韶關發電廠8號機組BMS系統老化問題的分析

   時間:2014-03-11 14:52:35
韶關發電廠8號機組BMS系統老化問題的分析簡介
    韶關發電廠8號機組BMS系統老化問題的分析 陳銳民1,何健康2,張文波2,李高明21.廣東省電力試驗研究所,廣東廣州510600;2.韶關發電廠,……
韶關發電廠8號機組BMS系統老化問題的分析正文
  韶關發電廠8號機組BMS系統老化問題的分析 陳銳民1,何健康2,張文波2,李高明2
1.廣東省電力試驗研究所,廣東廣州510600;2.韶關發電廠,廣東韶關512532

韶關發電廠8號機組鍋爐燃燒器管理系統(boiler burner management system,BMS)採用美國FORNEY公司20世紀70年代末產品AFS-1000系統,該系統經歷了10a時間運行后,系統性能明顯降低。從1998年底開始誘發了多次鍋爐誤動主燃料跳閘(master fuel trip,MFT)停爐保護,表現為十分明顯的系統老化失效,經過廣東省電力試驗研究所和韶關發電廠共同分析和技術完善,該系統性能得到了一定程度的恢復。

1控制系統的老化問題

控制系統老化是指系統隨著運行時間的增長,硬體設備(包括卡件、信號測量和傳送設備、指令連鎖和執行設備等)性能下降,導致整個控制系統整體性能越來越偏離設計性能;系統運行軟體遠落後於現時該系統可以運行的最新軟體,影響系統的安全性能提高或潛在地威脅系統的安全運行。控制系統老化必定會威脅機組的安全、經濟運行。韶關發電廠8號爐BMS老化主要表現為:系統操作拒動,誤報警及顯示混亂,信號反饋異常,通信故障,邏輯運算錯誤等等。

2外圍設備老化對系統性能的影響

韶關發電廠8號機組AFS-1000系統的外圍設備是指除了機櫃和操作面板以外的所有設備,主要包括了信號測量和反饋、指令聯鎖和執行以及其它輔助設備等。由於外圍設備不能完全實現設計功能,出現執行設備拒動、採集信號錯誤、邏輯運算混亂,使系統性能受到嚴重的影響。

2.1狀態信號測量方面

由於部分風門、擋板、耦合開關狀態反饋信號混亂,BMS不能正確判別鍋爐的運行狀態和安全狀況,影響了按照原來設計的邏輯進行正確的控制。

2.2火焰信號測量方面

該系統所有的火焰檢測器全部報廢,投用模擬火焰功能。油槍火焰檢測採用油槍全開信號打開盲火燈,煤燃燒器採用給粉機電源合閘輔助接點打開盲火燈,影響了BMS對MFT的始發信號「所有火焰消失」和「所有燃料消失」的正確判斷。

2.3指令執行方面

因油跳閘閥損壞而不能執行燃油遮斷指令,燃油消失信號僅靠所有油槍油閥關閉信號來識別,降低了系統對鍋爐安全運行的監控功能。

3增加部分輔助接點對系統性能的影響

由於系統設備老化,部分狀態信號反饋異常,經常在出現MFT后,爐膛吹掃條件不滿足,使主汽溫度降低而誘發汽輪機主汽門關閉。後來,系統增加了部分風機運行/停運狀態、給粉機運行/停運狀態、油跳閘閥關閉狀態等手動模擬信號開關,以解決鍋爐點火應急問題。但這樣,必定會在某個時間段使BMS同時檢測到同一設備的兩個互相矛盾的狀態信號,擾亂BMS的正常邏輯運算。如引進油跳閘閥關閉模擬信號后,雖然解決了爐膛吹掃的問題,但誘發了下列問題:

a)爐膛吹掃后,點火能源識別油跳閘閥全開信號,允許點燃油槍。從油槍點燃開始,系統一直監視油跳閘閥關閉信號。如果模擬開關此時進行「閉合→斷開→閉合」切換,或當時模擬開關為斷開,現場油閥受震動而瞬間產生關閉信號,BMS立即識別並指令油槍退出,判斷鍋爐失去所有燃料,油燃料跳閘(oil fuel trip,OFT)。

