國臣SGS爐膛安全給粉系統(tǒng)煤粉爐解決方案DOC12

1、國臣SGS-爐膛安全給粉系統(tǒng)煤粉爐解決方案據(jù)統(tǒng)計自1980年以來，至少有30臺鍋爐發(fā)生爐膛放炮事故，以致水冷壁焊縫開裂，剛性梁彎曲變形，頂棚被掀起，煙道膨脹節(jié)開裂等設備損傷屢屢發(fā)生。究其原因： 設計上缺乏可靠的滅火保護和可靠的聯(lián)鎖、報警、跳閘裝置； 爐膛剛性梁抗爆能力低； 運行人員處理燃燒不穩(wěn)或熄火時方法不對，錯誤采用“爆燃法”搶救，導致滅火放炮； 燃料質量下降、負荷調節(jié)失當、給粉裝置及控制機構突然失靈等。 防止鍋爐滅火放炮被列入1992年能源部頒二十項反措之五，2001年國家電力公司又頒發(fā)了二十五項反措第六章，包括爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)（FSSS）在內的滅火保護裝置在許多電廠推廣使用。 如今， F

2、SSS已經(jīng)成為火電廠的標準配置系統(tǒng)，在爐膛安全保護上起了關鍵的作用。 部頒二十項重點反措之五，稱為防止鍋爐滅火放炮事故。二十五項反措第六章的提法是防止鍋爐爐膛爆炸事故，因為爐膛發(fā)生爆炸而致爐膛損壞不僅發(fā)生在運行中滅火時，檢修動火點燃聚集的可燃物及點火時吹掃不夠同樣會發(fā)生爆炸而導致爐膛損壞。從引起鍋爐爐膛爆炸的機理分析，當只有以下3個條件同時存在時才有可能發(fā)生爆炸。 1)鍋爐爐膛內有一定濃度的燃料和空氣積存。 2)積存的燃料和混合物具有爆炸性。 3)具有足夠的點火能源。 常見爐膛中造成爆炸條件的情況是： 運行中滅火，進入爐膛的燃料沒有切，經(jīng)過一段時間聚集的可燃物達至爆炸濃度并點燃； 一個或幾個燃

3、燒器火焰熄滅，而其余燃燒器仍正常燃燒。從未點燃的燃燒器進入燃料造成可燃物聚集；燃料漏入停用中的爐膛造成可燃物聚集； 燃料或空氣瞬時中斷又恢復，造成可燃物聚集。 可燃物聚集后引燃造成的爐膛壓力升高超過爐膛承壓設計強度，以致發(fā)生損壞，稱為爐膛放炮或爐膛爆炸。不發(fā)生損壞的俗稱“反正”或“打槍”。 部頒二十項重點反措引入以下反事故措施： 一旦全爐滅火，應立即切斷進入鍋爐的全部燃料，包括給煤、給粉和點火用油、氣等。即所謂主燃料切斷（MFT）； 鍋爐點火前必須通風，排除爐膛、煙風道及其他通道中的可燃物聚集。通風時必須將煙風擋板及調風器打開到一定的位置，風量應大于滿負荷風量的25，時間不少于5min，以保證

4、換氣量大于全部容積的5倍（德國TRD規(guī)定是3倍）；點火時要維持吹掃風量；一個燃燒器投運10s內（不包括投煤及煤粉達到燃燒器所需的延滯時間）點不著，就應切斷該燃燒器的燃燒。 二十五項反措防止鍋爐爐膛爆炸事故的主要措施如下：1)為防止鍋爐滅火及燃燒惡化，應加強煤質管理和燃燒調整，穩(wěn)定燃燒，尤其是在低負荷運行時更為重要。2)為防止燃料進入停用的爐膛，應加強鍋爐點火及停爐運行操作的監(jiān)督。3)保持鍋爐制粉系統(tǒng)、煙風系統(tǒng)正常運行是保證鍋爐燃燒穩(wěn)定的重要因素。4)鍋爐一旦滅火，應立即切斷全部燃料；嚴禁投油穩(wěn)燃或采用爆燃法恢復燃燒。5)鍋爐每次點火前，必須按規(guī)定進行通風吹掃。6)鍋爐爐膛結渣除影響鍋爐受熱面安

