韶关发电厂8号机组锅炉燃烧器管理系统(boiler burner managementsystem,BMS)采用美国FORNEY公司20世纪70年代末产品AFS-1000系统,该系统经历了10a时间运行后,系统性能明显降低。从1998年底开始诱发了多次锅炉误动主燃料跳闸(master fuel trip,MFT)停炉保护,表现为十分明显的系统老化失效,经过广东省电力试验研究所和韶关发电厂共同分析和技术完善,该系统性能得到了一定程度的恢复。
1控制系统的老化问题
控制系统老化是指系统随着运行时间的增长,硬件设备(包括卡件、信号测量和传送设备、指令连锁和执行设备等)性能下降,导致整个控制系统整体性能越来越偏离设计性能;系统运行软件远落后于现时该系统可以运行的最新软件,影响系统的安全性能提高或潜在地威胁系统的安全运行。控制系统老化必定会威胁机组的安全、经济运行。韶关发电厂8号炉BMS老化主要表现为:系统操作拒动,误报警及显示混乱,信号反馈异常,通信故障,逻辑运算错误等等。
2外围设备老化对系统性能的影响
韶关发电厂8号机组AFS-1000系统的外围设备是指除了机柜和操作面板以外的所有设备,主要包括了信号测量和反馈、指令联锁和执行以及其它辅助设备等。由于外围设备不能完全实现设计功能,出现执行设备拒动、采集信号错误、逻辑运算混乱,使系统性能受到严重的影响。
2.1状态信号测量方面
由于部分风门、挡板、耦合开关状态反馈信号混乱,BMS不能正确判别锅炉的运行状态和安全状况,影响了按照原来设计的逻辑进行正确的控制。
2.2火焰信号测量方面
该系统所有的火焰检测器全部报废,投用模拟火焰功能。油枪火焰检测采用油枪全开信号打开盲火灯,煤燃烧器采用给粉机电源合闸辅助接点打开盲火灯,影响了BMS对MFT的始发信号“所有火焰消失”和“所有燃料消失”的正确判断。
2.3指令执行方面
因油跳闸阀损坏而不能执行燃油遮断指令,燃油消失信号仅靠所有油枪油阀关闭信号来识别,降低了系统对锅炉安全运行的监控功能。
3增加部分辅助接点对系统性能的影响
由于系统设备老化,部分状态信号反馈异常,经常在出现MFT后,炉膛吹扫条件不满足,使主汽温度降低而诱发汽轮机主汽门关闭。后来,系统增加了部分风机运行/停运状态、给粉机运行/停运状态、油跳闸阀关闭状态等手动模拟信号开关,以解决锅炉点火应急问题。但这样,必定会在某个时间段使BMS同时检测到同一设备的两个互相矛盾的状态信号,扰乱BMS的正常逻辑运算。如引进油跳闸阀关闭模拟信号后,虽然解决了炉膛吹扫的问题,但诱发了下列问题:
a)炉膛吹扫后,点火能源识别油跳闸阀全开信号,允许点燃油枪。从油枪点燃开始,系统一直监视油跳闸阀关闭信号。如果模拟开关此时进行“闭合→断开→闭合”切换,或当时模拟开关为断开,现场油阀受震动而瞬间产生关闭信号,BMS立即识别并指令油枪退出,判断锅炉失去所有燃料,油燃料跳闸(oil fuel trip,OFT)。