吕鉴第9期

打造工匠精神 激发创新活力

吕   鉴

吕四港发电公司出品

吕电风光

许新华

火力发电输煤PLC控制系统分析

09

车金刚、费飞飞、汉继红、马亮

660MW汽轮机TSI系统重要保护隐患分析及措施

12

曹明钢

发电机进油的原因分析及预防措施

15

王滟文

18

斗轮机PLC控制系统无线改造的可行研究

04

王佳伟

机组启动实现全负荷脱硝的过程分析及对策

22

 母智勇

影响电除尘器效率的因素分析

20

理论探讨

经验交流

摘要：本文介绍了某电厂4×660MW机组输煤斗轮机控制系统通讯方式无线改造的可行性研究，阐述了原控制系统通讯在运行中存在的问题，并提出了根据实际运行需要的改进方案和实施过程以及达到的目标。

关键词：斗轮机；控制系统；无线；通讯

某厂4×660MW机组输煤系统共配置三台斗轮机，控制系统采用施耐德公司昆腾系列PLC，CPU型号140CPU67160。斗轮机PLC控制系统包括了悬臂皮带、回转、俯仰、行走等控制逻辑，可以实现斗轮机在煤场的堆、取煤作业。

三台斗轮机自投产以来，经常出现大车行走故障，回转电机故障，斗轮电机故障，悬臂皮带启动故障等问题，同时在操作平台报警栏中所有报警全部报出。在斗轮机司机室操作平台对故障信号复位后，故障消失，报警信号清除。运行一段时间后斗轮机运行又会出现同样的问题。

这种不明原因导致斗轮机不能正常的工作，严重的影响了煤场取煤与卸煤工作。此类缺陷的存在严重威胁到输煤系统的安全稳定运行。

针对斗轮机运行中出现的问题，电厂检修人员对故障原因进行分析、排查、试验，发现在斗轮机运行中行走电机运行时以及回转电机运行时发生的问题尤为突出，可以判断发生问题的根本原因是由于斗轮机控制系统通讯受到动力电源产生的干扰所致。

现有斗轮机控制系统采用施耐德Quantum 67160系列PLC，CPU控制主站设在斗轮机下部电气房内，PLC控制系统下设3个远程分站，分别安装在斗轮机下部电气室，斗轮机上部电气室以及斗轮机司机室内。斗轮机PLC控制系统图如图一所示。

由于斗轮机PLC控制系统主站与子站进行通讯的介质是同轴电缆，并且是单路同轴电缆通讯。所以控制系统容易受到环境因素的影响，加之斗轮机行走电机与回转电机分别使用的是变频器控制，使得斗轮机控制系统容易产生干扰而造成停机。 

特别策划

理论探讨

为了彻底解决此问题，检修人员采取了一系列的手段来增强控制系统的抗干扰能力，如将控制系统通讯电缆与动力电缆分开、给通讯电缆加屏蔽等，这些措施的实施只是短暂的解决了干扰问题，设备运行一段时间后各种故障现象重现。为了彻底的解决干扰问题，采用无线控制方式来代替的电缆控制，很大程度上可以解决斗轮机控制系统通讯干扰难题。

投资省，保证质量，稳定可靠，满足要求；

宏观上引进先进技术，系统设计起点高；

系统组合合理，具有良好的互换性和通用性，易于管理；

系统易于操作，简单易懂，便于推广和应用。

图一 斗轮机控制系统结构图

理论探讨

理论探讨

特别策划

理论探讨

斗轮机PLC控制系统通讯无线改造的设计理念是将原控制系统中的同轴电缆全部摒弃掉，采用无线以太网通讯方式实施整套系统的数据交换。具体内容如下：

1）由于司机室现配置有电源模块（140CPS11420）和RIO站适配器（140CRA93100）以及一些I/O卡件，所以要增加一块处理器模块（140CPU11303）和一块以太网通讯模块（140NOE77101）,使无线通讯设备AP105H-E和司机室以太网通讯模块（140NOE77101）通过五类网线进行连接，最终与下部电气室以及上部电气室进行无线通讯。

2）上部电气室远程站配置有电源模块（140CPS11420）和RIO站适配器（140CRA93100），需增加一块处理器模块（140CPU11303）和一块以太网通讯模块（140NOE77101），将之前RIO站适配器舍弃不用。无线通讯模块AP105H-E与以太网通讯模块（140NOE77101）通过五类网线连接，并将信号以无线通讯方式与下部电气室远程站及司机室远程站进行数据交换。

3）下部电气室作为斗轮机控制系统主系统，PLC控制主站配有电源模块（140CPS11420）、冗余处理器单元（140CPU67160）、以太网通讯模块（140NOE77101）以及RIO处理器接口（140CRP93100）。下部电气室远程站配置有电源模块（140CPS11420）和RIO站适配器（140CRA93100）各一块以及一些I/O卡件，目前斗轮机PLC控制主站与远程站通讯是通过RIO处理器接口和RIO站适配器进行数据交换的，传输介质为同轴电缆。

图二 斗轮机通讯无线改造后结构图

首先，在下部电气室远程站上增加处理器模块（140CPU11303）和一块以太网通讯模块（140NOE77101）。然后，将PLC控制主站上的RIO处理器接口（140CRP93100）舍弃不用。将控制主站CPU存储的逻辑程序分配至下部电气室、上部电气室及司机室远程站处理器模块（140CPU11303）内。最后，运用五类网线将控制主站以太网通讯模块（140NOE77101）、下部电气室以太网通讯模块（140NOE77101）以及一台无线通讯设备（AP105H-E）连接至新增工业交换机。这样控制主站将以无线方式与司机室远程站和上部电气室远程站进行通讯。

