火力发电厂热工保护专业系统设计关键技术详细规定.doc

ICS 27,100K 54备案号：J926-工阳lll华人民共和罔电力行业原则jDL/T 5428 - 火力发电厂热工保护系统设计技术规定Technical code for design ofI&C protection sv. stem in fos矧 fuel power plant-07-22发布-12-01实行III华人民共和陶国家能源局发布目 次DL /T 5428 - 前言 一l范畴- 12规范性引用文献 23 术语和定义、缩略语5 3.1术语和定义” ”5 3.2缩略语 84总则 1 05热丁保护系统设计原则 .a11 5t电源设计原则一 一1l 5.2逻辑设计原则 a11 5_3热工保护系统配备原则 13 5.4其她。 166锅炉保护 一 17 6.1锅炉局部保护“ 17 6，2锅炉炉膛安全保护一 19 6+3锅炉停炉保护” 一 _22 7锅炉燃烧器控制 26 7.1 点火、助燃一 1 26 7。2煤粉燃烧器控制一 28 7.3磨攥机启、停条件“ 28 7，4蛤煤机启，件条件 29 7。5给（排）粉机扁、停条件 。30 8汽轮发电机组保护一 31 8.！ 汽轮机局部保护。 31DL/T 5428 - 8.2汽轮发电机组停机保护 一32 8.3汽轮机防进水和冷蒸汽保护33 8.4除氧给水系统保护 -35 8.5汽轮机旁路保护” 36 8.6空冷机组保护 369操作、显示和信号 37 9,1操作 37 9,2显示和信号 ，38IO保护设备和取样系统43 10.1仪器仪表。 43 10.2火焰检测器厦点火枪，“ 10.3执行机构 44 10,4保护装置 45 10.5取样系统1 46条文阐明 47月IJ 吾DL/T 5428 - 本原则是依照国家发展改革委办公厅关于印发行业原则项目筹划昀告知（发改办工业 1093号）安排编制。 本原则由中华人民共和国电力公司联合会提出。 本原则由电力行业电力规划设计原则化技术委员会归u并解释。 本原则起草单位：中华人民共和国电力工程顾问集团西南电力设计院。 本原则重要起草人：张晋宾、徐辉强、余海平、宋春、张昱、杜绍茂。 本原则自实行之日起，代替DLGJ 116-1993火力发电厂锅炉炉膛安全监控系统设计技术规定和NDG儿6-1989火力发电厂热工自动化设计技术规定第六章“保护”所有内容。 本原则在执行过程中意见或建议反馈至中华人民共和国电力公司联合会原则化中心（北京市宣武区白广路二条一号，100761）。1 范 围DL/T 5428 - 本原则规定了火力发电厂热工保护系统在电源、逻辑、保护系统配备及设备选取等方面应遵循设计原则和设计办法。 本原则合用于汽轮发电机组容量为125MW1000MW级凝汽式火力发电厂新建、扩建和改建工程设计，也合用于50MW级及以上供热式机组热电厂设计。DL/T 5428 - 2规范性引用文献 门列文献中条款通过本原则引用而成为本原则条款。凡是注日期引用文献，其随后所有修改单（不涉及勘误内容）或修订版均不合用于本原则，然而，勉励依照本原则达到协议异方研究与否可使用这些文献最新版本。凡是不注日期引用文什，其最新版本合用于本原则。 GB/T 5578- 固定式发电用汽轮机规范 GB/T 13399-1992 汽轮机安全监视装置技术条件 GB/T 13983-1992 仪器仪表基本术语 GB/T 17626.2- 电磁兼容 实验和测量技术 静电放电抗扰度实验 GB/T I7626.3- 电磁兼容 实验和测量技术 射频电磁场辐射抗扰度实验 GB/T 17626.4- 电磁兼容 实验和测量技术 电迅速瞬变脉冲群抗扰度实验 GB/T】7626.5- 电磁兼容 实验和测量技术 浪涌（冲；七）抗扰度实验 GB/T 17626,6- 电磁兼容 实验和测量技术 射频场感应传导骚扰抗扰度 GBT 17626.8- 