賈寶峰

（浙江大唐烏沙山發(fā)電有限責任公司，浙江 象山 315722）

浙江大唐烏沙山電廠一期工程為4×600 MW燃煤機組，于2006年內正式投入運行，控制系統(tǒng)采用FOXBORO公司I/A系統(tǒng)。機組調試期間及投產(chǎn)運行以來，多次發(fā)生熱工系統(tǒng)故障，原因可歸結為測點取樣、單點保護、閥位信號聯(lián)鎖、設備電源等環(huán)節(jié)的故障，嚴重影響機組的安全穩(wěn)定運行。為提高熱工控制系統(tǒng)運行可靠性，對熱工系統(tǒng)進行隱患排查與整治，有針對性地采取改進措施，就處理過程中一些較普遍的共性問題進行交流，以供參考借鑒。

1 熱工保護系統(tǒng)可靠性分析與處理

1.1 共用取樣點引起的故障

由于設備的制造設計原因，機組一些保護信號取樣點往往被共用，成為熱工系統(tǒng)安全運行的一個隱患。如1號機組570 MW負荷時，B給水泵汽輪機（簡稱小機）突然跳閘，首次故障信號為“排汽壓力高高”。查找記錄曲線趨勢，3個真空低低開關（校驗定值：-30 kPA）與1個真空低開關（校驗定值：-70 kPA）均觸發(fā)（4個真空壓力開關連接于同一根壓力取樣管）。B小機真空低跳閘前后，其壓力變送器顯示的真空值、小機排汽管與凝汽器連通門、排汽溫度以及B小機振動值均處于正常狀態(tài)。3個壓力開關校驗結果也正常，4個真空壓力開關接頭、二次門、取樣管道四通均無漏點，因此排除了壓力開關故障或連接問題引起的可能性。進一步仔細檢查，發(fā)現(xiàn)保護用的3個排氣壓力開關公用的一次門門芯脫落，致使小機3個排氣壓力開關誤動作，觸發(fā)B小機“真空低跳閘”保護動作，導致B小機誤跳閘。

對全廠各個系統(tǒng)設備的保護用測點公用一次門進行排查，發(fā)現(xiàn)所有小機保護系統(tǒng)中的抗燃油壓低保護、潤滑油壓低保護一次門也都公用。這些設備都由廠家直接供貨成套設備，其儀表架均是由同一根儀表管分成3路連接至保護儀表（見圖1），測量回路中任何一個元部件異?；蚬苈啡我贿B接處泄漏，都可能導致保護誤動作，這樣的設計顯然不符合DL 5000-2000《火力發(fā)電廠設計技術規(guī)程》中關于所有重要的主輔機保護信號回路應采用三選二全程冗余獨立配置的要求。因此利用機組檢修機會，對類似問題全部進行了整改，將所有共用一次門的保護聯(lián)鎖測點全部改造為單獨取樣，改造后沒有再發(fā)生類似問題。

圖1 給水泵汽輪機EH油壓低低開關改造前

1.2 單點保護信號的故障

機組啟動過程中，精處理系統(tǒng)曾在各項參數(shù)正常、系統(tǒng)設備穩(wěn)定運行的情況下，突然退出運行。報警顯示故障的直接原因是精處理過濾器入口溫度高保護動作。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，精處理過濾器入口溫度測量元件接線虛接，引起溫度跳變，保護誤動作，導致精處理系統(tǒng)退出運行。除對精處理系統(tǒng)的所有保護進行全面梳理外，對主機、重要輔機的保護也進行了檢查，對發(fā)現(xiàn)的單點保護逐一改造，如精處理過濾器母管入口溫度保護、精處理過濾器母管入口壓力保護、精處理系統(tǒng)壓差保護等，均增加2個測點，以此實現(xiàn)保護信號三取二的邏輯判斷功能。