5、全運行及經(jīng)濟性外，往往由于鍋爐在掉渣的動態(tài)過程中，引起爐膛負壓波動或滅火檢測誤判等因素而導致滅火保護動作，造成鍋爐滅火。因此，除應加強燃燒調整和防止結渣外，還應保持吹灰器正常運行尤為重要。7)加強鍋爐滅火保護裝置的維護與管理。這些措施解決了常見爐膛中造成爆炸條件中的三個： 運行中滅火，進入爐膛的燃料沒有切，經(jīng)過一段時間聚集的可燃物達至爆炸濃度并點燃； 一個或幾個燃燒器火焰熄滅，而其余燃燒器仍正常燃燒。從未點燃的燃燒器進入燃料造成可燃物聚集； 燃料漏入停用中的爐膛造成可燃物聚集； 但是，造成爆炸條件的燃料或空氣瞬時中斷又恢復，造成可燃物聚集和反事故措施一旦全爐滅火，應立即切斷進入鍋爐的全部燃料，

6、包括給煤、給粉和點火用油、氣等。即所謂主燃料切斷（MFT）逐漸成為現(xiàn)在電廠運行中的一個矛盾。 不少電廠通過FSSS給粉機全停邏輯延時來處理這個矛盾，這必然帶來爐膛在燃料中斷時的爐膛熄火，再恢復時爆燃法點爐。但是，燃料中斷的次數(shù)（如電網(wǎng)晃電時一般為兩次）決定了爐膛給粉量的多少，也決定了爆燃的次數(shù)和強度。當中斷次數(shù)超過一次，而每次給粉量不足爆燃濃度，必然造成爆燃的強度增加，引起爆爐。所以，延時，帶來FSSS安全級別降低使用，存在爆爐隱患；不延時，因為給粉跳閘引起停爐，給生產(chǎn)帶來巨大經(jīng)濟損失。 這種新的矛盾主要是因為電廠給粉變頻調速系統(tǒng)的缺陷引起的。1、電廠給粉變頻調速系統(tǒng)的缺陷目前，多數(shù)電廠的給粉

7、系統(tǒng)使用的變頻調速系統(tǒng)，通過DCS或操作臺輸出420mA信號控制變頻器的轉速來實現(xiàn)給粉調節(jié)。變頻器的起、停、故障和1C/2C電源等信號再返送給FSSS，F(xiàn)SSS通過這些信號來判斷給粉全停邏輯，并引發(fā)MFT動作。給粉調速系統(tǒng)的配電柜，多采用1C/2C分別供電、3C備自投切換方式，當有MFT動作時，采用大聯(lián)鎖切除給粉變頻1C/2C電源，停止供粉。這種給粉調速系統(tǒng)最大的問題就是抗晃電能力差。 1）控制電路抗晃電能力差。這種給粉變頻調速系統(tǒng)的成套比較陳舊，特別是靠操作臺來控制調速的系統(tǒng)，控制電路都是設計安裝在變頻器柜內，當廠用電晃電時，控制電路失電，無法達到調速控制目的。有些DCS的信號輸入需要電壓電

8、流信號轉換，這種轉換模塊也成套在變頻柜內，當電網(wǎng)晃電時，這些信號也一樣無法送達DCS。 2）變頻器本身抗晃電能力差。當廠用電瞬間跌落或備自投切換時，變頻器會欠壓保護，當電壓恢復時，變頻重啟動。這是變頻器設計原理決定的，所有廠家的變頻器都存在這種問題。3）1C/2C接觸器抗晃電能力差，有很多電廠存在晃電時接觸器先跳閘的問題，但這是表面問題，即使接觸器不跳閘，變頻器也會因為瞬間失電跳閘，給粉系統(tǒng)一樣無法正常工作。 2、主要應對措施從根源上杜絕和制止晃電基本上是無法實現(xiàn)的，解決這一問題目前主要的應對措施有：1. FSSS的給粉機全停邏輯延時（25S），給粉機變頻器設置快速重啟動，等待電網(wǎng)恢復后給粉機

9、變頻器重啟動，這既違反了電廠管理規(guī)程，又不能從根本上消除爐膛在晃電時的安全隱患。延時短，不可避免停爐；延時長，有更嚴重的事故隱患，延時簽字人員還要為事故埋單。這種因為延時引起的爆爐事故也在很多電廠發(fā)生過。2. 更換給粉機變頻器。如ABpowerflex70s系列最大失電工作時間可以做140ms但也躲不過備自投切換的1.8S。另外原給粉變頻調速系統(tǒng)的控制電路在晃電時仍無法正常工作。3. 交流在線UPS。電廠的其他自動控制系統(tǒng)無一例外的配有220VUPS。但給粉調速系統(tǒng)為三相感性負載和單相阻性負載并存，因UPS容量、轉換效率低、保護級別高、投資成本高等原因，也不適用于電廠給粉系統(tǒng)。3、直流支撐技術

