650MW机组风机油站控制可靠性研究与应用

650MW机组风机油站控制可靠性研究与应用

黄建庄 赵朋杰 丁志国 刘振 李超凡

湖北能源鄂州发电有限公司 湖北 鄂州 436032

摘要：某厂650MW机组送风机、一次风机油站采用PLC控制，一旦PLC故障，会导致两台油泵全停，风机跳闸，存在重大安全隐患。经过现场调研、分析论证，提出风机油站PLC控制回路优化可行性方案并实施，经过实践，大大提高了风机油站控制可靠性。下文主要介绍某公司650MW机组送风机、一次风机油站PLC控制回路优化研究与应用。

关键词：火电厂；送风机；一次风机；PLC控制回路；优化

0 引言

送风机、引风机、一次风机是火电机组锅炉部分的重要辅机，六大风机的正常工作是机组安全稳定运行的必要条件。风机油站作为风机重要的润滑、冷却、调节设备，其高可靠性的控制回路可以有效提高风机油站及风机工作的安全性和稳定性。某公司650MW机组引风机油站已全面改为DCS控制，送风机、一次风机油站仍采用PLC控制，油站重故障信号经PLC判断后传输至DCS，用作风机保护。

1改造背景

1.1油站简介

某公司650MW机组两台一次风机油站为飞翼公司XYZ-16型稀油站，主要控制设备为西门子S7-200 PLC，一旦PLC故障，油泵启动指令便无法输出，会造成两台油泵停运，油站重故障信号经过PLC逻辑判断后采用继电器常开接点传输至DCS，PLC故障会导致DO通道无法输出，风机保护存在拒动风险。

两台送风机油站为南通南方润滑液压设备有限公司GYZ-10型调节油站，主要控制设备为AB Micrologix 1200 PLC，一旦PLC故障，油泵启动指令同样无法输出，同样会造成两台油泵停运，但油站重故障信号经过PLC逻辑判断后取反，采用继电器常闭接点传输至DCS，PLC故障同样会导致DO通道无法输出，造成继电器线圈失电，常闭接点动作，风机保护也会随之动作，存在保护误动风险。

研究优化送风机、一次风机油站PLC控制回路并应用，提高风机油站控制可靠性，对机组安全稳定运行至关重要。

1.2改造可行性分析

基于送风机、一次风机油站PLC故障后保护会误动或拒动状态，为保障风机运行安全，主要改造方向为油站故障信号输出及PLC故障后油泵运行控制。其中，应首要保证在风机油站无法正常工作时，油站故障信号正常输出，保护风机跳闸。但在PLC故障，油站可正常运行时，故障信号不应错误输出，导致风机误跳闸。即应当“保护不误动也不拒动”，以保障风机安全。其次，在油站PLC故障情况后，需要控制油泵启动，维持风机油站继续运行，以保证PLC故障不影响风机运行，进而不对机组正常运行造成干扰。

2 优化方案设计

2.1送风机油站控制改造

2.1.1油站故障输出优化

送风机油站PLC中“油站重故障”逻辑为：当两台油泵全停，或油压低低开关量动作的油站故障状态时，发出重故障，致风机跳闸。但在PLC故障，重故障信号必定发出，风机跳闸，存在保护误动风险。因此，应实际将油压低低及两台油泵运行信号判断。其中，两台油泵的运行信号在DCS中已有，所以将就地风机油站油压低低开关信号传递至DCS，进而在DCS中与油泵运行信号完实现保护。

在实际改造中，由于改造时间较短，故在取消送至DCS的PLC输出重故障信号后，直接利用原有电缆线传输油站油压低低开关量至DCS系统。随后，在DCS系统中修改端子排油站重故障信号设置，改为送风机油站油压低低信号。并在风机控制页面内，与原有两台油泵运行信号完成逻辑搭建，形成DCS内重故障信号输出，送至风机跳闸保护。

2.1.2 油泵控制优化

由于PLC故障后，不再控制油站运行。同时，油泵运行是油泵运行的核心所在，仅油泵运行便可以维持油站在较长时间内正常供应。因此，需要新增控制回路在PLC故障时控制油泵运行。经过分析、试验后，决定在PLC中新增逻辑语句判定PLC运行，使用剩余13号DO通道完成输出PLC运行信号“O：0.13”。后续，将信号送至新加继电器，在油泵启动电气回路中利用继电器输出新增油泵控制回路。当PLC故障后，PLC运行信号由1变为0，继电器断电失电后触点信号改变，两台油泵由电气控制启动，维持风机油站运行。

2.2一次机油站控制改造

2.2.1 油站故障输出优化

在一次风机控制逻辑中，油站备用油泵低油压联启信号和油站“重故障”触发信号油站油压低低均来自同一个油压开关信号，仅延时时间不同。此外，在风机油站PLC故障后，故障信号不再输出，在油站时机故障时不能完成风机跳闸，形成保护拒动，存在较大风险。因此，一次风机油站故障也需要在DCS内重做。同时，由于原有逻辑为油站油压低低信号延时判定重故障信号，但原有信号仍需做联泵使用，故取消原有PLC“重故障”信号输出，并新加油站油压低低开关，将其信号利用原有电缆传递直接至DCS，经修改后形成油站故障信号延时跳闸风机。

2.2.1 油泵控制优化

与送风机相同，设计思路为在PLC内新增逻辑语句判定PLC运行，在PLC故障时此PLC运行信号由1变为0。其中，由于PLC型号不同，西门子S7-200 PLC不能直接判定运行信号。因此，利用原有“I2.7-主机运行”信号及它的取反信号完成逻辑常“1”判定。当PLC在掉电或其他情况下故障时，此“Q0.3”输出信号不再输出，后续新加继电器失电，内触点值改变，同样使两台油泵经电气控制启动，在此类紧急工况下保障油站运行。

3项目试验

在项目施工人员利用检修期完成送、一次风机油站PLC控制优化改造后，各主要生产部门于风机油站就地和集控室DCS远方共同完成了“风机油站PLC故障”等项目验收试验。其中，实动试验结果证明针对本公司二期650MW机组送、一次风机油站PLC控制完成的优化改造方案设计达到了改造要求：1）对现有的运行操作方式，无任何变更，保护逻辑维持不变；2）PLC故障时，两台油泵自动全部启动，且当PLC恢复后，油泵电源恢复，油站恢复正常控制;3）PLC故障或油站实际故障等状态下，保护不误动也不拒动。

表1 送、一次风机油站控制改造试验

4结语

凭借适用性强、操作简易等特点，PLC广泛用于机械制造、纺织、电力等生产生活场所中的电气设备控制中，但在重要的设备运行控制中，PLC相比DCS依然存在安全性、稳定性相对较差的缺点。但由于整体改造费用较高、时间长等局限因素，技术人员根据实际设备运行情况对PLC控制进行优化改造，甚至将部分控制转移至DCS系统内，以适应生产等要求属于较为常见的工作。本次650MW机组送、一次风机油站PLC控制回路优化方法研究，是根据生产需要完成的改造，项目同时存在PLC控制改造和DCS系统内的信号接入、逻辑搭建等特点，在一些未完全实现DCS控制的PLC控制改造设计中存在一定的借鉴意义。

第一作者简介]：黄建庄（1993），男，湖北省襄阳市，本科，学士，职称助理工程师，研究方向：热工自动化维护人员。