斗轮机控制系统无线通讯改造可以有效避免电磁干扰对控制系统的影响，同时无线通讯设备（AP105H-E）具有数字屏蔽技术，抗干扰性强等特点，它还具有5000V电压隔离功能，抗冲击强。独有的气体泻放装置，防雷击、防电浪涌功能，提高了系统安全性。

以AP105H-E作为核心设备的无线通讯网络构建，采用自报和定时方式发送数据，在发送前，它会先“听”一下无线通道是否拥挤，当不拥挤时，它才发送信息。这样可最大限度地避免数据发送产生错误，RTU重发信息造成系统瘫痪。另外，通过组态RTU的模拟灵敏度来降低数据的频繁发送，也就是说对所监控的数据当变化时数据发送，当无变化时按设定时间发送，从而在保证数据实时性的同时降低数据的发送数量，尽量减少无线数据通道拥挤的情况，具有巡检工作方式无法比拟的优势。

无线智能RTU的抗干扰设计

1）RTU采用带电磁屏蔽的铸铝外壳设计，对外界环境产生的RF干扰具有屏蔽作用。

2）无线传输采用“数字屏蔽”的军用技术及握手校验等方法，保证数据传输的可靠性及完整性。

3）信号输入采用光电隔离，防电浪涌，通道间也互相隔离，A/D、D/A各自独立，保证设备的安全及数据精度。

生产控制和生产指挥过程中，自动化系统应起着极其关键的作用。因此在进行系统的设计过程中，我们将系统的安全、可靠、稳定运行作为设计的首要原则。通过对核心设备、关键数据等冗余设计来保证，主要环节采用容错技术，在系统中减少单一的故障点，对核心的关键数据进行备份，增强系统可靠性。

系统的稳定性是指系统具有长期连续运行的能力，要求硬件特别是应用软件系统设计能够经受长时间运行的考验。

无线测控终端（RTU）具有数字屏蔽技术，抗干扰性强，具有5000V电压隔离功能，抗冲击强。独有的气体泻放装置，防雷击、防电浪涌功能，提高了系统安全性。

整个无线数据采集与监控（SCADA）系统的设计代表当前业界的潮流和发展方向，在若干年内，虽然科技技术进步很快，但仍能保持一定的先进性，只有这样，系统才能经受得起时间的考验，保证所采用的技术不会在短时间内被淘汰。

特别策划

特别策划

无线通讯改造，先进性主要表现在系统的总体结构先进、组态技术先进、控制设备技术先进、以及应用系统开发技术先进等。

1）RTU自身具有通讯强度和干扰测试功能；

2）RTU具有载波侦听及路由功能，当通讯环路受阻或通讯不利时可自动通过其它模块中继转发，保证数据不中断；

3）RTU具有自我管理功能，通讯出错、故障诊断指示等功能；

4）功率和频点可自由调整；

5）供电范围宽， 12V、24V交直流供电选择，电池、太阳能电池供电等，适应性很强。同时具有低电压报警功能；

1）独有的气体泻放电装置，防雷击、防电浪涌功能强，恶劣环境适应性强 。

2）载波侦听及路由功能，实时测试通讯环路通讯状况，自动选择最佳通讯路径，保证数据传输的可靠性和快速性。

3）自身具有无线通讯强度和干扰测试功能。设备自带通讯测试软件、通讯分析软件及干扰测试软件，给系统安装调试维护带来极大的方便。

4）独有的低功耗设计，在保证传输距离的同时，降低了无线发射功率，保证了测控终端的使用寿命。

众所周知，无线系统较有线系统相比较带宽较窄，数据传输波特率较低。由于通讯错误，数据被不断重发，系统会由于通讯通道拥挤而造成系统瘫痪。而ELPRO系列智能产品不会产生这种情况。该系统采用自报和定时方式发送数据，在发送前，它会先“听”一下无线通道是否拥挤，当不拥挤时，它才发送信息。这样可最大限度地避免数据发送产生错误，RTU重发信息造成系统瘫痪。另外，通过组态RTU的模拟灵敏度来降低数据的频繁发送，也就是说对所监控的数据当变化时数据发送，当无变化时按设定时间发送，从而在保证数据实时性的同时降低数据的发送数量，尽量减少无线数据通道拥挤的情况，具有巡检工作方式无法比拟的优势。

通讯干扰问题是控制系统中常见而又难以解决的问题，斗轮机通讯无线改造可以将控制系统通讯方式改为无线传输，方案的提出为斗轮机控制系统通讯干扰问题做出了延伸。斗轮机控制系统运行稳定是通讯无线改造的最终目的，彻底的解决斗轮机控制系统中抗干扰问题，可以使设备的可靠性大大提高，减轻了检修人员的维护工作量。所以，斗轮机控制系统通讯无线改造方案值得推广。

理论探讨

理论探讨

火力发电输煤PLC控制系统分析

摘要：随着科技发展社会进步，PLC输煤机控制系统中主要是在火力发电厂得到广泛的应用，其中PLC输煤机控制系统具有非常优秀的抗干扰能力和能适应电厂输煤系统的恶劣环境。本文通过介绍PLC输煤机控制系统管理模式，从而提高针对系统运行中硬件软件设置管理分析，促进PLC电厂输煤系统应用管理。

关键词：火力发电厂；输煤；PLC；控制系统

在火力发电厂运行环节，输煤控制系统中最必要性的问题就是需要不断提高输煤控制系统安全性和稳定性，同时更好地保障火力发电厂的顺利生产和解决存在问题。在我国发电厂的输煤控制系统中，要不断提高针对PLC输煤机控制系统良好管理，促进火力发电厂广泛应用，保障我国输煤控制系统良好运行和稳定提升。