10、結合變頻器原理和工作方式，直流支撐方式是解決變頻器晃電跳閘的最好辦法。1、變頻器的雛形是直流變頻器，交流變頻器只是在直流變頻器的前端加上了整流器。隨著直流支撐技術的發(fā)展和開關電源技術的發(fā)展，變頻器的控制電源（DC/DC)和主回路電源都來自于變頻器內部的直流母線。新型變頻器都有直流母線端子。2、直流支撐技術已經(jīng)非常成熟。該技術從美國引進，最早做為AB變頻器的特殊行業(yè)應用方案。隨著變頻器的技術發(fā)展，直流支撐解決變頻器的低壓跳閘，已在其他安全級別要求不高的行業(yè)有成熟的應用。如：江蘇的美國醋纖（南通）公司，在1996年就使用了直流支撐技術解決變頻器的低壓跳閘。4、使用瓶頸火電廠要使用這種技術的瓶頸在哪

11、兒？1、 安全級別高?；痣姀S鍋爐控制系統(tǒng)屬于SIL3級，相當于AK5級。2、火電廠使用直流電源的關鍵是既要適時供電，又要緊要關頭斷電，且斷的可靠性要求更高。3、安全給粉系統(tǒng)SIS部分要和FSSS聯(lián)動，要進行FSSS的邏輯運算，廠商要熟悉電廠控制系統(tǒng)，要有電廠的現(xiàn)場經(jīng)驗，這是直流電源廠家不能做到的。從系統(tǒng)安全級別入手，從斷的可靠性入手我們專為熱電廠提供安全給粉系統(tǒng)徹底解決您的后顧之憂。第二章設計依據(jù) SHB-206-1999 石油化工緊急停車及安全聯(lián)鎖系統(tǒng)設計導則DLGJ116-93火力發(fā)電廠鍋爐爐膛安全監(jiān)視系統(tǒng)設計技術規(guī)定GB/T 13337.1-1991 固定型防酸隔爆式鉛酸蓄電池訂貨技術條

12、件DL/T 50441995 火力發(fā)電廠、變電所直流系統(tǒng)設計技術規(guī)定DL/T 6371997 閥控式密封鉛酸蓄電池訂貨技術條件 DL/T 4592000 電力系統(tǒng)直流電源柜訂貨技術條件DL/T 7242000 電力系統(tǒng)蓄電池直流電源裝置運行與維護技術規(guī)程DL/T 51202000 小型電力工程直流系統(tǒng)設計規(guī)程DL/T 7812001 電力用高頻開關整流模塊GB17478-1998 低壓直流電源設備的輸出性能特性和安全要求JB/T8948-1999 電控設備用低壓直流電源B4208-1993 外殼保護等級（IP代碼）GB4026-1992 設備接線端子和規(guī)定電線端鑒別標志以及、文字和數(shù)字系統(tǒng)一般

13、應用原則GB50150-91 電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗GB50168-92 電氣裝置安裝工程電氣電纜線路施工及驗收GB50172-92 電氣裝置安裝工程蓄電池施工及驗收規(guī)范GB50254-92 電氣裝置安裝工程低壓電器施工及驗收GB50171-92 電氣裝置安裝工程盤、柜及二次回路結線施工及驗收規(guī)范 第三章 SIS爐膛安全給粉系統(tǒng)組成1、SIS系統(tǒng)組成 1、直流電源子系統(tǒng) 2、爐膛安全聯(lián)鎖子系統(tǒng) (Safety Interlocking System ) 3、主站監(jiān)控軟件2、直流電源子系統(tǒng)的原理 1)、單臺電機工作原理圖：（圖略） 系統(tǒng)由電池組、充電器、監(jiān)測單元和SIS執(zhí)行單元等組成

14、針對電廠的實際情況,我們決定采用多臺電機工作模式 2）、下圖是多臺電機的工作模式圖（圖略） 多臺電機工作模式： M1，M2，M3同時設計于同一控制系統(tǒng)中為低壓電機群的工作模式；3、直流電源子系統(tǒng)主要設備Ø蓄電池組 蓄電池采用免維護閥控式全密封鉛酸電池。Ø充電器 充電器的功率逆變管采用進口快速IGBT，其余元件采用進口工業(yè)等級器件，生產(chǎn)工藝嚴格完整，保證機器的可靠性和穩(wěn)定性。輸出電壓和電流均可連續(xù)調節(jié)。具有強大的保護功能(輸入過流、過壓、欠壓保護；輸出短路，過流，過壓保護；整機過熱保護)。模塊內取消了所有電位器，基準校正和控制全部采用12位D/A轉換，精度高，參數(shù)性能穩(wěn)定，調

