锅炉主控调节器不参与调节入炉的燃料量。这种给粉机控制方式可以快速、均匀地减少入炉的燃料量，避免了锅炉主控调节器参加燃料量调节而造成的系统参数的波动和滞后。发生RB后，汽机主控调节器由负荷控制回路直接切换到压力调整回路。

图4-1 锅炉主控调节器简化示意图

RB发生时，若实发功率小于预定FSSS切粉、投油负荷（200MW）或MCS判别至少有四层粉运行，立即将E层给粉机转速快速、有序降至200 r/min并切为手动，下二层给粉机转速60秒内保持不变。

（1）RB发生时由FSSS系统切除给粉机、或由MCS系统强制某层给粉机转速至200 r/min 时，其他正在运行的给粉机转速60秒内保持不变。

（2）RB过程中若负荷变化率大于12MW/min，同时负荷大于200MW，给粉机转速保持不变。

（3）RB过程中若负荷变化率大于12MW/min，同时负荷小于180MW，A、B层给粉机超驰开5％，超驰时间20秒。20秒内燃料调节器处于跟踪状态。

（4）RB过程中若负荷变化率小于10MW/min，机组实际负荷指令以9MW/min速率接近RB 目标值。

方法二：

燃烧控制部分基本保持原控制逻辑不变。当RB发生后，通过控制锅炉指令的变化控制燃烧率变化。锅炉指令直接受控于机组负荷指令与实际负荷的偏差变化。

4.3.3 RB工况下的主汽压力调节(汽机调门控制)：

RB工况下最好选择滑压运行方式。选择定压运行方式对机组的负荷控制不利，主要原因是：负荷与汽压之间关系不匹配，汽轮机调门开度过小，不利于控制；发生给水泵RB时，定压运行必然导致锅炉上水困难，汽包水位难以控制。降压目标值设置不当会导致汽温难以控制，应选择在机组滑压运行曲线附近。给水泵RB时，降压目标值应略低。降压速率亦应设置适当，速率太快会导致汽机调门大幅开关，对主再热汽温、汽包水位产生较大影响，如果未设计RB工况下禁开汽机调门逻辑，会导致机组负荷反调。一般压力设定值滑压速率为－min，给水泵RB时压力变化速率略快。因此滑压运行的速率参数设定应根据不同的RB 特点正确设定。RB发生时，压力设定值回路首先跟踪实际压力，然后按照滑压定值曲线变化，防止RB工况下实际压力大于设定值，汽机调门迟迟不关，导致汽温、汽包水位下降过大。RB工况发生后，机组立即自动切换到TF方式，由锅炉主控调节机组实发功率到RB目标值；汽机主控调节机前压力，其定值是负荷的函数，定值低限为12MPa。

300MW机组RB目标值初步设计如下：

送风机RB动作目标值定义为180MW，压力变化率选择Min。

引风机RB动作目标值定义为180MW，压力变化率选择Min。

一次风机RB动作目标值定义为120MW，压力变化率选择Min。

汽泵RB动作目标值定义为160MW，压力变化率选择Min。

协调控制方式下的联锁与超弛保护

机组协调控制就是从调节、联锁、保护、报警以及监控管理的角度，将机炉电作为一个有机的整体进行控制以达到最优控制效果。其联锁保护包括机组负荷指令闭锁、 RU/RD （机组负荷指令迫升/迫降）、RB等。RB优先级最高。为确保RB工况下机组协调控制系统自动高效运行，还应针对主重要子系统设计部分超弛闭锁回路。主要有禁止偏差越限切手动、汽机调门禁开、强关减温水调门等。解除汽机指令与反馈偏差大切手动和机组负荷与压力设定值与被调量偏差大切手动条件，释放设定值与被调量偏差死区。

RB方式下的其他自动控制系统

为了防止RB工况下引风机、送风机、一次风机过电流，应对其输出指令进行上限限制。同时解除全部指令与反馈偏差大切手动和设定值与被调量偏差大切手动条件，释放设定值与被调量偏差死区。送风机RB工况初期，由于炉膛总风量快速减少及部分燃料的快速切除，炉膛压力快速下降。送风控制系统增加一点前馈或者加快调节速度。

RB工况下，汽温一般在2分钟以后明显下降，如果在10分钟内RB过程不能结束，可

能造成汽温偏低；必须超弛关闭全部减温水调门有利于主再热汽温的稳定。

RB工况下，炉膛压力会剧烈波动。为确保机组安全，最好释放设定值与炉膛压力偏差死区及偏差大切手动条件。解除指令与反馈偏差大切手动条件。同时，风量指令与实际风量必然存在较大偏差，送风控制指令与反馈偏差大切手动和风量指令与实际风量偏差大手动条件需解除，释放风量指令与实际风量偏差死区。