火力发电厂设备种类数量比较多，输煤系统通常都由卸煤设备、上煤设备和破碎设备和辅助设备组成，其中主要包括翻车机、给煤机、电子皮带秤、循环链码、带式输送机和电动三通、胶带机伸缩头、仓壁振打器、除铁器、碎煤机、筛煤机、犁式卸料器和除尘器等各种设备。其中输煤系统比较庞大，输煤系统设备的数量就越多。火力发电厂的工艺连锁要求比较复杂，其中设备的启动需要按照逆煤流动方向，停机需要按照顺煤流方向进行合理规划设计，运行中任何故障停机时候，都要提高设备管理，针对设备要按照一定顺序提高输煤管理。

输煤PLC程序控制系统中，要随着可编程的控制器PLC合理计算机技术管理，在输煤的PLC程序控制系统中，逐步推广应用和完善针对输煤PLC程序控制系统管理，保障火力发电厂系统合理运行。输煤PLC程序控制系统中通常会采用PLC作为控制主机，控制好模式上位机和双机热备PLC，在输煤的上位机上实现良好输煤系统设备管理，及时做好系统操作和监视工作。针对设备要提高运行操作，保障两台机器运行操作管理有效性。在输煤机的PLC程序控制中，要控制系统的远程组成管理，促进布置输煤控制，保障输煤系统情况分散布置管理，优化好碎煤机室和煤仓间网络结构连接工作。针对输煤设备要提高信号连接方式和连接数据管理，促进对输煤PLC程序控制，有效实现针对程序和工艺管理要求，极大简化针对设备控制回路和接线管理，减少控制电缆数量，保障实现数据的良好性以及复杂问题的解决，合理利用好工艺连锁工作。

自动化软件系统中，最重要的问题就是发电厂对PLC输煤控制系统的使用，主要采用双机热备冗余方式，对于运输现场要提高控制和检测装置工作，促进箱系统的连接，保障提高PLC系统和计算机构建管理，提高检测系统和上位计算机系统的良好管理，促进工业

许新华

理论探讨

理论探讨

计算机组成上位计算机工业检测和控制系统软件的科学设计，控制计算机中电厂输煤工艺流程环节高效运行。PLC输煤控制系统中最重要的问题就是软件应用，在设置火电厂输煤自动控制系统中，要提高针对输煤远处的监控，以及做好计算机运输线路和设备管理，促进检测运输线路和皮带正常运行，保障输煤系统和火电厂高效发电，优化确保输煤设备可靠性和安全性。采取PLC系统可以很好地提高连锁控制系统管理，有效地监控好输煤系统良好数据管理。PLC和计算机中具有很好工业控制模式，需要有效地提高计算机运行安全性，在电厂输煤控制系统中要不断提高电机接触器PLC输出信号良好控制管理，针对信号设置工作，要提高信号起动输送平台管理，优化破碎功率和启动时候的降压处理，在输煤自动化控制系统高效管理模式下，保证良好的输煤自动化控制系统管理，提高输煤在实际情况的灵活应用。

为了保障系统良好运行，在针对PLC输煤系统生产流程中，要提高PLC火电厂输煤控制管理，直接控制好输煤设备工作，系统工艺控制中保障计算机输煤线路皮带机的合理化处理，减少跑偏问题出现，保障设备能够良好运行，及时记录好设备运行中出现的各种问题，实现全天候监测和数据分析，优化输煤系统合理数据控制监督工作。在PLC输煤控制系统设置中最重要问题就是保障输煤皮带机的故障处理管理的良好合理性，保障操作人员合理化操作水平，促进针对PLC输煤控制系统良好运行效果管理。随着可持续发展提高我国经济发展水平，保障居民企业用电量水平提高，促进我国大型燃煤火力发电厂良好运行效果，随着社会运行负荷转变优化处理好企业用电量，同时保障用电安全性和稳定性。特别是在火力发电厂工作中要精确控制管理工作，促进火力发电厂输煤控制安全性和多样化灵活管理模式，在火力发电厂设备运行中保障可靠性和稳定性效果。

火力发电输煤中的PLC控制系统结构中，要合理优化针对火力发电输煤PLC结构控制，同时需要在火力发电厂工艺系统控制下，根据锅炉特性和工况共同决定，处理好电厂输煤控制系统总体结构管理，首先要做好PLC控制管理，另一个部分就是远程监控部分，最大程度提高系统升级管理，合理简化操作过程。PLC集中控制柜要保障良好数据采集和控制，提高设备良好运行状态管理，优化故障处理模式，实施合理信息采集管理，提高针对信息指令管理，保障系统设备运行信息收集分析，及时保障动态上位机的CRT反映处理，针对上位机做好合理故障保存和记录工作。在上位监控终端系统中，要根据上位监控终端合理组成设备监控计算、打印和功能设备运行管理，同时有效保障信息良好远程控制管理，如果发生故障问题，要及时实现针对设备报警系统管理，保障设备正常运行模式。在火力发电厂输煤PLC控制系统中，要不断调整处理好系统维护，减少信息内部处理效果，控制信号直接参与控制和上位机的信号管理。PLC输煤机控制系统在火力发电厂得到非常广泛应用，具有非常优秀的抗干扰能力和相对应的速度，可以在非常恶劣的环境下完成电力生产运煤工作，是火力发电厂中非常必要的环节，输煤控制系统具有非常高必要性，需要不断提高输煤控制系统安全性和稳定性，保障火力发电厂能够非常顺利完成发电任务。

综上所述，随着科技发展要不断提高电力企业生产运行中的PLC技术，保障PLC技术广泛应用，提升电力企业设备运行可靠性和安全性，优化PLC技术应用水平，降低工作人员工作强度水平。在对于PLC技术要提高火力发电厂批量处理，及时控制系统能够及时提高输煤控制管理，优化处理好火电厂良好设备控制系统，充分运用先进技术，保障PLC技