15、節(jié)方便。充電模塊采用可帶點插拔技術，輸出采用隔離設計。模塊工作頻率高，近300KHZ，體積小，抗干擾能力強。內置E2ROM，通過人機界面設置的參數(shù)自動保存到充電模塊，掉電不丟數(shù)據(jù)。ØSIS執(zhí)行單元 執(zhí)行單元由斷路器和接觸器冗余組成，控制關系為斷路器鎖定接觸器，能準確地執(zhí)行直流電源子系統(tǒng)的投入撤出轉換。Ø監(jiān)測單元用監(jiān)測單元和人機操作界面組成監(jiān)控系統(tǒng)，具有充電模塊輸出電壓設定,充電電流限值設定,運行參數(shù)顯示,故障報警存儲，SOE事件記錄以及蓄電池狀態(tài)監(jiān)測和直流回路狀態(tài)監(jiān)測，并可通過485總線和主站通訊。監(jiān)測單元結構圖4、爐膛安全聯(lián)鎖子系統(tǒng)(SIS)SIS是安全給粉系統(tǒng)(SGS)

16、的主控系統(tǒng)，是FSSS的聯(lián)鎖控制部分。負責監(jiān)測各種交直流電源信號、保護動作信號，控制安全給粉系統(tǒng)直流電源的備份、投運和退出過程。每一回路都由檢測、控制和執(zhí)行單元三部分組成。采用工業(yè)級三相異步電機保護模塊MDS-1做檢測單元，保證系統(tǒng)的可用度。采用通過美國SIL3認證的AB LOGIX順序控制器做為每臺爐的主控制單元。采用ABB S2斷路器和直流接觸器做單一直流回路的冗余執(zhí)行單元保證系統(tǒng)的可靠性。4.1 MDS-104工業(yè)級三相異步電機保護單元411功能特點 三表法測量準確測量三相交流電壓、電流、有功、無功、頻率、功率因數(shù)、零序電流等電參量，可以測量變頻器輸出。 具有3路獨立的開關量輸出，可以作

17、為遙控、跳閘或者告警 6路開關量輸入，同時可以作為脈沖量輸入 2路直流采樣,可以接各種變送器 兩路通信接口，支持MODBUS規(guī)約 FFT算法，可計算18次諧波 三相異步電動機的反時限過負荷（熱過載）保護、不平衡（負序過流）保護、啟動時間過長保護、堵轉保護、接地（零序過流）保護、欠電壓保護、過電壓保護 三相電動機轉子斷條、軸承損壞、絕緣監(jiān)測等故障診斷功能412 交流輸入交流輸入包括A、B、C三相電壓和電流。電流是直接把線穿入小型電流互感器的圓孔。電壓則采用6個各端子。分別為UA,UA1；UB,UB1；UC,UC1；其中UA,UA1為A相輸入；UB,UB1為B相輸入；UC,UC1為C相輸入。每相間

18、相互獨立。這樣設計的目的是為了用戶可以選擇不同的安裝方式和測量方法。如果用戶選擇角型接法則 UA-UC1 接A相 UB-UA1 接 B相 UC-UB1 接C相。如果用戶選擇星型接法則UA1-UB1UC1接N線。每路可以進行單獨測量，用戶還可以根據(jù)需要選擇。輸入的交流電壓信號通過小型的PT（電壓互感器），變換為交流0.5V的信號，經(jīng)過濾波處理，濾除干擾信號，然后進行電平平移，使得原來的交流信號，疊加1/2的VREF，直接送到A/D轉換，進行采樣。輸入的電流信號，通過導線穿入小CT（電流互感器），CT的輸出接一個精密電阻，變換成電壓信號，經(jīng)過濾波處理，濾除干擾信號，然后進行電平平移，使得原來的交流

19、信號，疊加1/2的VREF，直接送到A/D轉換，進行采樣。 采樣好的信號存入單片機的RAM中供軟件處理。在軟件中，我們每個周波采樣16個點，根據(jù)采樣定理，可以計算出輸入信號的8次諧波。但是在應用中對奇次諧波更為關心。在數(shù)字信號處理中，由于電網(wǎng)的頻率是在變化的，如果采樣頻率不是電網(wǎng)頻率的整數(shù)倍，就會有所謂的頻譜泄漏問題，詳細內容請參考有關書籍。在該問題上我們采用了我們的提出軟件跟蹤算法，效果非常優(yōu)異。對于6路輸入信號，進行FFT變換，得出各次諧波的幅值和相角，并且計算零序電流和負序電流。計算的方法和FFT變換請參考有關數(shù)字信號處理的書籍。計算的結果存入RAM中，供通信程序、保護程序等其他程序使用

