趙愛(ài)芳，毛晶潔，周玉慧

(華能寧夏大壩發(fā)電有限責(zé)任公司，寧夏 青銅峽 751607)

華能寧夏大壩發(fā)電有限責(zé)任公司裝機(jī)容量為4×300MW，機(jī)組采用單機(jī)單爐單元控制系統(tǒng)。2010-02-10，公司2號(hào)機(jī)發(fā)生一起因自動(dòng)停機(jī)遮斷電磁閥(以下簡(jiǎn)稱“AST電磁閥”)誤動(dòng)導(dǎo)致機(jī)組停機(jī)的事故。

1 ETS系統(tǒng)功能

2號(hào)機(jī)組的汽輪機(jī)停機(jī)保護(hù)是由HOLLIAS公司汽輪機(jī)危急遮斷控制系統(tǒng)(以下簡(jiǎn)稱“ETS系統(tǒng)”)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在汽輪機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，ETS系統(tǒng)在線監(jiān)視影響機(jī)組安全運(yùn)行的一些重要參數(shù)，當(dāng)這些參數(shù)超過(guò)其運(yùn)行限值時(shí)則采取必要的措施進(jìn)行處理；并在異常情況繼續(xù)發(fā)展到可能危及設(shè)備安全時(shí)，送出遮斷信號(hào)關(guān)閉全部汽輪機(jī)進(jìn)汽門(mén)，停止汽輪機(jī)的運(yùn)行。ETS系統(tǒng)自動(dòng)停機(jī)的主要執(zhí)行元件由1個(gè)帶有4個(gè)AST電磁閥和2個(gè)超速保護(hù)控制閥(OPC)的危急遮斷控制塊(即電磁閥組件)、隔膜閥和壓力開(kāi)關(guān)等組成。ETS系統(tǒng)的自動(dòng)停機(jī)是通過(guò)該電磁閥組件來(lái)控制油壓實(shí)現(xiàn)的。AST電磁閥組件在油管路中被設(shè)計(jì)成串并聯(lián)布置的結(jié)構(gòu)，2個(gè)電磁閥為1個(gè)通道，采用先并聯(lián)再串聯(lián)的控制方式，每個(gè)通道中至少有1只電磁閥打開(kāi)，才可導(dǎo)致停機(jī)。這也提高了保護(hù)的可靠性，4只AST電磁閥中任意1個(gè)損壞或拒動(dòng)均不會(huì)引起停機(jī)。

ETS系統(tǒng)的遮斷保護(hù)停機(jī)原理見(jiàn)圖1。ETS系統(tǒng)有4個(gè)24 V DC繼電器TRIP-1A，TRIP-1B，TRIP-2A，TRIP-2B。其中，TRIP-1A，TRIP-1B為通道1的一對(duì)繼電器，TRIP-2A、TRIP-2B為通道2的一對(duì)繼電器。TRIP-1A，TRIP-1B控制AST-1A，AST-1B 2個(gè)電磁閥，TRIP-2A，TRIP-2B控制AST-2A，AST-2B 2個(gè)電磁閥。220V AC電源通過(guò)繼電器的觸點(diǎn)控制現(xiàn)場(chǎng)的這4個(gè)AST電磁閥。正常運(yùn)行中，繼電器TRIP-1A，TRIP-1B，TRIP-2A，TRIP-2B處于吸合狀態(tài)，4個(gè)AST電磁閥也通電勵(lì)磁關(guān)閉，從而切斷了自動(dòng)停機(jī)危急遮斷母管上的抗燃油(EH油)泄油通道，使所有蒸汽閥的執(zhí)行機(jī)構(gòu)活塞下腔油壓能夠建立起來(lái)。當(dāng)任何一個(gè)被監(jiān)視的參數(shù)有遮斷信號(hào)ETS-OUT發(fā)出時(shí)，都將使TRIP-1A，TRIP-1B，TRIP-2A，TRIP-2B繼電器失電。繼電器失電后，被其控制的電磁閥AST-1A，AST-1B，AST-2A，AST-2B也失電打開(kāi)，則總管泄油，導(dǎo)致所有主汽門(mén)關(guān)閉而使汽輪機(jī)停機(jī)。

圖1 ETS系統(tǒng)的遮斷保護(hù)停機(jī)原理

2 事故過(guò)程

2010-02-10T10:08:43，2號(hào)機(jī)組DCS系 統(tǒng)發(fā)AST電磁閥失電SOE紀(jì)錄事件；10:09:08，2號(hào)機(jī)組ETS 1，2通道遮斷，汽機(jī)跳閘，機(jī)組負(fù)荷由306MW降到0，發(fā)電機(jī)逆功率信號(hào)發(fā)，廠用電由備用變提供；10:10:10，運(yùn)行當(dāng)班人員手動(dòng)MFT，鍋爐滅火。

事故發(fā)生后，首先檢查汽機(jī)ETS保護(hù)機(jī)柜，發(fā)現(xiàn)ETS保護(hù)機(jī)柜已失電。DCS電源配送柜送2路220V AC電源至ETS保護(hù)機(jī)柜，當(dāng)時(shí)一路電源從ETS機(jī)柜斷開(kāi)，一路電源從DCS電源配送柜斷開(kāi)。在對(duì)ETS保護(hù)機(jī)柜4個(gè)AST電磁閥檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)，AST-1A電磁閥線圈電阻值為0。就地檢查發(fā)現(xiàn)，該電磁閥線圈被燒糊，有明顯異味。重新更換新的電磁閥，缺陷消除，汽機(jī)掛閘、沖轉(zhuǎn)、并網(wǎng)、帶正常負(fù)荷。