理论探讨

理论探讨

术能够在电力企业领域发挥良好作用。同时针对设备做好一体化控制工作，把工业电视监视系统、排污控制和除尘控制，能够控制在一定合理PLC控制系统中，充分调整好大容量、运算速度、性能稳定性和控制功能，根据输煤习系统占据的特点优化处理好数据系统一体化控制工作，保障输煤管理容量和总装机容量，提高输煤的合理化和灵活性，保证输煤控制系统良好运行效果。

[1]刘玉.超声波电机转速专家PID与迭代学习控制研究[D]. 河南科技大学 2014

[2]张晓凤.基于神经网络PID控制方法的研究[D]. 东北大学 2013

[3]张庆宇.基于模糊PID的热处理炉温度控制系统的研究[D]. 东北农业大学 2015

[4]仇静.基于PID的直线电机控制方法及实验研究[D]. 合肥工业大学 2014

理论探讨

理论探讨

660MW汽轮机TSI系统重要保护隐患分析及措施

摘要：本文主要介绍了660MW汽轮机EPRO TSI系统控制柜存在的保护卡件集中在同一背板，容易产生保护误动或拒动的隐患。提出针对性的改造方案，将重要保护卡件分散独立，使TSI系统的保护更加可靠。

关键词：TSI，隐患，保护，分散

汽轮机监视仪表(turbine supervisory instruments，TSI)系统用来连续测量汽轮机的转速、振动、膨胀、偏心、轴向位移等机械参数，并将测量结果送入控制、保护系统。其一方面，供运行人员监视、分析旋转机械的运转情况;另一方面，在参数越限时执行报警和保护功能。以其所监视的轴向位移为例，汽轮机轴向位移过大时，轻则可能造成烧瓦、轴颈局部弯曲事故，重则会导致汽轮机发生摩擦、碰撞，从而造成叶片折断、大轴弯曲、隔板和叶轮碎裂等恶性事故。因此，TSI 系统对于机组的安全运行起着至关重要的作用。同时，对TSI 系统的稳定性提出了更高的要求。[1]

本文以某厂660MW汽轮机TSI系统卡件配置及存在的隐患，通过改造将660MW汽轮机TSI系统轴振卡件、超速卡件、轴位移卡件的分散在不同背板上，保证每个汽轮机TSI系统测量元件从源头开始，到最终逻辑组态，都是独立，大大提高汽轮机轴振保护、超速保护、轴位移保护的可靠性，为汽轮机系统的安全运行提供了重要保障。

1.1 改造前TSI系统卡件配置

原TSI系统设置两个机柜，一个TSI机柜，一个TSI拓展柜，机柜都有单独的电源系统。每个机柜有两路电源供电，一路交流220V UPS电源，一路交流220V保安段电源，两路电源进柜后分设一级大空开，经空开后进入24V直流电源模块，24V电源模块出口经端子排汇接后供背板供电，每个背板是双电源同时供电。

1.2 改造前TSI系统存在的隐患

TSI重要保护信号共用一个背板，1-9瓦X/Y向轴承振动分别共用一个背板，轴向位移和三个电超速信号共用一个背板。某厂曾在2017年4月2号机组发生当个探头故障，导致整个背板内所有测点变坏点，险些引起机组非停。

每个机柜系统都是24V电源模块出口经端子排汇接后送每个背板供电，这样一个背板故障，将会影响另一个背板电源正常供电。各个机柜的电源报警取至电源模块上

车金刚、费飞飞、汉继红、马亮

理论探讨

经验交流

的常闭接点，设置不合理，如果电源模块输出24V故障，报警不一定能输出。

汽轮机振动保护是任一瓦的X向或Y向的保护值与上该瓦另一向的报警值或相邻瓦的报警值，输出跳机信号，此逻辑是在DCS逻辑中实现的。如果相邻瓦的振动在同一背板上，单一背板故障容易引起振动保护的误动，甚至是拒动。

汽轮机轴位移保护是轴位移1和轴位移2保护值相与，轴位移3和轴位移4相与，之后再相或，这种“两与一或”逻辑是通过继电器硬回路搭接实现的，最后继电器输出两个信号至汽轮机ETS机柜，在DCS逻辑中实现两个信号相或的逻辑。这种实现方式，若盘柜间的电缆故障短路，会引起保护误动，同时故障也不容易查出，同时就地接线较多，引起故障点也较多，接线易松动，保护可能出现拒动。

汽轮机超速保护是超速1、超速2、超速3三个信号三取二输出，这种“三取二”逻辑是通过继电器硬回路搭接实现的，最后继电器输出两个信号至汽轮机ETS机柜，在DCS逻辑中实现两个信号相或的逻辑。这种实现方式，若盘柜间的电缆故障短路，会引起保护误动，同时故障也不容易查出，同时就地接线较多，引起故障点也较多，接线易松动，保护可能出现拒动。

综上所述，汽轮机轴振大保护、轴向位移大、TSI超速保护作为汽轮机的主重要保护，一旦TSI机柜电源失去，或者同一背板、接线故障，存在机组非停的风险，甚至是保护拒动，造成汽轮机严重损坏的事故。鉴于TSI上述保护及电源系统存在的隐患，必须采取相应的改造措施，提高TSI系统保护的可靠性，保证汽轮机的安全稳定运行。

在汽轮机TSI机柜内，将原1-9号轴承X向探头卡件重新分散组合，将1X、3X、5X、7X、9X卡件布置在一排背板上，2X、4X、6X、8X卡件布置在另一排背板上；轴向位移1、轴向位移4分别布置在TSI机柜的两排背板上，超速1、超速2以此类推，将重要保护的轴位移、超速卡件分散在不同背板上。