20、。413欠電壓或過電壓保護系統(tǒng)電壓太低會引起電動機過電流甚至堵轉，燒毀電機。有時為了保證重要電動機的自啟動，有時也使用欠電壓保護。系統(tǒng)過電壓一般對電動機沒有太多的影響，但是如果過壓范圍過大，會導致電動機的勵磁電流急劇增加，而且有大量的三次諧波。在一些特殊的場合，會使用過電壓保護。定值包括3項內容：動作的繼電器、過電壓或欠電壓定值、過電壓或欠電壓的整定時間。整定時間的單位為0.1S，電壓的單位為V，最小分辨率為0.1V。欠電壓保護原理 過電壓保護原理本系統(tǒng)的設計為保護動作信號在整定時間到達時，送給SIS的中央控制單元處理，操作執(zhí)行單元，控制各直流回路的備份、投運和退出。42 AB LOGIX順序

21、控制器MicroLogix1200是處理器、電源、嵌入式輸入輸出點的集成。它具有24點和40點兩種規(guī)格，可滿足許多應用場合。 MicroLogix1200采用模塊化，無機架結構，可降低成本，減少備件。I/O擴展模塊提供了更大的應用靈活性。 存儲器模塊可用于用戶程序的上載、下載和傳送。實時時鐘RTC可用于定時控制等。 操作系統(tǒng)可閃速升級，無需更換硬件。用戶可通過Web網(wǎng)絡下載控制器的最新的固件程序，來升級控制器。MicroLogix1200還使用編程軟件RSLogix500和通用的指令集，與MicroLogix1000、MicroLogix1500以及SLC系列控制器兼容。特性：·通過

22、Micro Logix 1200擴展模塊來擴展高性能I/O，每個Micro Logix 1200 可 最多擴展6個模塊（決定于電源估算）。·高級的通信選擇，從對等通信到SCADA/RTU網(wǎng)絡。·6K用戶存儲器（4K程序、2K數(shù)據(jù)）。·數(shù)據(jù)文件下載保護，可存儲關鍵的用戶數(shù)據(jù)，防止出錯。·實時時鐘和存儲器模塊。·32位帶符號的整數(shù)的數(shù)學運算。·內置PID功能。·20K高速計數(shù)器，具有8種工作模式，當計數(shù)器技術達到預置的上限或下限時，可控制高速計數(shù)器的輸出。·高速處理時，有4路中斷輸入。·4路鎖存輸入，在程序普

23、通掃描時，可捕獲毫秒脈沖的輸入。·控制器內置2個模擬量微調電位器，轉3/4圈可在0-250之間調節(jié)。·對于40點的控制器，其端子塊是可拆卸的，允許用戶預先接好線，節(jié)省安裝時間。·可拆卸的I/O標簽，可寫字記錄現(xiàn)場設備的號碼，以便減少系統(tǒng)的維護和維修時間。·防手指接觸的接線端子塊，符合全球安全標準。43 執(zhí)行單元ABB直流斷路器和直流接觸器根據(jù)各回路容量配置不同型號，冗余執(zhí)行單元保障線路分斷能力。SOMAX S的基本的用途和特點： ISOMAX S系列塑殼斷路器性能優(yōu)異，外形結構緊湊、通用性強、使用方法簡便，設計簡單、合理、而且質量可靠。此新型斷路器更配有

24、一個改進的分斷系統(tǒng)，獲多項工業(yè)專利。特別值得注意的是用于制造ISOMAX S系列塑殼斷路器的材料，是按現(xiàn)代環(huán)保要求可回用的，ISOMAX S系列塑殼斷路器更以其優(yōu)異質量及引入注目的設計獲得了歐洲最佳工業(yè)設計獎。采用ISOMAX S系列塑殼斷路器是電力生產(chǎn)和配電系統(tǒng)的理想方案，它能確保所有電力用戶的安全性和可靠性，它特別適用于需保護和配合自動化控制的設備，ISOMAX S系列產(chǎn)品能最大范圍地滿足額定電流和故障電流的要求，并能達到與下級殼斷路器的極限分斷容量選擇保護的要求。由于本系列產(chǎn)品的通用性和匹配性強，它能配置在任何配電設備中：一次配電（功力中心） 電動機控制（MCC） 二次配電（配電盤） 用