3 原因分析

根據(jù)檢查結(jié)果判斷，此次停機(jī)事故應(yīng)該是由于AST電磁閥長(zhǎng)期帶電，造成設(shè)備老化，AST-1A電磁閥線圈絕緣性能下降，線圈短路，以致電磁閥被燒壞。但按AST電磁閥組件在油路中的設(shè)計(jì)理念，1個(gè)電磁閥動(dòng)作不應(yīng)該引起停機(jī)事故。在繼續(xù)深入查找原因時(shí)發(fā)現(xiàn)以下2個(gè)問(wèn)題。

(1) ETS保護(hù)系統(tǒng)AST電磁閥電源存在設(shè)計(jì)問(wèn)題。按照設(shè)計(jì)圖紙，ETS保護(hù)機(jī)柜電源由DCS電源配送柜提供2路220V AC電源，這2路電源同時(shí)并聯(lián)冗余工作，失去任何一路電源對(duì)ETS保護(hù)機(jī)柜沒(méi)有影響。4個(gè)AST電磁閥電源則由ETS保護(hù)機(jī)柜電源提供，這就造成了當(dāng)AST-1A電磁閥發(fā)生短路時(shí)，ETS保護(hù)機(jī)柜一路電源開(kāi)關(guān)因過(guò)流斷開(kāi)，同時(shí)造成另一路上級(jí)DCS電源開(kāi)關(guān)也跳閘斷開(kāi)，造成機(jī)柜失電。這樣，4個(gè)AST電磁閥全部失電，從而打開(kāi)了自動(dòng)停機(jī)危急遮斷母管上的抗燃油泄油通道，導(dǎo)致所有主汽門(mén)關(guān)閉而停。

(2) ETS保護(hù)系統(tǒng)遮斷輸出采用正邏輯。根據(jù)ETS保護(hù)邏輯，若有一項(xiàng)機(jī)跳爐保護(hù)信號(hào)時(shí)，即當(dāng)汽機(jī)跳閘后發(fā)出主燃料跳閘(MFT)信號(hào)時(shí)，機(jī)組自動(dòng)停爐。而事故發(fā)生時(shí)卻沒(méi)有此信號(hào)發(fā)出，而是由運(yùn)行當(dāng)班人員進(jìn)行手動(dòng)MFT。事故調(diào)查分析發(fā)現(xiàn)，當(dāng)ETS保護(hù)系統(tǒng)出現(xiàn)汽機(jī)跳閘遮斷停機(jī)信號(hào)時(shí)，送往其他系統(tǒng)如BMS，CCS，SCS，BPC，DAS系統(tǒng)和電氣等的擴(kuò)展信號(hào)并沒(méi)有及時(shí)發(fā)出。這是由于原ETS保護(hù)系統(tǒng)遮斷輸出設(shè)計(jì)為正邏輯，機(jī)組正常工作時(shí)輸出繼電器不帶電。當(dāng)機(jī)組有遮斷信號(hào)輸出時(shí)，輸出繼電器帶電，其送往其他系統(tǒng)的擴(kuò)展信號(hào)由繼電器的常開(kāi)接點(diǎn)閉合送出。而當(dāng)ETS保護(hù)機(jī)柜失電后，其正邏輯輸出繼電器由于失電常開(kāi)、接點(diǎn)斷開(kāi)，不能及時(shí)發(fā)出相應(yīng)擴(kuò)展信號(hào)。

4 改進(jìn)措施

(1) 將AST電磁閥電源與ETS保護(hù)機(jī)柜電源分開(kāi)。在DCS電源配送柜單獨(dú)增加2路220V AC電源供AST電磁閥電源使用，并加裝保險(xiǎn)，防止AST電磁閥回路短路時(shí)發(fā)生開(kāi)關(guān)越級(jí)跳閘，影響UPS系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性。同時(shí)，一路電源提供給AST-1A，AST-1B 2個(gè)電磁閥，一路電源提供給AST-2A，AST-2B 2個(gè)電磁閥，并在ETS跳閘畫(huà)面增加ETS 1，2通道電源監(jiān)視和AST電磁閥狀態(tài)顯示，以便在AST電磁閥異常時(shí)運(yùn)行人員能及時(shí)發(fā)現(xiàn)。

(2) 將ETS保護(hù)系統(tǒng)遮斷輸出采用反邏輯。利用機(jī)組檢修停機(jī)的機(jī)會(huì)進(jìn)行保護(hù)邏輯修改，將正邏輯保護(hù)輸出改為反邏輯保護(hù)輸出，并將其送往其他系統(tǒng)的擴(kuò)展信號(hào)輸出繼電器的接線由常開(kāi)接點(diǎn)改至常閉接點(diǎn)。機(jī)組正常工作時(shí)，輸出繼電器帶電，常閉接點(diǎn)斷開(kāi)；當(dāng)機(jī)組有遮斷信號(hào)輸出時(shí)，輸出繼電器失電，常閉接點(diǎn)閉合送出信號(hào)，同時(shí)也可在ETS保護(hù)機(jī)柜電源失電后，相應(yīng)擴(kuò)展信號(hào)仍能正常送出。

5 預(yù)防措施

(1) 檢查其他機(jī)組的ETS保護(hù)邏輯，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在的隱患，并提出相應(yīng)整改意見(jiàn)。

(2) 將此次2號(hào)機(jī)組的經(jīng)驗(yàn)應(yīng)用于1號(hào)機(jī)組的ETS同類型設(shè)備的改造實(shí)施中。

(3) 建立電磁閥絕緣測(cè)試電子臺(tái)賬，利用機(jī)組檢修機(jī)會(huì)對(duì)電磁閥回路絕緣情況進(jìn)行檢查測(cè)試，及時(shí)排除設(shè)備隱患。