重新布置卡件后，TSI机柜及扩展柜内需重新配线，送出模拟量及跳闸信号，送至汽轮机ETS控制柜相应卡件，负责接收各卡件的模拟量及跳闸信号，进行ETS逻辑组态。取消原超速三取二搭接的硬回路输出回路（ZJ15是超速1输出继电器，ZJ16是超速2输出继电器，ZJ17是超速3输出继电器，ZJ14是超速三取二输出继电器，其它数字、字母是相应继电器的接点、线圈），及轴位移“两与一或”硬回路（通过卡件直接勾接硬回路，再通过继电器输出），直接继电器输出送干接点至汽轮机ETS机柜。

原TSI机柜和扩展柜的背板电源都是一路220V UPS电源，一路220V保安段电源，经一级空开后进入24VDC电源模块，后经端子排汇接后直接送往每个底板。由两路24VDC电源模块直接给背板供电，若其中某一背板接线等其他故障导致电源短路时，会造成所有背板电源失电，重要保护参数将失去监视甚至保护误动。因此，在24V电源模块出口增加二级空开Z1、Z2、Z3、Z4，避免越级跳闸现象，扩大事故的影响。同时将原来电源失电报警从电源模块上的常开点，改为在二级空开后，并将同类电源的通过继电器串联，实现UPS供电的24V电源失电报警和保安供电的24V电源失电报警，这样可以更早的检测到电源的失电状态，提早报警，提醒技术人员。

理论探讨

经验交流

   在汽轮发电机组中，TSI 系统是汽轮机轴系检测保护的重要装置，因而近年来受到越来越多的重视。但是，就目前的实际情况来看，TSI 系统从控制柜组装出厂，就带有原始缺陷，使TSI系统运行的可靠性存在大大的隐患，不仅会影响该系统的正常运行，也大大地削弱了该系统的保护功能。因此，需要设备厂家及使用维护人员，积极采取有效的措施，不断促进 TSI 系统运行可靠性的提升[2]。

[1] 姜烈伟. Epro MMS6000 应用于 TSI 系统中的问题研究[J].自动化仪表.2017年1月；

[2] 吴辉 TSI 系统运行的可靠性探讨[J].企业技术与开发.2011年11月.

理论探讨

经验交流

发电机进油的原因分析及预防措施

1.1 系统简介

吕四港公司密封油系统为集装式，与发电机的双流环式轴封（密封瓦）装置相对应。如图1所示，汽轮发电机双流环式轴封瓦内有两个环形供油槽，供油槽内的油压始终高于发电机内的氢气压力，从而防止氢气从发电机内部漏出。

图1 双流环式密封瓦结构图

曹明钢

理论探讨

经验交流

在密封瓦内的两个供密封用的油槽，形成了两道油流，这两道密封油流之间由独立的两套油源分别供给。靠近电机内部氢气侧的油流，我们称之为氢侧密封油，简称氢侧油。靠近大气和空气接触的油流，我们称之为空侧密封油，简称空侧油。

密封油除了供密封瓦起密封作用外，对密封瓦还可以起到润滑降温作用。当这两股密封油的供油压力趋于平衡时，油流将不在两个供油槽之间的空隙中串动。密封油系统的氢侧供油将沿着轴朝发电机内侧流动，而密封油系统的空侧供油将沿着轴朝外部轴承一侧流动。

由于这两个系统之间油的压力在理论上保持相等，油流在这两条供油槽之间的空间内将保持相对平衡，不发生相互串油现象。密封瓦供油槽之间的油压通过外部不间断的调节，保证其提供的油源之间相对平衡，且维持油压高于发电机内部氢气一个固定的压力值（定值0.084MPa）。

1.2 为什么发电机内没有压力，氢侧密封油箱自动排油排不了？

氢侧油箱排油至空侧密封油泵入口管，管路及接口均布置在零米，由系统布置可知，空侧密封油泵入口压力为氢油分离器至零米密封油的静压，约0.1MPa左右。机组正常运行时，氢侧密封油箱内与发电机氢压相通，压力为0.5MPa，因此通过浮球阀能够自由控制氢侧油箱排油，而发电机内未充压时，氢侧油箱为正常大气压，较空侧油泵入口压力低，浮球阀打开只能是使氢侧油箱油位更高。

这个时候就要使用到低氢压排油门，该阀门接在氢侧密封油泵出口，可以用氢侧密封油泵将油打至空侧油泵入口。

2.1 异常前工况

2013年11月08日，某机组大机润滑油系统检修工作结束，润滑油系统等待投入；密封油系统停运，空侧油泵出、入口手门关闭，氢侧油箱补、排油手门关闭，低压备用油源手门关闭，高压备用油源手门开启。

