辅机程控联锁保护系统
辅机程控的基本概念
    对于火电厂大型单元机组主、辅机和辅助设备的启动、停止和事故处理采用顺序控制技术，即辅机程控保护系统，是保证机组安全、经济运行的必要条件。顺序控制(简称顺控)含义是:在生产过程中，对某工艺系统或某大型主设备及与其有关的辅助设备群启动、停止和运行中的事故处理，按预先制定的序列(时间、判据等)进行相关和有序的自动控制。火电厂辅机和辅助设备系统可分为两个主要部分，一部分是直接从属于锅炉、汽轮机热力系统，其运行状况直接影响锅炉、汽轮机、发电机运行的辅机设备和系统，如烟风、燃油、制粉、给
水、汽轮机油和汽、发电机氢油水等系统和设备，绝大部分位于锅炉、汽轮机主厂房内，称辅机系统或辅机;另一部分是为电厂连续生产过程提供必需条件的系统和设备，如燃料输运、化学水处理、除灰除渣等系统和设备，一般位于主厂房外，有的距主厂房较远，称为辅助设备及系统。
    目前大型单元火电机组的汽轮机、锅炉及其辅机、辅助系统和设备均采用顺控技术和顺
控系统。50年代后期，国外顺控系统的控制范围仅为部分主要辅机设备或局部系统，而目前国内、外顺控系统都已覆盖大型单元机组主、辅机和几乎全部辅助设备及系统。采用的硬件也由继电器、矩阵板和固态元器件发展到以微处理器为核心的PLC及先进的DCS。顺控系统功能由最初的设备间简单联锁或少数小系统孤立的局部顺控，发展为多级层次结构，各子系统和子功能有机协调运行的大型控制系统：
厂级顺控：又被称为整台机组启停的顺序控制系统。它是指在少量人工干预和确认条件下，该控制形式能自动完成机组的冷态、温态、和热态启动，直至机组带到目标负荷；或根据短期停运和长期停运的要求将机组负荷逐步降为零，并完成相关设备的停运。厂级顺控是SCS的最高级控制形式，它对外围设备的质量有很高的要求。
功能组级顺控：电厂安工艺系统的特点可将机组的辅助设备和系统分为某一特定的功能组，功能组顺控就是对这些特定的功能组进行自动顺序控制，它把在工艺上又相互联系并具有连续不断的顺序性控制特征的设备集合为功能组级控制。功能组控制可包括较多的单体和子组控制，控制程序可以在主控室内操作人工启动或由机组自启停控制系统的自动指令启动。功能组级控制对外围设备的要求也很高。以下为典型的顺控功能组划分：
功能组名称	包含的主要设备		锅炉排污、疏水及放汽系统	过热器、再热器集箱疏水阀
连排、定排阀门
锅炉事故放水阀
汽包放汽阀
过热器疏水旁路阀		锅炉汽水系统	省煤器再循环系统
过热器、再热器喷水隔离阀门
PCV阀		锅炉风烟系统	送风机、引风机、空气预热器及相关挡板
风机润滑油系统
一次风机及相关挡板		制粉系统	给煤机、磨煤机、排粉机及相关挡板		主蒸汽、再热汽系统	主蒸汽、冷再、热再管道疏水阀		汽轮机抽汽系统	抽汽逆止门、隔离门、抽汽疏水阀		辅助蒸汽系统	所有辅助蒸汽电动门		汽机给水系统	给水泵组、除氧器、高加进出口阀		汽机凝水系统	低加、凝结水泵、凝水补水系统、凝水除盐装置、凝水喷水阀		加热器疏水放汽系统	加热器水位控制阀、事故疏水阀、高加疏水扩容器相关阀门		汽机汽封、疏水和放汽系统	高压缸、中压缸、汽门导气管疏水阀、排汽通风阀、轴封系统		循环冷却水系统	开式循环水、闭式循环水及相关阀门		真空系统	真空泵及相关阀门		汽机油系统	顶轴油泵、EH油泵、润滑油辅助油泵、直流事故油泵、密封油备用泵		发电机氢、油、水系统	空侧密封油泵、空侧直流油泵、氢侧密封油泵、排烟风机、定子冷却水泵		汽动给水泵本体系统	给水泵汽机进汽阀、疏水阀及油系统		子组级顺控 : 子组顺控是一种以一个设备为主,将其辅助设备和关联设备包括在内,作为一个整体来控制的形式。如一台风机及其油泵、进出口挡板等可作为一个子组 , 由 SCS 按实际运行条件依次自动地操作。子组级顺控充分考虑了辅机设备的安全保护条件 , 并对辅机设备的操作提供操作指导。目前几乎所有采用DCS的机组的SCS一般都能实现子组级顺控。