电磁兼窖 实验和测量技术 工频磁场抗扰度实验 GB/T 17626+9-1998 【乜磁兼容 实验和测量技术 脉冲磁场抗扰度实验 GB/T 17626.10-1998 咆磁兼容 实验和测量技术 阻尼振荡磁场抗扰度实验 GB/T 17626.11- 电磁兼容 实验和测量技术 电压 2DL/T 5428 - 暂降、短时中断和电压变化抗扰度实验 GB/T 17626.12-1998 电磁兼容 实验和测量技术 振荡波抗扰度实验 GB/T 20438.1- 电气电子可编程电子安全有关系统功能安全第1某些：普通规定 GB/T 20438+2- 电气，电子可编程电子安全有关系统功能安全 第2某些：电气，电子可编程电子安全有关系统要求 GB/T 20438.3- 电气电子可编程电子安全有关系统功能安全第3某些：软件规定 GB/T 21109.1- 过程工业领域安全仪表系统功能安全第1某些：框架、定义、系统、硬件和软件规定 GB 50217- 电力工程电缆设计规范 GB 50229- 火力发电厂与变电站设计防火规范 DL/T 435- 电站煤粉锅炉炉膛防爆规程 DL/T 641- 电站阀门电动执行机构 DUT 589-1996 火力发电一燃煤电站锅炉热工检测控制技术导则 DL/T 590-1996 火力发电厂固定式发电用凝汽汽轮机热工检测拄制技术导则 DL/T 591-1996火力发电汽轮发电机热上检测控制技术导则 DL/T 592-1996 火力发电厂锅炉给水泵热T检测控制技术导则 DL/T 701-1999 火山发电_热工自动化术语 DL/T 711-1999汽轮机峒节控制系统实验导则 DL/T 834- 火力发电厂汽轮机防进水和冷蒸汽导则 DL/T 892- 电站汽轮机技术条件 DL 5000- 火力发电厂设计技术规程 DL/T 5182-火力发电厂热jI自动化就地设备安装、管 3DL/T 5428 - 路及电缆设计技术规定 SD 268-1988燃煤电站锅炉技术条件 NFPA 85-锅炉和燃烧系统危险性规范 ASME TDP-1-1998 电站蒸汽轮机防进水保护办法4DL/T 5428 - 3术语和定义、缩略语 本原则除采用GB/T 13983和DL/T 701中规定术语和定义外，下列术语和定义、缩略语适片j于本原则。3,1 术语和定义3.1.1 开关量二取- one out of two for binary variable 反映同一事件两个开关量构成逻辑，其中任一种量为“真”时逻辑输出为“真”。3P1.2 开关量三职二 two out of three for binary variable 反映同一事件三个开关量构成逻辑，其中任意两个量为“真”时逻辑输出为“真”。3.1.3 模仿量双重冗余 dual redundancy for analog variable 同一参量用两个模仿量变送器或传感器同步测量，互相冗余使用。3,1.4 模仿量三重冗余 triple redundancy for analog variable 同一参量用_个模仿量变送器或传感器同步测量，互相冗余使用。3.1.5 模仿量多重冗余 multiple redundancy for analog variable 闻一参量用三个以上模仿量变送器或传感器同步测量，互相冗余使用。5DL/T 5428 - 3.1,6 可编程电子 programmable electronic 可编程电子以计gttrL技术为基本，可以由硬件、软件及其输入和（或）输出单元构成。3.1.7 逻辑系统 logic system 系统中用于执行功能逻辑rrJ&策和转换某些。一种逻辑系统为响应外部输入和内部逻辑而提供特别顺序输H。逻辑系统涉及： 1 硬接线系统：各个设备及其互连接线。 2 以微解决器为基本系统。 1) 计算机硬件、电源、J/o装置及其互连某些； 2) 操作系统和逻辑软件。