2.2 异常经过

11月09日0:03，开始投运大机润滑油系统，启动交流油泵，油箱油位由500mm下降至-84mm，就地检查无漏油。

0:40，监盘人员发现空侧密封油出口压力0.2MPa，油氢差压120KPa，3、6号油水检漏仪液位高报警，油箱油位-120mm。立即就地检查。

0:50，关闭高压备用油源手动门，空侧密封油出口压力降低，油氢差压恢复正常。

1:15，关闭平衡阀前后手门及旁路手门，启动氢侧密封油泵，开启低氢压排油门，氢侧油箱油位降至正常，主油箱油位升至-92mm。

1:43，油水检漏仪液位高报警消失。

2.3 异常后检查情况

通过发电机3、6号油水检漏仪放油约1桶。

2.4 原因分析

1）大机交流油泵启动后，出口油路至主油泵入口，通过主油泵出口至高备泵出口。

2）高压备用油源手门开启，给密封油系统提供了油源。

3）因备用差压阀调节性能差，此前差压阀旁路手门在开启状态，密封油差压高，空侧油窜至氢侧，消泡箱液位高溢流至发电机，导致油水检漏仪液位高报警。

2.5 预防措施

1）投入大机润滑油系统前，做好油系统间串油的预想，全面检查阀门状态。

理论探讨

经验交流

2）密封油系统停运后及时关闭高、低压备用油源，需要时再开启。

3）系统投运后要加强重点参数监视，发现异常及时汇报处理。

4）保持油氢压差阀工作可靠，确保油氢压差在正常范围内，有缺陷及时联系检修处理，做好必要的隔离措施，避免留下安全隐患。

随着大容量高参数氢冷发电机的广泛应用，密封油系统愈发变得重要，只有掌握系统原理，才能在发生故障时有方向、有步骤地去分析、解决问题。希望本文能抛砖引玉，同仁们不断研究探索，保证机组安全运行。

理论探讨

经验交流

循环水泵启动后真空下降原因分析及处理

摘要：循环水系统为凝汽器、闭式循环冷却水、真空泵冷却水系统提供冷却水，当循环水中含有空气或杂物会导致真空下降，真空下降会严重影响机组安全和经济效益，因此积极采取方法消除影响提高真空尤为必要。

关键词：循环水系统；循环水泵；真空；电动滤水器；二次滤网差压；处理措施。

大唐吕四港电厂循环冷却水系统采用海水直流供水系统，每台机组配置两台单极立式混流泵，相邻机组的循环水系统通过循泵出口压力钢管上的电动联络蝶阀组成四台机组大联络的运行方式，可根据机组负荷、循环水温合理选择一机一泵、两机三泵等多种循泵运行组合。

循环水系统为凝汽器、闭式循环冷却水、真空泵冷却水系统提供冷却水，两根来自厂房外的循环水管道先后经低压凝汽器和高压凝汽器排入厂房外的循环水管，在低压凝汽器水侧进口和高压凝汽器水侧出口的循环水管道上设有电动蝶阀，以便隔离凝汽器，凝汽器管束采用钛管。在凝汽器循环水入口装设二次滤网。

机组正常运行中启动一台循环水泵，凝汽器循环水流量增大，机组真空应有所提高，但有些时候启动循环水泵后真空往往下降，下面分别分析其原因及处理方法。

原因一：循环水泵启动后，循环水系统窝空气。循泵启动时前池水位较低，空气进入循环水系统，真空泵处循环水管路细长且复杂，导致空气不能及时排出，破坏了真空泵冷却水的虹吸，真空泵冷却水冷却效果差，真空泵工作液温度升高导致出力降低。

1）从单元第三台循泵开始循泵启动，对前池潮位有要求，单元正常启动第三台循环水泵要求前池液位在3m及以上，启动前旋转滤网保持连续运行30分钟。加强对旋转滤网的冲洗，保证旋转滤网的稳定运行。防止循环水系统中的杂物被带到循泵入口，进入循环水系统，造成二次滤网及凝汽器钛管堵塞，从而造成真空下降，影响机组出力。

2）紧急情况下循泵启动不受前池水位限制，但要求循泵启动后立即安排人员对真空泵冷却器、电动滤水器、闭式水冷却器、凝汽器进行排气操作，并对凝汽器真空、闭式水温度进行连续监视。

3）由于循环水系统全厂母管制运行，在新启循泵后的1小时内，各机组均要对循泵冷却水、电动滤水器、真空泵冷却器、二次滤网、闭式水冷却器进行连续监视。当发生真空

王滟文

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原因二：循环水泵启动后，大量杂物进入循环水管路，将二次滤网或电动滤水器堵塞，导致凝汽器及真空泵冷却器冷却水减少，真空泵工作液温度升高，真空泵出力下降导致真空下降。

1）循泵启动后要求投入本机及相邻机组二次滤网、电动滤水器连续冲洗，并观察2小时，防止循环水系统杂物堵塞滤网。

2）如果循环水管路检修过，第一次启动循泵，难免有大量杂物进入二次滤网和电动滤水器，导致二次滤网或电动滤水器堵塞。

对于电动滤水器：首先开启电动滤水器旁路门保障后续设备供水。然后将电动滤水器切手动，手动强制开启电动滤水器排污电动门，投入电动滤水器正转或反转连续冲洗。连续冲洗2小时，逐渐关闭电动滤水器旁路门，试投电动滤水器转正常运行方式。进行连续冲洗超过6小时仍然无法缓解堵塞，则找检修上票隔离电动滤水器人工清理。

对于二次滤网：循泵二次滤网正常运行差压应小于10kPa，排污阀保持停运全开，正转运行，检查排污斗电机减速机振动、温度正常无异音。当二次滤网差压超过10kPa需就地检查二次滤网排污门、二次滤网电机及联轴装置是否正常。当差压超过20kPa，检查二次滤网排污门手动全开，二次滤网切手动投入正转或反转连续旋转冲洗。当差压超过30kPa，应相应关小对应侧凝汽器循环水出口电动门来减小二次滤网差压，防止二次滤网由于差压大停转，使二次滤网差压降到20kPa以下，按上一条步骤连续旋转冲洗，差压恢复正常后，逐渐恢复循环水出口电动门开度。如果二次滤网长时间冲洗无效，时间超过6小时，仍不能缓解二次滤网堵塞，申请降半负荷隔绝二次滤网清理。