5、MCS系统与DEH系统的RB接口逻辑

在正常运行时，DEH和DCS的接口采用脉冲控制信号，这样在RB发生时，DEH关汽机调门的速度就无法满足RB的要求。因此，我们设计了不同RB发生送到DEH的指令信号。分别是送风机RB、引风机RB、一次风机RB、给水泵RB。

6、FSSS系统的RB逻辑：

RB发生后，油枪是否投入并点火成功是RB试验成功的关键。根据不同的RB工况确定切粉投油的数量和顺序。RB发生时，若实发功率大于200MW，由FSSS系统执行“粗调”。 RB 发生时，若实发功率小于200MW，由MCS系统执行“细调”，FSSS系统投油但不切粉。

a、送风&引风RB发生且负荷超过200MW时，AB层油自动投入，投入顺序是首先投入AB1、AB3油枪。10秒钟后且油火检着火后，逐步切掉E层给粉机。10秒钟投油不成功，每隔5秒置E层一对给粉机转速最低。

b、当一台一次风机跳闸引起RB且负荷超过200MW时，AB层油自动投入，投入顺序是首先投入AB1、AB3油枪。10秒钟后且油火检着火后，逐步切掉E层给粉机。10秒钟投油不成功，每隔3秒置E层一对给粉机转速最低。

第四节汽轮机侧主要联锁保护

一、给水泵保护分析

（一）汽动给水泵保护分析

汽动给水泵是300MW机组中的主要给水设备，一般设计为一台100%的汽泵或两台50%的汽泵，600MW机组宜配置两台50%的汽动给水泵，由于汽动给水泵是高速旋转的机械，对其保护和联锁设计要按照保设备的原则严密设计。下面以某300MW机组为例介绍汽动给水泵保护联锁，该厂配置一台100%的汽动给水泵，附属设备包括一台前置泵、交流油泵、直流油泵、汽泵出口阀和前置泵出口阀等，下面分别介绍其联锁控制。

