一、电厂燃机简介
燃机型号为PG5361,单循环调峰发电,JB公司生产。1989年10月份投产,轮机控制盘为GE公司生产的MARKII型盘。机组产权属柳州振兴电力开发公司(简称柳州公司)。
二、更新轮控盘的起因
96年7月19日柳州市发生特大洪水灾害,电厂燃机被淹没到水平中封面上,原轮控盘被淹到1.1米高处,其中1L屏,输入滤波卡,火焰探测器卡,电源精调器卡均被洪水淹没。柳州市要求电厂尽快恢复发电生产。深圳南港动力工程公司受柳州公司委托即时派专家赶赴电厂,并邀请GE公司代表前往电厂考察,随即南港公司与柳州公司达成协议,全面承接被洪水浸泡损坏的燃气轮发电机组的修复工程。
原机组MARKII型轮控盘,经多方专家论证,已不宜再用,保险公司同意理赔,更换新盘。10月份柳州公司决定向深圳南港公司订购美国GE公司生产的轮控盘。同时,由南港公司派专家与柳州电厂技术人员对被水浸泡损坏的MARKII盘进行修复,确保市委要求抢在年底前电厂恢复生产,并网发电,直到第二年5月份发电淡季新轮控盘到货时更换。
三、新轮控盘的选型
南港公司接受柳州公司委托订购、更换新轮控盘的工程,考虑到当时美国GE公司生产的轮控盘已经发展到MARKV型(用个人计算机进行操作控制燃机),MARKII已淘汰不生产,而MARKV型盘较之II型盘,无论在设备可靠性以及运行可靠性,操作自动化,功能的完善等方面大大提高,而且设备价格也大大降低,在此情况下选订MARKV是必然结果。MARKV型盘有数据输出接口,以便电厂今后发展实现DCS系统。
MARKV型盘可分为三重控制(R、S、T控制器)和单重控制(只有R控制器)两种,前者固具有冗余容错功能运行的可靠性较高(据统计可达99%),而后者较低(只有98%),但单重MARKV型盘价格较低(约低8万美金),柳州电厂燃机要改为三重MARKV型盘对机组的改造比较多,如电液伺服阀要采用三线圈(原采用是两线圈),许多热控元件要增加,虽然单重MARKV型盘较之三重的可靠性差些,但比MARKII还是大有提高(MARKII可靠性约有97%)。经多方面比较,柳州公司决定选用订购单重控制的MARKV型轮控盘。
美国GE公司于96年10月份派控制工程师吕先生到柳州电厂会同南港公司工程师及电厂技术人员商定具体技术要求,例如要求能在MARKV盘上实现自动同期并网,同时保留原来手动的功能。同时提供给GE公司原MARKII盘的原理图,控制规范,马达控制中心,发电机保护及控制盘的原理图,发电机特性曲线等资料。GE公司负责更换轮控盘的技术准备,提供全部图纸和MARKV盘软件,并在机组停机换盘时派专家现场指导安装调试。南港公司负责给柳州电厂人员进行MARKV盘的培训,内容包括理论授课,在南京汽轮电机厂进行上模拟机训练,到电厂上MARKV盘运行实习。南港公司还承接了全部资料图纸的翻译以及换盘时现场翻译,派工程人员现场指导,掌握监督换盘工程质量。
四、换盘前的准备
到96年底,被洪水浸泡损坏的燃机、发电机、轮控盘、发电机控制及保护盘、直流电源(蓄电池及充电机更换国产设备)等在南港公司现场检修队伍及柳州电厂员工共同努力下,全面修复投产发电,完成柳州市委要求。转而全面投入进行更换轮控盘的准备工作,电厂人员培训分两批按计划进行,选购器材(控制电缆、接线到MARKV端字排上的插针,接线工具等)。97年3月陆续收到GE公司寄来的MARKV软盘及资料图纸,立即进行资料图纸的翻译打印工作。5月4日南港公司翻译、工程人员到柳州电厂,对GE提供的资料图纸进行消化、整理、核对,做好发现错误和疑问处的记录,并画出原MARKII盘、发电机控制及保护盘、马达控制中心上端子排上的接线(按线号)与新盘MARKV上端子排相对应的接线图,从而使换盘最大工作量的接线一目了然。同时柳州电厂技工将原MARKII盘输入输出端子排上的接线拆离,将拆下的线按端子排分好类,包扎好线上的线号,以便接到MARKV盘端子上时找线便捷正确,之后将原MARKII盘移开,做好了更换新盘的前期准备。