驱动级顺控 : 驱动级顺控是完成单台设备 ( 马达、挡板或阀门 ) 一对一的开 / 关操作和联锁保护功能。驱动控制指令可以是手动指令 ,也可以是顺控逻辑来的自动指令或保护指令 ,指令的优先级应满足手动指令比自动指令优先 , 而保护逻辑信号的优先级最高。
SCS的联锁保护功能：SCS 除了完成辅机设备的顺控功能外,还能在异常情况下,对这些设备起联锁保护和闭锁起动的作用。设备的保护和闭锁是为了防止故障事件的发生和发展。闭锁的主要作用是防止或减少控制作用产生不安全工况,即防止不正确的程序或操作被执行, 在驱动级、子组级和功能组级均应根据运行要求设置闭锁。保护是当危及人身安全或设备安全的异常情况出现时,自动切除设备或自动投入设备,工艺保护应在驱动级引人,直接作用于 跳闸驱动装置或自动启动某些设备,保护信号具有最高优先级,保护指令将一直保持到设备完全停止或断开,或者得到应答为止,所有保护功能的执行不取决于其他任何控制系统。机组的联锁保护主要包括以下内容 :
1 、锅炉、汽机、发变组联锁保护 ( 即机炉电大联锁 ): 机组大联锁保护是在锅炉灭火保护、汽机ETS和电气保护单元实现的发变组主保护基础上，根据三大主机的相互关系 , 完成不同的机组事故运行方式的切换或联锁跳闸动作。
	2 、送、引风机的联锁保护 : 该项保护提供了锅炉在非正常运行工况下为防止锅炉内爆或外爆的风机的必要的安全联锁。包括风机的联锁跳闸和锅炉的通风。
3 、汽机防进水保护 : 防止在主蒸汽、再热蒸汽和抽汽管道以及汽机轴封系统中凝结的水进入汽轮机,造成汽轮机的损坏。汽机防进水保护包括以下设备的控制 : 主蒸汽管道疏 水阀、再热蒸汽管道疏水阀、抽汽逆止阀、加热器出入口阀、汽机本体疏水阀等。
	4 、除氧器水位保护 : 当除氧器水位达到高一高值时,隔绝进入除氧器的凝结水和至除
氧器的汽机抽汽。
	5、加热器水位保护 : 当加热器水位达到高一高值时,将该加热器隔离出来,关闭抽汽
侧隔离门和抽汽逆止门,关闭正常逐级疏水阀,打开事故疏水阀和抽汽管道疏水阀。
辅机联锁保护的设计优化原则
辅机连锁保护系统的配置除满足热工连锁保护系统基本原则外，在总体设计时还应考虑一下优化原则。：
    1、紧急跳闸设计原则
顺序控制系统的紧急跳闸是指在顺序控制系统运行过程中,由于某些原因需要紧急停止系统的运行而设置的跳闸系统。顺序控制系统紧急跳闸是安全生产所必须的,在顺序控制系统设计时必须考虑。根据顺控的步序,在每个过程步都有可能发生紧急跳闸的要求，其设计原则如下：
1)在每个过程步中都需设置紧急跳闸的判别条件,以识别是否有紧急跳闸的操作要求。这表明在每个过程步的转换条件中都应设置紧急跳闸的信号按钮,当需紧急停车时能满足转换条件而进入紧急跳闸停止设备子程序。
2)设计的紧急跳闸停止设备子程序应能使生产过程安全。通常设计的紧急停车子程序是与顺序控制系统停止运行的操作条件相一致的。
3)对紧急跳闸停止设备按钮应设计操作确认,以防止误操作:对紧急停车和重要的设备运行和停止,设置操作确认是安全生产所必须的，它也是容错设计的重要内容。
4)在一些重要的操作过程中设计独立于DCS的紧急跳闸系统。从安全角度出发，设置独立的紧急跳闸系统就是设计与原顺序控制系统并行的硬
热工联锁保护系统配置优化方案（四章）.doc