3,1.8 可编程电子逻辑系统 programmable electronic logic system 基于_AI或各种可编程电子装置用于控制、防护或监视逻辑系统，涉及系统叶，所有元素，诸如电源、输入装置，数据高速公路和其她通信途径，以及输出装置等。例如PLC、DCS等。3.1.9 安全功能 safety function 针对特定危险事件，为达到或保持受控设备安全状态，由可编程电子安全有关系统、其她技术安全有关系统或外部风险减少设施实现功能。3,1.10 安全有关系统 safety-related system 所指系统必要要能实现耍求安全功能以达到或保持受控设备安全状态：并且自身或与其她可编程电子安全有关系统、其她技术安全有关系统或外部风险减少设施一道，可以达到规定安全功能所需安全完整性。 6DL/T 5428 - 3.1.11 安全完整性safety integriW 在规定条件下和规定期问内，安全有关系统成功实现所规定安全功能概率。3.1.12 安全完整性级别 safetyintegritylevel；SIL 一种离散级别（四种也许级别之一），用于规定分派给可编程电子安全有关系统安全功能安全完整性规定。在这里，安全完整性级别4是最高，安全完整性级别l是最低。见表3.1.12。表3.1.12安全完整性级别：在高规定或持续操作模式下分派给一种可编程电子安全有关系统安全功能目的失效量 高规定或持续操作模式 安生完整性级别SIL （每小时危险失效概率） 4 l04且10-a 3 lo-s且lo-7 2 lO-7l l04 1 I矿且10 注：详细解释见Garr 2043SL-7，6.2 9。 3.1.13 燃烧器对 burner pair 切向燃烧炉膛同一层对角两个燃烧器即为“燃烧器对”。3.1.14 给粉机列 pulverized coal feeder pair 中问储仓式制粉系统且采用切向燃烧炉膛时，与“燃烧器埘”相相应给粉机称为“给粉机对”。3.1.15 质量风量 mass airflow 以质量为当量表述风量值。DL/T 5428 - 4总 则4.0.1 热工保护系统设计是发电厂热工自动化设计一种重要构成某些，应针对机组特点进行设计，选用技术先进、质量可靠设备和元器件。新产品、新技术应通过实验，获得成功，并经磐定或其她恰当评价合格后方可在设计中采用。4,0.2 发电厂热工保护系统设计，应积极采用经审定原则设计、典型设计和参照设计。4.0.3在热工保护系统设计时，应执行DL 5000以及现行关于国标和行业原则规定，并应满足本原则规定。4.0.4保护系统设计时，应与有关控制系统、联锁装黄、运营操作和工艺设备及系统等方面综合协调。10DL/T 5428 - 5热工保护系统设计原则5.1 电源设计原则s.i.i 单相交流保护电源应使用220V电压，电压容许波动范畴176V264V，频率容许波动范畴47.5Hz52.5Hz;直流电源可采用220V，电压容许波动范畴176V286V，或可采用1lOV，电压容许波动范畴88V143V。5.1.2所有保护装置应有两路交流220V供电电源，其中一路应为交流不间断电源(UPS)，另一路引自_用事故保安电源或J一用低压母线；当设立有冗余UPS屯源系统时，也可两路均采H】UPS电源，但两路进线应分别接在不同供电母线上。也可采用两路直流220V(或110V)供电电源，直流接白蓄电池直流盘。两路电源互为备用，且能自动切换，切换时间间隔应不影响保护系统正常功能。5.1.3当采用直流保护跳闸回路时，应采用双极控制，即止、负端同步跳变。5.1.4硬接线保护逻辑回路和独立保护驱动回路应装设各自电源熔断器或脱扣器，并设立重要回路电源监视。5.1.5 主保护电源故障宜在控制室内设有独立于可编程电子逻辑系统之外报警。 5.2逻辑设计原则5.2.1 热工保护系统设计应有防止误动和拒动办法。