b)當「油跳閘閥關閉」模擬信號和「油跳閘閥全開」實際信號同時進入系統時,BMS邏輯允許爐膛吹掃,然後點油槍。當鍋爐僅僅燒燃油時,油槍的切換不會造成鍋爐OFT。但是,當開始投粉后,BMS邏輯監視「所有給粉機停運與油跳閘閥關閉」為所有燃料消失條件,所以首次投煤不成功或者在油、粉混燒階段退出所有給粉機時,BMS將判斷「所有燃料消失」MFT。

c)在油、粉混燒階段,由於鍋爐熱負荷較低,BMS邏輯不允許單獨燒粉。此階段,如果系統採集到油跳閘閥關閉信號,將執行以下邏輯:退出所有油槍→停所有給粉機→「所有燃料消失」MFT。

我們對以上分析進行了驗證,並發現油跳閘閥受震過程確實會觸發關閉信號(現在已經徹底斷開該行程開關與機櫃之間的連接),所以可以確認,從1998年底起多次造成8號爐在低負荷階段出現的「所有燃料消失」MFT是兩個開關潛在的隱患造成的。

4內部設備老化對系統的影響

4.1電源方面

首先,操作面板供電單元的元器件特性產生漂移,直流供電電壓僅為4.78V(額定電壓為5×(1±5%)V),已經接近工作電壓下限。供電電壓微小波動,就會低於下限,從而造成操作面板燈光顯示混亂和界面操作失靈。更換該電源組件后,供電電壓提升至5.02V,操作面板一直保持良好的工作狀態。另外,機櫃邏輯電源一路損壞,也潛伏著非正常MFT的危險,一旦邏輯電源瞬間消失,必定造成MFT,而且無法從機組和系統運行信息進行正確的事故分析。

4.2 插卡方面

部分I/O卡件老化,I/O通道自檢繼電器接點吸合后不能斷開,造成系統一直出現「迴路測試故障」報警。

4.3 通信方面

發現操作面板與主機之間的通信光纖老化(介面處呈燒焦狀),造成通信中斷。另外,主迴路與子迴路之間的通信測試出現不規則測試故障,該現象與MFT誤動的內在聯繫有隨機性,它必然會引起數據畸形或丟失,且在某一特定的環境下觸發MFT。8號爐系統更換相關通信電纜后,通信測試顯示系統之間的通信已恢復穩定、正常。

4.4 過壓保護方面

許多過壓保護用的電阻器、電容器爆裂,失去應有的保護功能,容易引起電子電路的二極體、三極體擊穿,造成執行設備不能正常執行指令。

5結束語

經過幾個月的系統檢查、系統運行事故分析和整改,解決了原來圍繞該系統頻繁出現非正常的「所有燃料消失」MFT、操作指令拒絕執行、迴路自檢失敗、通信診斷失敗等困擾8號爐安全運行等問題,使該系統的總體性能得到一定程度的恢復。但是,系統老化的體現形式是多種多樣的,經過一段時間運行以後,可能會以其它形式表現出來。所以,徹底解決8號爐BMS系統老化問題應該是在該機組分散控制系統(distributed control system,DCS)改造中一起進行系統更換,實現與分散控制系統一體化改造。

[韶關發電廠8號機組BMS系統老化問題的分析],你可能也喜歡

  • 汽車發電機原理構造
  • 交流發電機原理
  • 汽車交流發電機
  • 交流發電機動畫
  • 交流發電機種類
  • 防止老化的方法
  • led跑馬燈字幕機組裝
  • 防止澱粉老化的方法
  • 如何防止老化
  • 防止卵巢老化
  • 防止澱粉老化
  • led字幕機組裝套件
  • 包裝設計課程考試成績分析
  • iveco發電機組
  • 柴油引擎發電機組
  • 大同發電機組
  • solidworks動態模擬分析
  • 包裝結構設計分析
  • 創意包裝設計案例分析
  • 產品包裝設計分析
Bookmark the permalink ,來源:
One thought on “韶關發電廠8號機組BMS系統老化問題的分析