25、戶（DIN安裝導軌的配電柜） ISOMAX S系列塑殼斷路器包括七種基本規(guī)格的產(chǎn)品（S1-S7），從10A到1600A額定不間斷電流和高達100KA 額定極限短路斷容量，各種規(guī)格均具有下列額定分斷容量等級：B-基本分斷容量 N-正常分斷容量 S-標準分斷容量 H-高分斷容量L-限流型第四章 系統(tǒng)工作模式本系統(tǒng)有三種工作模式：1)、正常工作模式：給粉機變頻器由交流母線供電；系統(tǒng)處于熱備用狀態(tài)，電池組由充電整流器充電。2)、電網(wǎng)晃電或備自投切換時的工作模式當電網(wǎng)電壓下降，造成變頻器直流母線電壓低于直流電源母線電壓時，系統(tǒng)轉換成由安全給粉系統(tǒng)的直流電源向給粉機變頻器的直流母線供電，給粉機變頻器工作保

26、持正常3)、檢修工作模式：個別變頻器檢修, 直流端由斷路器、直流接觸器和隔離器件隔離 ，該直流回路不再參與電網(wǎng)晃電時的投運。第五章 系統(tǒng)的控制邏輯邏輯控制說明：1 變頻器啟動、停止控制邏輯根據(jù)變頻器的原理，變頻器在交流供電或直流供電正常情況下在接受到啟動接點指令后，即可投入運行。在變頻器正常運行后有一反映變頻器運行狀態(tài)的接點信號閉合。變頻器運行調速指令由DCS 或PLC 送來的420mA 模擬信號實現(xiàn)。SIS系統(tǒng)只需變頻器或FSSS提供變頻器運行狀態(tài)信號，對變頻器控制方式和性能無任何改變。2安全給粉系統(tǒng)的邏輯圖安全給粉系統(tǒng)的邏輯判斷由SIS的中央控制單元完成，并控制直流電源子系統(tǒng)的執(zhí)行單元來完

27、成安全給粉系統(tǒng)的備份、投運和退出過程。a. 輸入邏輯條件有：變頻器運行狀態(tài)接點信號， FSSS保護動作信號, 排粉機的的工作狀態(tài)信號和欠壓保護動作信號等。b. 輸出邏輯條件有：斷路器、直流接觸器的閉合斷開信號c. 變頻器交流母線電壓正常條件下直流支撐系統(tǒng)投入過程變頻器電源端送入正常電壓，變頻器受電，內部CPU準備運行；控制設備、DCS 或PLC 或控制繼電器送來啟動運行指令。電機按模擬控制420mA 電流決定變頻器拖動電機的運行轉速；等到系統(tǒng)正常運行后變頻器狀態(tài)接點閉合。安全給粉系統(tǒng)的SIS中央控制單元接受到變頻器運行狀態(tài)同時排粉機運行正常、FSSS未給出保護動作信號、且沒有欠壓保護動作信號，

28、SIS中央控制單元經(jīng)過軟件運算，滿足系統(tǒng)備份條件時，向斷路器、直流接觸器發(fā)出合閘指令，這時各直流回路處于備份狀態(tài)。d. 變頻器電源晃電時其直流母線電壓立刻下降；直流電源系統(tǒng)在變頻器母線電壓降到安全給粉系統(tǒng)直流電源母線電壓時，開始對變頻器供電，電機在這一過程中仍然保持不間斷運行。e. 在電網(wǎng)晃電時間達到安全給粉系統(tǒng)設定的工作時間時或SIS中央控制單元接受到變頻器運行狀態(tài)變化或排粉機運行狀態(tài)變化或FSSS給出MFT動作信號，經(jīng)過運算滿足退出條件時，向斷路器、直流接觸器發(fā)出斷開指令，這時各直流回路處于退出狀態(tài)。退出后，SIS中央控制單元在檢測到滿足備份條件時，發(fā)出控制信號，系統(tǒng)又恢復到備份狀態(tài)。f.