1．汽动给水泵组禁止启动条件

（1）调速伺服阀动作失灵；

（2）危急保安器动作不正常；

（3）转动部分有明显磨擦声；

（4）泵体上下温差大于20℃；

（5）自动主汽门、调速汽门及进汽逆止门之一卡涩不能关闭严密；

（6）主油泵、EH油泵、直流事故油泵之一工作失常；

（7）主要热工仪表之一失灵（如转速表、轴移表）；

（8）主要热工保护装置之一失灵（如真空、润滑油、轴向位移等）；

（9）油质不合格或油温低于35℃；

（10）MEH控制器故障；

（11）仪表或热机保护电源失去；

（12）主油箱或EH油箱油位低于极限值；

（13）除氧器水位低至640mm。

2．汽动给水泵启动前的准备工作介绍如下：

（1）按阀门检查卡检查系统各阀门位置正常，设备及系统完好，除氧器水温50℃以上时，投入暖泵水。

（2）投入润滑油系统。

(a) 检查润滑油系统良好。

(b) 启动排烟风机维持油箱负压在以上。

(c) 启动一台主油泵进行油循环，检查其出口油压应在~。

(d) 油温达45℃，投入一侧冷油器，另一侧备用，调整油温在42℃。

(e) 检查运行油泵各部正常，备用油泵投自动。

（3）启动一台EH油泵，进行油循环，检查其出口油压在14~15MPa之间，另一台泵投自动。

（4）联系热工送上有关电源，做汽动给水泵静态试验。做各保护及联锁试验良好。

（5）投入汽泵密封水、冷却水。

（6）检查给水系统正常，具备启动条件。

（7）汽动给水泵送轴封抽真空。

(a) 汽动给水泵轴封系统具备送汽条件，轴封减温水已投入，轴封回汽门已打开。

(b) 稍开汽动给水泵轴封供汽门，投入轴封管路疏水器，轴封系统暖管疏水，逐

渐开大汽动给水泵轴封供汽门，维持供汽压力，检查轴封减温水调节门及气动截门工作正常，维持供汽温度150~177℃。

(c) 打开汽动给水泵疏水扩容器疏水至凝汽器门及排汽至凝汽门，检查确认汽动

给水泵本体疏水门开启。

(d) 轴封系统工作正常后，缓慢开启汽动给水泵排汽碟阀旁路门抽真空（注意主

机真空正常）。

(e) 真空上升至40kPa后，开启汽动给水泵排汽碟阀，关闭碟阀旁路门，注意真

空变化情况。

（8）汽动给水泵暖管疏水

(a) 检查汽动给水泵疏水至疏水扩容器的疏水门已开启。

(b) 开启汽动给水泵低压汽源管上的所有疏水至凝汽器的疏水门。

(c) 稍开高压汽源手动门，全开高压汽源电动门，高压汽源管道暖管疏水至高压

主汽门前，暖管期间，逐渐全开高压汽源手动门。

(d) 开启第四级抽汽至汽动给水泵的抽汽逆止门，抽汽电动门，开启汽动给水泵

低压汽源的进汽逆止门，暖管疏水至低压主汽门前。

3．汽泵前置泵是汽泵的主要辅助设备，它的安全运行是汽动给水泵运行的前提，其运行前各轴承油质、油位正常，密封水、冷却水投入。汽泵前置泵启动条件包括：（1）除氧器水位在1140mm正常水位。

（2）汽泵润滑油压>。

（3）汽泵最小流量阀全开。

（4）汽泵出口门全关。

4．汽动给水泵冲转条件应满足：

（1）汽动给水泵油系统运行正常.

（2）润滑油温在40~44℃.

（3）EH油温在37~57℃.

（4）排汽真空大于70kＰa.

（5）汽前泵运行正常。

（6）汽泵壳体上下温差小于20℃.

（7）检查汽动给水泵危急遮断器的手动隔离阀在开启位置，注油试验阀在关闭位

置。

（8）打开DCS画面上的MEH控制盘画面，并进行下列检查:“正常”、“MEH脱扣”、“外部脱扣”灯亮，“挂闸”灯灭；“HPSV开”、“LPSV开”灯灭；“HPSV 关”、“LPSV关”、“HPGV关”、“LPGV关”灯亮；HP与LP的阀位指令与反馈均为0；“手动”灯亮，转速为0。

5．汽动给水泵启动步骤介绍如下：

（1）按下DCS上的“汽动给水泵挂闸”按钮，或按下就地挂闸推力杆并一直按着，然后按下集控室立盘上的“汽动给水泵复归”按纽，检查一次安全油压缓慢升高至正常。

（2）检查“挂闸”灯亮，“脱扣”、“已脱扣”灯灭，一、二次安全油压正常。

按下“HPSV开”、“LPSV开”按钮，检查高、低压主汽阀全开，“HPSV开”、“LPSV 开”灯亮。

（3）按下“软手操增”按钮，汽动给水泵冲转。当转速升至600r／min以上时切至转速自动，“转速自动”灯亮。“软手操”灯灭，暖机10分钟，进行全面检查。

（4）按下“目标值”输入2000，按下“升速率”输入200，按“进行”键，汽动给水泵升速。

（5）汽动给水泵转速升至2000r／min时，“保持”灯亮，“进行”灯灭，暖机20分钟。

（6）当汽动给水泵轴振明显下降时，按“目标值”输入3100，按“进行”按钮，将转速升至3100

r／min。

（7）开启汽泵出口门，锅炉上水。

（8）当“CCS允许”灯亮、CCS定值与实际转速差小于300r／min时，按“锅炉自动”按钮投入锅炉自动。“锅炉自动”灯亮，“转速自动”灯灭。汽动给水泵转速由CCS来的信号控制。

（9）如不能投入锅炉自动，应在“转速自动”或“软手操”下，操作“软手操增”、“软手操减”按钮调节汽动给水泵转速。

6．汽动给水泵联锁

（1）汽泵前置泵闭锁条件

a.除氧器水位低至640mm。

b.汽泵润滑油压力低于MPa。

c.汽泵最小流量阀未全开。

d.汽泵出口门未全关。

（2）汽泵前置泵运行且汽泵不反转，汽泵出口门联开，汽泵前置泵停止或汽泵反转，汽泵出口门联关。

（3）汽泵出口流量≤284t/h时最小流量阀自动打开，当流量≥348t/h时，最小流量阀自动关闭。

7．汽动给水泵跳闸保护：

（1）机械超速保护。当汽动给水泵转速升高至6380±100r/min时，危急遮断器飞锤击出，使危急遮断器滑阀动作泄掉一次安全油压，通过隔膜阀泄掉二次油，关闭高低压主汽门，高低压调门的电液伺服阀也接受MEH输出电信号，关闭高低压调门。

（2）电气超速保护。当汽动给水泵转速升高到6325r/min时，MEH控制系统发出脱扣信号，关高低压主汽门、调门，同时，一、二次安全油泄油电磁阀动作，泄掉

一、二次安全油，关闭高低压主汽门，当6325r/min脱扣信号发生故障时，转速升