系统内单一某些故障不应引起保护误动和拒动。保护系统电源t|I断或恢复时不会误发动作指令。5.2.2采用可编程电子逻辑系统实现热工主保护逻辑时，应符合 11DL/T 5428 - F列规定： l 应评估元器件故障模式，且至少对下述故障影响应有评估并编址。 I) 电源条件变化影响，涉及电源中断、波动、陡降、 恢复、瞬变和某些失电等； 2) 存储器出错和丧失 3) 信息传播错误和信息丢失： 4) 输入和输出错误（故障开、故障断）： 5) 信号错误或对信号不能辨认； 6) 不能对错误进行寻址： 7) 解决器故障； 8) 继电器线圈故障、继电器触点故障（故障开、故障断）： 9) 计时器故障。 2应配备有监视解决器逻辑功能诊断手段。 3 逻辑系统故障不应妨碍操作员正常干预。 4应设计有防止未授权变更逻辑防护手段，同步当有关设备处在运营状态时，不应变更其逻辑。 5系统响应时间（从输入到输出信息全程时间）必要非常短，以免引起负面效应。 6具备较强抗干扰能力，以防止误动作。 7逻辑系统内任何个别部件故障，不得妨碍强制性汽轮机跳闸和锅炉跳闸。 8 应配备有用干监视控制器外置看门狗定期器。5.2.3 300MW及以上容量机组重要热工保护回路在机组运营中宜能在不解列保护功能和不影响机组正常运营状况下进行动作实验。5.2.4 停止锅炉或汽轮机运营重要保护回路应在控制台上设立专川手操跳闸按镪（双重或带盖）。跳闸按钮应独立并直接接至停炉、停机驱动回路。 12DL/T 5428 - 5.2.5 125MW及以上单元机组应设事故追忆功能，追忆区间不应低于跳闸先后各5min，追忆间隔时间不应不不大于3s5s，转速、炉膛压力等迅速变化参数追忆间隔时间应不不不大于ls 。停炉、停机保护动作因素应设事件顺序记录。5.2.6应执行“保护优先”原则，热工保护系统输出操作指令应优先于其她任何指令，由被控对象驱动装置控制回路执行。5.2.7输入热工保护系统接点信号宜是无源千接点，普通应取自现场开关量仪表或受控设备终端接点。5.2,8被控对象接受保护作用而变化状态后，不会自动恢复到接受保护作用前状态。当输入条件满足后，保护逻辑可咀自动复归。不应设立供运营人员切、投保护和手动复归保护逻辑任何办法。5.3热工保护系统配备原则5.3.1炉和机保护系统（即FSS和ETS）可采片j安全有关系统（当采用安全有关系统时，宜采用经认证、符合GB/T 20438.1-、GB厂r 20438.2-、GBfl 20438.3-和GB厂r 21109.1-规定、相应高规定或迮续操作模式下安全完整性级别为SIL3级安全有关系统），也可采用其她可编程电子逻辑系统(DCS或PLC)使用软逻辑或采用继电器使用硬逻辑实现。当采用安全有关系统或其她独立于机组控制系统可编程电子逻辑系统时，宜与机组控制系统有通信接口，将监视信息送入机组控制系统。5.3.2除炉机保护系统外其她热工保护系统，宜采用可编程电子逻辑系统(DCS或PLC)使用软逻辑实现。当所采用可编程电子逻辑系统独立于机组控制系统之外时，宜与机组控制系统有通信接口，将监视信息送入机组控制系统。5.3.3 当采用DCS或PLC可编程电子逻辑系统实现热工保护逻辑时，除应满足5.2.2外，还应当符合下列规定： 1 最低应达到下述电磁兼容性规定，即在相应实验条件下系DL/T 5428 - 统性能正常：1) GB/T 17626+2-规定静电放电抗扰度实验等 级3； 2) GB/T 17626.3-规定射频电磁场辐射抗扰度 普通实验级别3和保护（设备）抵抗数字无线电话射 频辐射实验级别4： 3) GB/T17626.4-规定电迅速瞬变实验级别3： 4) GB/T17626.5-规定浪涌（冲击）抗扰度实验 级别4： 5) GB/T 17626.6-规定射频场感应传导骚扰 抗扰度实验级别3； 6) GB/T 17626.8-规定稳定持续和短时作用 磁场实验级别4： 7) GB/T17626.9-1998规定脉冲磁场实验级别4： 8) GB/T17626.10-1998规定阻尼振荡磁场实验级别 4； 9) GB/T 17626.11-规定电压暂降和短时中断全 部实验级别(即实验级别0、40和70)以及电压变 化电压实验级别40和O： 10) GB/T17626.12-1998规定振铃波实验级别3和阻 尼振荡渡实验级别3。 