综上所述，当循泵启动后，真空下降，应根据不同现象来确认原因，采取相应的处理方法来恢复真空。

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影响电除尘器效率的因素分析

电除尘器主要由电除尘本体、电除尘器高压电源和电除尘器低压集控系统组成，工作原理是在电除尘器本体的阳极板和阴极线间施加直流高压电，在阳极板和阴极线之间产生一种不均匀高压电场，当施加电压足够时，阴极线附近产生电晕放电，形成大量的电子和正负离子，当烟尘通过电场时，粉尘吸附离子或者电子而荷电，到达收尘极板的粉尘在电场力和粉尘粘力的作用下沉积在其表面上，带正电荷的粉尘沉积在阴极线上，通过阴、阳极振打器使粉尘落到灰斗中，通过输灰系统将灰排走。

1.1 阴、阳极振打器对电除尘器效率的影响

阴、阳极振打器运行设置主要包括振打器运行周期和振打时间，在阴、阳极振打器锤击力度和均匀性满足要求时，阴、阳极振打器运行周期和振打时间对电除尘器效率影响很大。振打器运行周期过长时极板积灰过厚，将降低带电粉尘在极板上的导电性能，降低除尘效率。振打周期过短，粉尘会分散掉落，容易引起粉尘二次飞扬，将会大大减少除尘效率。振打时间过短无法满足粉尘掉落需要的振打强度，造成下落粉尘过少，大量粉尘积累在阳极板上，逐步影响电除尘器出力，振打时间过长也会影响极板吸附粉尘，造成大量粉尘二次飞扬。阴、阳极振打器长时间损坏，会导致极板和极线上大量积灰，导致电除尘器电流下降，火花率增加，最终造成电场跳闸。

1.2 输灰系统故障

输灰系统故障会导致电除尘器下部灰斗灰位逐步上升，当灰斗内积灰达到阳极板和阴极线处时会造成电场短路，引起电场跳闸。容易造成振打器振打轴和振打锤损坏，进一步造成电除尘器运行工况恶化。

1.3 烟气特性对电除尘器效率的影响

烟气温度升高，电场风速提高，处理的烟气量增加，将引起除尘效率下降，此外一般随温度升高，起晕电压降低，火花电压也降低，影响除尘效率。粉尘比电阻过大或过小都会对除尘效率产生不利影响，比电阻太低时粉尘进入电场达到阳极板后会快速释放出电荷成为中性，而脱离集尘极形成二次飞扬，粉尘比电阻过高会影响粉尘荷电和迁移，从而影响电除尘效率。当锅炉燃烧煤种灰分大时，造成烟气含尘量大于电除尘器设计收集粉尘能力，电除尘长时间在恶劣工况下运行，容易造成电场出现电晕封闭现象，影响电除尘器效率。

母智勇

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1）根据负荷情况及时调整电除尘器二次电流设置，避免发生烟气粉尘超标情况发生。

2）合理调整各电场出力，避免电场内灰斗积灰过多。

3）灵活调整仓泵落灰时间和输灰周期，控制灰斗内积灰在低料位。

4）振打器故障时应及时联系检修人员处理。

5）输灰压力低时应及时启动备用空压机，确保输灰系统正常运行。

6）电除尘器加热器故障时应联系检修人员尽快处理。

7）运行人员应关注电场火花率情况，及时调整电除尘器二次电流设置，确保电场在电晕放电形式下运行。

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机组启动实现全负荷脱硝的过程分析及对策

摘要：随着火电机组启停调峰频次的增加和环保要求的日益完善和严格，针对选择性催化还原（SCR）脱硝系统研究如何在机组启动中实现全负荷脱硝显得十分必要。本文以某电厂660MW 超临界直流炉为模型进行分析后，提出以下对策：采取措施增加烟气热量；采取措施减少开机过程烟气换热；机组并网初期把握关键操作步序时间节点，成功利用现有条件， 零技改、零投入实现机组启动过程全负荷脱硝。

关键词：机组启动、全负荷、选择性催化还原（SCR）、热交换

某电厂一期工程采用哈锅HG-2000/26.15-PM3型超超临界、一次中间再热、单炉膛、烟气挡板调节再热汽温、平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构Π型超临界直流锅炉。脱硝系统采用选择性催化还原烟气脱硝（SCR），受困于催化剂活性对烟温要求问题，自系统运行以来难以实现与机组并网同步投入运行。现就该问题进行分析，并提出解决问题的对策。

该电厂选择性催化还原法脱硝（SCR）是在催化剂存在的条件下，采用氨气作为还原剂，在氧气作用下将烟气中的NO还原为N2。实践表明以氨气作为还原气体得到的NO的脱除效率较高。

全负荷脱硝指的是脱硝系统随着机组并网同步投入，而选择性催化还原（SCR）脱硝系统的投入受限于脱硝催化剂活性问题，要求脱硝喷氨投入时入口烟温达到290℃以上。因而实现全负荷脱硝的关键便在于如何将脱硝两侧入口烟温在并网前提高到290℃以上。

燃煤在锅炉炉膛中燃烧后产生的烟气依次流经炉膛、水平烟道、尾部烟道后进入脱硝系统，随着烟气流动的同时不断的与外界进行换热，因而存在热量损失，具体包括烟气与受热面之间的对流换热、受热面外表面至内表面的热传导、蒸汽与受热面的对流换热以及通过炉膛外部保温层的热量散失。

王佳伟

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煤炭的燃烧过程可以简单的用C+O2→CO2(烟气)来表示，因此要想提高烟气（CO2）温度，可以从燃料（C）和配风（O2）两方面考虑。

3.1.1 投入送风机热风再循环

通过抽取少量经送风机送入空预器加热后的暖风来预热风机入口冷风的系统称之为热风再循环。

随着热风再循环的投入，进入炉膛内的风温相应提高，有利于提高炉膛温度，进而增加烟气热量。以2018年#2机组启机过程为例，在保证总风量固定的情况下，随着送风机热风再循环的投入，空预器的入口二次风温提高了约10℃，相应的炉膛出口烟温得到提高。

