摘 要 汽輪機緊急跳閘系統(tǒng)（ETS）是汽輪機保護最重要的一環(huán)，它是汽輪機電跳閘的出口，其運行安全與否直接影響到汽輪機的安全運行。采用基于騰控公司的T9系列PLC中的一款產(chǎn)品，同時通過工業(yè)以太網(wǎng)與DEH、DCS系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交換，動態(tài)響應快。
關(guān)鍵詞 PLC；汽輪機危急跳閘系統(tǒng)（ETS）
引言
汽輪機由鍋爐產(chǎn)生的高溫高壓蒸汽帶動高速運轉(zhuǎn)，是火力發(fā)電廠的關(guān)鍵動力設(shè)備，汽輪機的緊急跳閘系統(tǒng)（ETS）是發(fā)電廠對系統(tǒng)可靠性要求最高的子系統(tǒng)。傳統(tǒng)上，200MW以下機組的汽機本體保護都是用繼電器搭建的，可靠性差，保護邏輯修改麻煩，不能與主控制系統(tǒng)構(gòu)成有效的通訊連接。若與電廠主DCS合并在一起控制，則因DCS處理周期較長等原因無法滿足快速保護要求，一般都不采用。基于PLC的汽機緊急跳閘系統(tǒng)因其可靠性高、處理速度快、邏輯修改方便等特點得到了廣泛的應用。
汽輪機緊急跳閘系統(tǒng)（ETS系統(tǒng)）完成汽輪機緊急跳閘控制過程中全部電動閥門的開關(guān)控制功能，包括完成開關(guān)量的數(shù)據(jù)采集、處理、計算及開關(guān)量的實時輸出，并將相關(guān)數(shù)據(jù)傳送到中央控制室操作站等。ETS系統(tǒng)是與汽輪機監(jiān)測儀表系統(tǒng)（TSI系統(tǒng)）相配合監(jiān)視汽輪機的一些重要信號，并保證汽輪機安全的系統(tǒng)，當進入ETS系統(tǒng)的參數(shù)，如潤滑油壓力、凝汽器真空、汽機轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)子振動、軸向位移等超過極限值時，輸出跳閘信號到跳閘電磁閥，跳閘電磁閥卸掉保安系統(tǒng)的保安油，使汽輪機的主汽閥和調(diào)節(jié)閥迅速關(guān)閉，完成汽輪機跳閘的功能，使汽輪機緊急停機，處于安全狀態(tài)，以避免發(fā)生嚴重的后果。
系統(tǒng)設(shè)計
ETS系統(tǒng)一般由以PLC為核心的控制機柜、執(zhí)行機構(gòu)、聲光報警和一次、二次外圍元件組成。ETS控制柜里配置有PLC、報警繼電器、跳閘繼電器、保護投切盤等。每一路輸入、輸出通道都有與之相對應的指示燈，可以檢查某一通道的動作情況，且系統(tǒng)具有在線試驗功能。
由于系統(tǒng)可靠性要求特別高，即保證在任何可能發(fā)生的緊急情況下，都能準確無誤地使汽輪機組停機，ETS系統(tǒng)采用騰控公司的T9系列PLC，并設(shè)置為雙PLC運行方式，即雙CPU、雙I/O結(jié)構(gòu)，每套PLC均包括電源模塊、CPU模塊、DI模塊和DO模塊等，每個跳閘輸入信號通過PLC A和PLC B的DI模塊同時送至2套PLC，由CPU模塊完成所有輸入信號的邏輯處理和輸出信號的邏輯控制，從硬件和軟件上實現(xiàn)了雙機熱備用。
PLC硬件配置
以300MW機組的ETS為列，輸入輸出信號清單如下：
表 3-1 輸入輸出信號清單表
|
序號
|
信號類型
|
輸入輸出信號說明
|
|
1
|
DI
|
汽輪機電超速保護
|
|
2
|
DI
|
軸向位移保護
|
|
3
|
DI
|
軸承油壓低保護（三取二）
|
|
4
|
DI
|
EH油壓低保護
|
|
5
|
DI
|
真空低保護（三取二）
|
|
6
|
DI
|
1＃－7＃軸承振動保護
|
|
7
|
DI
|
MFT主燃料停機保護
|
|
8
|
DI
|
DEH失電停機保護
|
|
9
|
DI
|
差脹越限保護
|
|
10
|
DI
|
高壓缸排汽壓力高停機保護
|
|
11
|
DI
|
發(fā)電機內(nèi)部故障停機保護
|
|
12
|
DI
|
手動緊急停機
|
|
13
|
DO
|
汽輪機停機信號
|
|
14
|
DO
|
發(fā)電機停機信號
|
應用特點
基于PLC的ETS系統(tǒng)具有如下特點：
準確性及可靠性
準確性、可靠性是汽輪機ETS系統(tǒng)的關(guān)鍵，本系統(tǒng)采用了雙PLC運行方式，系統(tǒng)配置高性能的工業(yè)級處理器，具有納秒級的處理速度以及大容量的內(nèi)存，可使汽機保護邏輯程序準確、快速地執(zhí)行，這在硬件上也大大保證了系統(tǒng)的高可靠性。確保整套裝置在任何情況下，都能正確可靠地實現(xiàn)汽輪機跳閘功能。以往裝置中重點關(guān)注的汽機“拒跳”或“誤跳”的情況，可在程序設(shè)計過程中得到充分合理的處理，這在技術(shù)上保證了系統(tǒng)的高可靠性。
系統(tǒng)功能強
由于PLC體積小，集成化程度高，運算速度快，邏輯控制容量大，所以整套程序中除了狀態(tài)報警、遮斷停機等常規(guī)功能外，還可進行在線試驗功能。該功能的作用在于機組正常運行時， 檢查壓力開關(guān)、電磁閥等外圍元器件的狀態(tài)，提高整套裝置的自身安全系數(shù)。
增加汽機跳閘首出原因記憶功能，幫助運行人員在第一時間知道停機的第一起因，避免了以往或者顯示面板上有多項報警指示，分析不出第一起因，或者隨著現(xiàn)場情況的瞬息變換，指示燈的熄滅，也找不到第一起因。同時，該功能的存在也為事故追憶系統(tǒng)（SOE）的記錄提供了驗證手段。該功能可通過程序編寫完成，不需要增加任何硬件設(shè)備，而且完全應用編程技巧。在沒有發(fā)生停機條件時，該功能不需要執(zhí)行，不占用系統(tǒng)監(jiān)測的時間，使系統(tǒng)的監(jiān)測、停機功能得到最大程度的實現(xiàn)。