2保护系统逻辑控制器必要冗余配备，输出继电器必要可靠。 3保护动作响应时间应满足被控对象规定。 4 110通道应有电隔离揩施。5.3.4 当采用继电器构成保护逻辑时，宜采用直流继电器：如供电电源来自UPS时，也可采用交流继电器。5.3.5 除特别阐明外，热工保护系统应遵守下列“独立性”原则： 1 停机、停炉保护逻辑系统应当有独立逻辑、独立冗余控制器、独立输入输出系统和独立电源，且应在功能上和物理上独立于其她逻辑系统，不得与任何其她逻辑系统（如MCS和scs等）组合在一起。 2一套保护逻辑系统应仅限于单台机组，不应多台机组共用一套保护逻辑系统。 3冗余I/o信号应通过不同I/O模件和通道引入引出。 4触发停机、停炉保护信号开关量仪表和模仿量变送器，传感器应单独设立；当确有困难而需与其她系统合用时，其信号应一方面进入保护系统，然后再通过隔离设施引至其她系统。 5触发停机、停炉保护信号开关量仪表和模仿量变送器传感器取样系统不应与其她系统发讯器合用，冗余配备开关量仪表或模仿量变送器传感器也不应使用同一取样系统。 6停机、停炉动作命令不应通过通信总线传送。触发停机、停炉信号应为硬接线。5.3.6应冗余配备开关量仪表应依照机组设备实际状况设立，至少应符合下列规定： 1 二取一：一次风与炉膛差压（如制造厂等规定）。 2三取二：炉膛正压、炉膛负压、火检冷却风与炉膛差雎（或火检、冷却风压力）、凝汽器真空、润滑油压、抗燃油压、发电机冷却水流量。5.3.7应冗余配备模仿量仪表应依照机组设备实际状况设立，至少应符合下列规定： 1 双重冗余：再热蒸汽温度、轴向位移、给水泵汽轮机转速、汽包压力、总进风量、炉水循环泵进出口压差、常压流化床旋风分离器出口温度、燃油压力。 2三重冗余：汽包炉汽包水位、直流炉给水流量、炉膛压力、常压流化床床压及流化风量、汽轮机转速、主蒸汽压力、再热蒸汽压力、磨煤机出口温度。 3 多重冗余：常压流化床床温。 5.4其 她5.4.1 随锅炉配供保护系统所需检测仪表和装置至少应符合DL/T 589-1996和SD 268-1988规定；随汽轮发电机配供保护系统所需检测仪表和装置至少应符合GB/T 5578-、DL/T 590-1996和DL/T 892-规定；随汽轮发电机配供保护系统所需检测仪表和装置至少应符合DL/T 591-1996规定；随锅炉给水泵配供保护系统所需检测仪表和装置至少F.,z符合DL/T 592-1996规定。5.4.2就地设备及管路设计应满足DL/T 5182-规定。5.4.3 电缆设计应符合GB 50217-和GB 50229-中6.7规定。16DL/T 5428 - 6锅 炉保护6.1锅炉局部保护6.1.1主蒸汽压力高保护。 主蒸汽压力高保护应涉及下列内容： l 主蒸汽压力超过规定一值时，报警；若带旁路系统且有快开功能时，应自动迅速打开高压旁路阀； 2 主蒸汽压力超过规定二值时，应自动打开压力释放阀(PCV)： 3主蒸汽压力超过规定三值时，应自动打开相应安全阀； 4锅炉饱和蒸汽压力超过规定值时应自动打开汽包安全阀。6.1.2再热蒸汽压力高保护。 再热蒸汽压力高保护应涉及下列内容： 1 当再熟器出口压力超过规定一值时，报警；若带旁路系统且有快开功能时，应自动打开低压旁路阀。 2 当再热器出口压力超过规定二值时，自动打开再热器热段安全阀，并报警。6.1.3高、低压旁路保护。 参见8.5。6.1.4再热蒸汽温度高保护。 