这就要求保证设备的灵活可靠，不仅在冷态情况下需要进行传动热风再循环门，热态情况下更要进行校验。2018年#1机组启机过程就出现了两侧送风机热风再循环门由于热态机械卡涩只能微开，是导致该次启机未能实现全负荷脱硝的原因之一。

3.1.2 维持锅炉总风量1000～1200t/h

该电厂B-MCR工况下设计额定风量为2000t/h，设计煤种煤量250t/h，正常运行中风煤比在8：1左右。点火初期，煤量较少，此时省煤器出口烟气含氧量都有10%以上，因而对于燃烧而言风量是足够的，在保证了燃烧供氧的前提下尽可能维持较低的风量，对于提高炉膛整体温度也是有好处的。此外氧量过高，NOx折算至表态氧量后变得更高，不利于实现全负荷脱硝。

3.1.3 点火后逐渐增加煤量

点火后，随着机组的升温升压，燃料燃烧产生的热量与蒸汽吸热之间的供需逐渐趋于平衡，此时汽温和烟温升温速率变得缓慢，因而随着升温升压过程的进行，相应的增加煤量有助于汽温和烟温的 进一步提高。

3.2 减少烟气换热

减少烟气的换热损失关键在于减少蒸汽侧的吸热量。以对流换热为例，换热量Q=KF△t，换热系数K取决于对流换热的形式以及流速，F为换热面积，△t指冷热流体之间的温差。据此分析可以从减小换热系数、缩小换热面积以及减小换热温差三个方面进行操作和调整。

减小换热系数:

严格控制给水流量330t/h.锅炉启动过程中，为冷却水冷壁等受热面需要保证一定的给水流量以保护水冷壁，我厂规定最小启动流量为500t/h，在满足这一要求的前提下整个启机过程中尽可能控制给水流量在低值，一方面能够起到节能的效果（减少电泵电流/汽泵供汽以及燃料消耗），另一方面随着流速/流量的降低，对流换热系数相应减小，水侧吸热量

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减少有助于减少烟气换热损失。但是需要注意的一点是直流炉给水流量都带有保护，以我厂为例，给水流量低于316t/h、延时30s触发锅炉MFT，随着汽压的升高，给水流量会出现相应的波动，而上水调门自动性能不佳，一般放在手动状态，这个时候就需要有人专门负责监视和调整给水流量。

3.3 关注停炉期间受热面清洗情况.

停炉期间，如果对锅炉炉膛和尾部烟道进行了水冲洗，各受热面就更加清洁，相应的换热系数将会有所提高，随着换热效果变好，使得烟气温度必然会有所降低，这种情况下就需要延长热炉过程。

缩小换热面积:

该电厂锅炉的尾部烟道通过中隔墙分成前、后两个平行烟道，其中前烟道布置低温再热器，后烟道布置低温过热器和省煤器，烟气调节挡板布置在低温再热器和省煤器后，通过改变流经竖井前、后隔墙的烟气量可以达到改变烟气换热面积的目的。一般采取的是全开再热器挡板，关小过热器挡板。此外通过多次实践发现，在热态冲洗结束之前，维持过热器和再热器挡板全开，以蒸干受热面外表面的水分；热态冲洗结束之后，再采取将再热烟气挡板全开、过热烟气挡板全关的措施，让烟气全部偏向再热器侧运行，减少烟气与省煤器的换热，更有助于提高脱硝入口烟气温度。

减小换热温差:

减小换热温差采取的措施主要是提高给水/蒸汽温度。灵活运用机组旁路提高蒸汽温度，该电厂旁路系统仅布置一级启动旁路，主蒸汽经减温减压后回到凝汽器。在机组热态冲洗前，逐渐调整一级大旁路开度至50%以上，同时尽量保证整个升温升压过程中不低于此开度直至并网。大旁路的开大有利于蒸汽的流通，能够较好的提高蒸汽的温度。同时随着大旁路的开大，主汽压力相应降低，为满足冲转参数要求，势必需要增加煤量供应，进一步提高了烟气温度。

此外在汽轮机抽汽压力满足要求之前，还可以采取投入辅汽至除氧器加热的方式提高给水温度。

通过严格按照上述措施的执行，大多都能成功实现全负荷脱硝。但另外一个问题也时常出现，那就是并网后随着第二台磨煤机的启动，导致炉膛热负荷短时增加较多，再热汽温快速上升，为控制汽温的上升，又出现减少煤量、开启过热器挡板（关闭再热器挡板）、喷入再热器减温水的情况，在这个过程中如若操作幅度过大，势必造成炉膛热负荷降低、省煤器吸热量增加、再热蒸汽吸热量增加的现象，脱硝入口烟温又容易逐渐降低至290℃以下， 导致喷氨调门联锁关闭。

针对此现象出现进行分析，结合以前机组启动过程的经验，认为第二台磨煤机的启动时机非常关键。在机组并网前，第二台磨煤机暖磨保持热备用，减小启停磨对主再热汽温参数的扰动，基本上可以实现脱硝系统入口烟温在保护动作值290℃以上，而且可以控制再热汽温在正常范围。

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由上分析可知，积极采取各项措施可以实现全负荷脱硝：

1）实现开机过程全负荷脱硝关键在于并网之前将脱硝两侧入口烟温提升到脱硝投入最低温度。

2）通过配风及燃料调整来提高烟气温度。

3）利用减小换热系数、缩小换热面积、减小换热温差等方式可减少烟气流动过程中的热损失。

4）把握并网初期关键操作步序时间节点，可避免脱硝入口烟温下降。

[1]西安热工研究院.火电厂SCR烟气脱硝技术.北京：中国电力出版社，2013.

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