29、 根據(jù)用戶工藝條件，安全給粉系統(tǒng)直流電源具體工作時間可在調試時在人機界面上確定，單位為0.1S。3、系統(tǒng)接線圖（圖略）4、接制部分接線示意圖（圖略）第六章 系統(tǒng)安全性IEC安全要求等級分為4級，安全性能由低到高為SIL1、SIL2、SIL3、SIL4。美國對SIL4只承認其存在，標準中不包括在SIL4要求下如何實施安全系統(tǒng)的內容。德國DIN V 19250及DIN V VDE0804對安全要求等級(Safety Requirement Classes)分為8級，安全要求從低到高為AK1AK8，對應各標準的安全等級對比如表所示。大多數(shù)使用安全系統(tǒng)的工業(yè)應用場合屬于AK4AK6級，其中一般鍋爐、加

30、熱爐為AK4級，石化、化工為AK5級。由圖1可知，安全系統(tǒng)應分如下幾類： 滿足安全要求等級AK1AK4的Z-1、滿足安全要求等級AK1AK5的Z-2、滿足安全要求等級AK1AK6的Z-3、安全要求等級AK7AK8的需要特殊考慮的共5類。如監(jiān)視設備的功能由一般控制系統(tǒng)(如DCS)實現(xiàn)，則安全控制系統(tǒng)分為4類。Z-1類的安全系統(tǒng)可用性“一般”，一個中央CPU模塊通過單總線與I/O模塊相連，它與普通PLC不同之處為通過中央CPU的自我測試以及采用可測試I/O模塊、失效時輸出保證安全狀態(tài)等滿足系統(tǒng)安全要求。 Z-2類的安全系統(tǒng)可用性“較高”，中央CPU模塊冗余，其他與Z-1相同，這樣允許一個CPU模塊

31、出故障，另一個CPU模塊維持正常工作，這樣可以在AK5級安全要求等級以下的場合，維持72h之內。 Z-3類的安全系統(tǒng)可用性“很高”，結構為全冗余，即CPU模塊、總線、I/O模塊均雙重化，在AK6級安全要求等級的場合，允許單通道操作時間不超過1h，即在此期間內將出故障的模塊更換掉，即可保證生產(chǎn)不中斷。 只有能滿足上述要求的經(jīng)過安全論證的PLC系統(tǒng)，才能作為安全系統(tǒng)使用。 本系統(tǒng)的安全行保障：直流電源子系統(tǒng)一次線路有完善的保護元件，二次線路有完善的整流控制器、電池檢測器和分路檢測器。SIS子系統(tǒng)采用工業(yè)級三相異步電機保護模塊MDS-104做檢測單元，保證系統(tǒng)的可用度；采用通過美國SIL3認證的AB

32、 LOGIX順序控制器做為控制單元，采用ABB斷路器和直流接觸器做單一直流回路的冗余執(zhí)行單元，保證系統(tǒng)的可靠性。第七章 系統(tǒng)特點直流電源做為變頻器的后備電源，充分利用了變頻器的結構特點，與交流UPS供電相比，減少了交直流變換環(huán)節(jié)和蓄電池容量，提高效率，減少電氣保護環(huán)節(jié)，減少投資，且有很多其他行業(yè)的應用案例。巧妙通過壓差抑制蓄電池放電，取消了原方案中的靜態(tài)開關導通模塊（易損器件），簡化控制電路和一次線路，使導通成為真正的零切換，又杜絕了因為導通模塊故障引起的給粉不平衡，避免了因為導通模塊閥值電壓過高引起的計時不準，增加了系統(tǒng)的可用度。通過軟件設置母線欠壓保護閥值和計時(0.1S)，使系統(tǒng)工作時間

33、精確可控。通過SIS子系統(tǒng)中央控制單元的軟件，區(qū)分電網(wǎng)晃電和變頻器故障，杜絕電網(wǎng)晃電引起的停爐，又在變頻器故障或收到相關保護信號時快速撤出直流電源?？刂啤⒈O(jiān)測單元故障以及輸入、輸出端子懸空斷線等，執(zhí)行單元都會回到安全狀態(tài)斷開，提高系統(tǒng)的可靠性。系統(tǒng)的切換條件除欠壓保護外，還可擴充過流保護、超載保護、過壓保護、零序電流保護、負序電流保護、欠載保護、零序電壓保護等，只需軟件設置閥值即可。兩種計時方式比較：電廠給粉機安全調速系統(tǒng)專為火電廠媒粉爐和循環(huán)硫化床（CFB)鍋爐設計，附合電力行業(yè)設計標準。其核心部分為SIS系統(tǒng)，結合技術成熟的直流電源，為電廠提供安全有效的給粉機變頻器抗晃電解決方案。該系統(tǒng)既