五、更换轮控盘
97年5月10日,美国GE公司专家到现场,指导MARKV盘就位,5月13日开始接线,5月21日基本结束;5月22日开始查线,同时计算机、打印机就位通电,联结计算机到MARKV盘的电缆。安装控制软件到计算机硬盘,下加载到MARKV控制器中。5月25日进行调试,和新机组调试的步骤、项目基本一样。包括轮控盘与马达控制中心、发电机保护和控制盘之间的联动,机组上的热控元件及执行元件与轮控盘之间的联动,燃机分部调试和保护试验。6月9日调试结束,投产运行。GE公司专家认为MARKV盘可不进行静态调试,而MARKII盘必须进行静态调试,这样一来就省去了静态调试的时间,为了慎重我们还是做了温度控制和超温报警遮断的静态调试,发现差错,重新对有关常数做了修改。
六、一点体会
在整个更换轮控盘的过程中,美国GE公司十分重视,提供的资料齐全,派遣资深专家到现场,GE专家对工作高度认真、严谨、熟练、排除故障的能力,受到中方赞赏。在调试运行(质量保证期一年)中出现的设备问题,GE公司均积极给予免费更换。南港公司工程人员在现场帮助GE专家与电厂技术人员之间的沟通,在安装调试中协助GE专家工作,解决出现的故障,在多次卡件发生损坏时,南港公司及时借调给现场使用,保证换盘工作顺利进行。美国GE专家及柳州电厂对南港公司所做的工作给予了高度评价。美国GE公司、南港公司、柳州公司及电厂三方合作友好,互相协助,使更换轮控盘的工程按计划完成,这是在中国燃气轮发电机组中首台从MARKII盘更换成MARKV型盘,随着国内MARKII型盘,特别是MARKII型盘逐年老化,进入更新期,更由于GE公司已经停止MARKII备件的流水生产线,MARKII备件库存少,交货期长,今后将逐渐被淘汰,加之MARKII卡件的价格逐年上升,相当于MARKV卡件价格的2~3倍,对用户来说,经济压力很大。柳州电厂更新轮控盘的成功检验,将会给今后更换MARKV型盘的用户提供有益地借鉴。
七、更换成MARKV型轮控盘近一年工作情况
1. 运行时间392.3小时 2. 点火次数151次 3. 故障停机次数18次 4. 由于轮控盘故障而引起的停机次数3次
1. 运行时间392.3小时
2. 点火次数151次
3. 故障停机次数18次
4. 由于轮控盘故障而引起的停机次数3次
柳州电厂技术人员、运行人员对换盘前后的看法体会:
“我厂的MARKII盘经过了多年的运行、维护以及学习和总结,运行人员熟练地掌握了各种操作;维护人员也能较准确地判断和处理各种故障。更换为MARKV盘后,运行情况令人满意。MARKV操作界面清晰直观,运行人员很快地掌握常见的操作,其准确详细的事故记录及报警系统,使维护人员能根据运行情况及MARKV报警指示方便快捷地判断和处理故障,但由于MARKV是采用微机控制和操作,而绝大部分运行人员是第一次接触微机,还需要今后更长时间的学习和总结。MARKII更换为MARKV后,对于维修人员和技术人员提出了更高的要求,MARKV卡件的图纸,需要一定时间的消化吸收。MARKV较之MARKII有更多的优点:保护可靠,测量机组运行参数较为直观,收集的数据多,控制参数不因时间长而改变。报警报告详细,修改控制参数容易,检查故障便捷等等。由于我们的学习时间有限,所掌握的知识也较少,但相信经过一段时间的努力,我们会很快掌握MARKV的运行和维护方法,更好地发挥MARKV控制系统的优势。”