当再热蒸汽热段汽温超过规定值时，超驰打开事故喷水阀门。6.1.5汽包水位保护。 汽包水位保护应涉及下列内容： 1 当汽包水位高至第一规定值时，报警；高至第二规定值时，应自动打开汽包事故放水阀，同步报警；高至第三规定值时，应DL/T 5428 - 自动紧急停炉(MFT)。 2 当汽包水位低至第一规定值时，报警；低至第二规定值时，报警；低至第三规定值时，应自动紧急停炉( MFT)。6.1.6强制循环锅炉断水保护。 当运营中炉水循环泵进出口压差低至第规定值时，报警；低至第二规定值时，停止该泵运营，同步自动启动备用炉水循环泵。当所有炉水循环泵跳闸或所有炉水循环泵先后差压小或流量丧失时，应自动紧急停炉( MFT)。6.1.7直流炉断水保护。 直流炉断水保护应涉及下列内容： 1 当给水流量低至规定一值时，报警i 2 当给水流量低至规定二值时，应自动紧急停炉( MFT)： 3 当所有锅炉给水泵均跳闸时，应自动紧急停炉( MFT)。6.1.8锅炉某些火焰消失保护。 锅炉某些火焰消失保护应涉及下列内容： 1 对容量为lOOOUh及以上切向燃烧锅炉，当单个燃烧器火焰丧失时，应发出报警信号，由运营人员判断与否停JE相应燃烧器对，或停止该层所有燃烧器相应给粉机或磨煤机。 2对容量为IOOOUh及以上墙式燃烧或拱式燃烧锅炉，当单个燃烧器火焰丧失时，应报警；当同一种磨煤机或给粉机供粉燃烧器火焰丧失数量超过规定值时，应自动停止相应磨煤机或给粉机。 3耐容量为lOOOt/h及蛆一卜电扇磨煤机直吹式制粉系统v向燃烧锅炉t当单个燃烧器火焰丧失时，应报警，由运营人员判断与否停止相应磨煤机i当个角熄火燃烧器数量不不大于规定值时，cw自动停止相应电扇磨煤机。6.1.9其她锅炉局部保护宜依照锅炉及其工艺系统特点规定进行相应设计。18DL/T 5428 - 6.2锅炉炉膛安全保护6.2.1 煤粉锅炉炉膛防爆设计应符合DL厂r435-规定。6.2.2锅炉吹扫。 1 对于常压流化床锅炉，当床流化及床温高于点火限值，且无锅炉跳闸工况时，可旁路吹扫逻辑。除此以外，在锅炉点火前，必要对炉膛（涉及烟道）进行吹扫，吹扫开始和吹扫过程中，必须满足所有吹扫条件。当吹扫条件之一不满足时，应及时停止吹扫计时。吹扫条件再次满足后，重新启动吹扫程序。 2容量为67Wh及以上锅炉还宜设立单个油枪吹扫顺序控制功能。 3锅炉炉膛吹扫时间应不少于5 min或相称于炉膛及其后部承压部件空间换气5次时间，其时间取两者中大值。 4锅炉炉膛基本欢扫条件应依照锅炉容量和制粉系统型式按表6.2.2所列条件拟定。按锅炉制造厂规定还町增长一些条件，如： 1)所有辅助风挡板打开至吹扣位置； 2)所有热风门关闭： 3)其她。 5 吹扫完毕后应有显示，此时MFT逻辑应通过吹扫完毕信号自动复归。裹6.2.2锅炉炉膛吹扫条件 中问贮仓式制粉系统 直吹式制耪系统 序 号 畋扫条件 220dh 1 000r/h 220Uh I OOOt/h 670t/h 3 0(Xh/b 670Uh 3000t/h l 无MFT跳闸条件存在 J J 2 至少一台送风机运营，且相应避风 挡板打开 19DL/T 5428 - 表6_ 2.2（续） 中间贮仓式制粉系统 直吹式制粉系统 序 号 吹扫条件 22(Wh lOOOt/h 220t/h lOOOUb 670t/h 3 000Uh 67Wh 3000t/h 3 至少一台引风机运营，且相应引风 挡板打开 4 两台回转式空气预热器均投入运营 、， 一 5 两台静电除坐器均跳闸 、， 、， 6 炉膛通风量在25%40%额定负荷 质量风量范畴内（或由实验拟定） 7 总燃油（或懈气）关断阀或快关阔 关闭总燃气排空阀打开 8 所有油把（或气枪）关断阉或快关 。 ， O 阉关闭-韶气枪燃气排空阀打开 9 所有一救风机跳闸 、， 10 仝部排粉机、培粉机跣闸 11 所有给煤机、磨煤机跳闸 、， 12 汽包或汽水分离器水位正常（达到