34、解決了電網(wǎng)晃電時給粉機變頻器跳閘引起的不必要停爐，又保障電網(wǎng)晃電和備自投切換時，爐膛給粉平穩(wěn)。實施后的效果：1、取消大多數(shù)電廠現(xiàn)在對FSSS的給粉機全停邏輯25秒延時（這個延時期，爐膛給粉嚴重不穩(wěn)）。2、理論上可以將FSSS的1、2組電源喪失信號延時做到安全給粉系統(tǒng)最大工作時間，因為這個時期給粉機變頻器還是正常工作的。實際使用中根據(jù)電廠其他系統(tǒng)的抗晃電能力和備自投切換時間來設置這個延時和安全給粉系統(tǒng)的工作時間，一般為23S。第八章 系統(tǒng)配置1、 電廠提供的現(xiàn)場條件：爐九臺，18號爐每臺爐有2.2KW給煤粉機 8臺，九號爐12臺給粉機總計：電動機總數(shù)：76臺；電動機總功率167.2KW；其中：富

35、士品牌變頻器8臺一組，施耐德品牌變頻器8臺一組，其余為三菱品牌變頻器60臺，共七組。電廠發(fā)電機所用的給粉機電源有A、B兩段，分別控制4臺給粉機，其中九號爐的二段電源分別控制6臺給粉機。電廠提供的現(xiàn)有接線條件：一路380V/60A 3P+N+PE電源.被保護變頻器的狀態(tài)干節(jié)點信號(要從FSSS取,干節(jié)點已經(jīng)被FSS占用).被保護變頻器母線電源信號。保護動作信號被保護變頻器二次接線圖。有關的工程設計條件，包括被保護變頻器盤內布置圖。2、安全給粉系統(tǒng)的主要配置：1、設備組成1）、設備基本參數(shù):蓄電池的輸出功率167.2KW。直流輸出回路76路，支持76臺變頻器。電池放電時間：167.2KW 2分鐘。

36、2）、設備基本組成及柜體安排充電器柜 一臺 前后開門直流控制柜 九臺 前后開門蓄電池柜，整套蓄電池重量在3.9噸左右，具有單只蓄電池的自檢功能。共有一組中美合資冠軍12V-200AH/ 40節(jié)電池組成。并有630A/1200V直流空氣開關分合并作短路保護和直流母線監(jiān)測系統(tǒng)。柜體具體安排：充電器柜；冗余高頻DC 530V/10A 2臺模塊充電器、人機界面、中央監(jiān)測單元、DC/DC 24V控制電源。直流控制柜1有多條直流回路，一次線路含有直流斷路器、空氣開關、直流接觸器、直流隔離模塊等，二次線路有直流回路監(jiān)測單元和SIS子系統(tǒng)，SIS子系統(tǒng)由電機保護單元、中央控制單元等組成。柜內還有DC/DC 2

37、4V控制系統(tǒng)電源、DC/DC220V執(zhí)行電源和人機界面。直流控制柜2直流控制柜8同上，直流控制柜9柜有12條直流支撐回路，分別支撐9#爐中12臺給粉機變頻器，除直流回路增加以外，直流回路監(jiān)測單元和SIS子系統(tǒng)中央控制單元也有相應變化。各柜之間與HMI采用MODBUS485通訊方式傳遞數(shù)據(jù)。由于現(xiàn)場九臺爐之間相隔較遠，最遠的二臺之間相距300米，因此柜體的安排采用如下方法：1)、將系統(tǒng)的充電器柜和蓄電池柜集中定位在電廠低壓MCC控制室中，采用直流母線方式連接到每一個爐控室。充電器柜與蓄電池柜以及直流回路柜之間用95平方毫米的電纜輸送直流電壓，并有一根8芯屏蔽通訊線纜連接。2）、直流回路柜定位在每

38、個爐控室的給粉機變頻器交流母線柜旁，通過2.5mm2的直流電纜連接每臺變頻器的直流母線，通過2.5mm2的電纜采集變頻器兩段交流母線電壓， 通過1.5mm2線纜采集各保護動作信號。3方案的最終確定實施時，我們會提供：系統(tǒng)就位的平面布置圖。設備基礎安裝圖。電氣條件圖、SIS邏輯圖、柜內接線圖。設備荷重圖各一份，可用電子版發(fā)送。3、系統(tǒng)的環(huán)境要求：使用場所：戶內環(huán)境溫度：-10 +50；電池室5-30相對濕度：90%未結露海拔高度：1000米以下4、系統(tǒng)指標：1、 輸入電壓：380 + 10%VAC，3P+N+PE 頻率：50HZ + 1%。2、 結構尺寸1） 每組直流電源柜為落地安裝式，防護等級：IP202） 進出線方式：下進下出線或按現(xiàn)場要求。3）充電柜尺寸：800×