八、附件:
1. MARKII与MARKV型轮控盘的比较
系统
MARKII
MARKV
引进时间
1970
1991
控制元件
集成和离散电路
三重/单重微处理器
保护元件
继电器
显示元件
数字仪表和指示灯
彩色监视器
指令输入
按钮和按键
鼠标和触摸屏
容错率
双冗余速控
三重冗余/单重和软件纠错
顺序控制/自动化
无
微处理器
2. MARKV具有的特点:
MARKV的表盘和硬件
自动化性能控制的标准化表盘;在标准的MARKII表盘范围内;可扩容的模块化格式;
封装
所有的电子元件在一个机箱里。具有完备的工作系统;可在现有机组上安装;减少安装时间;
插件机柜
备件极少;减少平均修复时间;提供最大I/O接口;
直接接口
没有外围仪表设备。减少故障点;减少维修;减少备件;便于事故诊断;
接口
交互式显示用于修改画面、控制常数值、排序、应用程序和I/O分配。
并网方式
1)手动(自发电机盘);
2)自动(MARKV自动进行转速和电压匹配,具有相位/滑差的窗口显示,自动进行断路器闭合时间诊断)
3) 步检验保护:有独立的相位/滑差的窗口显示,自动和手动后备;
记录
跳闸记录;趋势图,有实时、短期(几天)、长期(历史数据);报警记录;
3. MARKV型盘在机组调试、运行中的优点
1) 反映机组工作状态的许多参数直接在CRT上显示,而且可采用探测元件实际分布位置图的方式直观显示参数,也可用曲线、表格多种方法显示。
2) 配有打印机,可将CRT上显示的参数打印,省去了手工抄表记录,特别是出现故障时,会自动将故障的名称,发生的时间打印出来。
3) 用设置在CRT上显示所需信号的实时曲线,可以观察这些信号动态变化情况,能比较快捷准确分析机组的工作状态,例如设置燃料伺服阀电流,可以从曲线上方便地确定线圈极性是否正确,起动各阶段伺服阀工作是否正常,设置燃油流量实时曲线,对点火、暖机、加速、定速情况是否正常可一目了然,再如设置振动实时曲线可直接观察机组在起动过程中及定速带负荷中轴承振动变化,以便于分析。
4) 调试方法大大简化,MARKII型盘要使用外接校验箱,在校验箱及轮控盘上要按要求跨接线,要调节卡件上的电位器,而MARKV型盘上全部有软件实现,例如采取逻辑强制功能,改变控制常数来完成。
5) MARKII型盘修改程序、增加或删除逻辑信号就需要对轮控盘改变接线、增加或删除逻辑单元。而MARKV型盘全部由软件进行修改,十分方便。
6) 当出现故障时,MARKV盘对寻找分析故障原因比MARKII盘要快捷,后者要有仪表在盘上实地测量,还需按要求跨接线,而MARKV盘用软件操作就可,例如用显示阶梯图页面,就可从CRT显示的图上直接看出逻辑状态是否正确,追根寻源很快就可找出故障的原因。
7) 增加了燃烧监视及保护功能和增加实现自动同期功能。
4. 调试及投运初期出现的问题及解决
调试期间,计算机同期页面、轴承温度页面、轮间温度页面和主页面上部分显示消失。南港公司协同GE公司先后两次派专家来现场更换了硬盘和网卡,调试后,工作正常;由于雷雨,CRT上显示的排气温度、轴承温度和轮间温度与实际温度差异很大,而且不停地改变。经检查发现是因为雷击烧坏卡件,更换新卡后正常;出现发电机励磁电流电压表和无功功率表大幅度摆动,造成发电机失磁保护动作。后经过多次调整MARKV的PF参数,AVR工作正常。
一九九八年五月五日
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