汽動給水泵（簡稱汽泵）前置泵入口流量只有1個測點，一旦流量測點出現(xiàn)異常，將直接導致再循環(huán)調節(jié)門全開，汽泵跳閘。這項保護增加了測點，將原來的一對一的流量孔板改造為一對三的流量孔板，并增加了2臺流量變送器，將此保護邏輯優(yōu)化為三取二的保護邏輯。

小機的速關油壓建立只有1個壓力開關，而此信號是判斷小機正常運行與否的關鍵信號之一，一旦此信號誤發(fā)將直接導致給水泵RB，對機組的安全運行構成了嚴重的威脅。從小機閥塊的速關油壓引出點增加2個速關油壓一次門，增加了2個汽泵速關油壓建立的壓力開關，小機電液控制系統(tǒng)速關油壓建立邏輯優(yōu)化為三取二的邏輯。

1.3 循環(huán)水泵出口液控蝶閥異常跳閘

機組運行中，曾頻繁發(fā)生循環(huán)水泵出口液控蝶閥異常跳閘問題，每次都是由于循環(huán)水泵出口液控蝶閥關反饋誤動造成，原因是蝶閥關反饋的行程開關所處環(huán)境潮濕，潮汽易進入開關，造成開關的絕緣降低，誤發(fā)閥門關反饋信號。

采取的措施是向開關內灌注防水絕緣密封膠，待密封膠凝固后，蓋好限位開關封蓋，外面噴涂電氣設備防潮脫濕保護劑，可以有效防止外部潮濕空氣滲入凝結，還對開關接線端子起到防腐作用。經(jīng)過這樣的改進后，開關的使用壽命得到延長，誤動幾率減少。

循環(huán)水泵出口液控蝶閥的關反饋只有1個行程開關，此行程開關又作為循環(huán)水泵的一項保護，一旦行程開關動作還將聯(lián)鎖跳閘循環(huán)水泵。經(jīng)過反復研究，設計了1種反饋支架（如圖2所示），增加了2個關反饋行程開關，實現(xiàn)了循環(huán)水泵出口液控蝶閥關反饋的三取二保護。改造完成后，再沒有發(fā)生過由于液控蝶閥關反饋誤動作造成的循環(huán)水泵異常跳閘的問題。

圖2 循環(huán)水液控蝶閥反饋行程開關及支架

1.4 冗余信號共用輸入模件的問題

機組控制系統(tǒng)中的一些冗余信號設計在同一塊輸入卡件上，一旦此卡發(fā)生故障會直接導致保護動作。如除氧器液位低低保護，采用的是除氧器水位變送器三取中的值，并加上2個除氧器水箱水位低低開關，進行三取二的保護設計。但是除氧器水箱水位低低這2個液位開關卻引入了同一塊DI卡件中，這樣的設計就存在嚴重的安全隱患。一旦該卡件故障，將直接使所有汽泵前置泵跳閘，進而將導致所有汽泵跳閘，最終會導致機組保護動作跳閘。發(fā)現(xiàn)這個問題后，及時進行了改進，將2個除氧器水箱水位低低開關分不同卡件布置，避免了因1塊卡件故障就使保護拒動或者誤動的問題。

1.5 危急遮斷電磁閥（AST）電源的改進

1號機組在整套啟動過程中，參數(shù)均正常的情況下發(fā)生汽輪機跳閘。檢查發(fā)現(xiàn)汽輪機跳閘條件均未觸發(fā)，無首出條件，主機跳閘保護系統(tǒng)（ETS）的畫面上220 V交流電源故障報警。

經(jīng)檢查ETS柜2路AST電磁閥中有1路電源失去。現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)1個AST電磁閥燒毀變形。由于同一通道的2個電磁閥采用1個電源開關，這樣即使出現(xiàn)1路電源由于某種原因失去或1個電磁閥燒損，也不會造成機組跳閘的事件發(fā)生。通過進一步檢查，發(fā)現(xiàn)事件的直接原因是在調試過程中，沒有仔細核對AST電磁閥的供電電源，將造成非同一通道的2個AST電磁閥共用1路電源。這樣一旦任一個電磁閥故障燒毀，將造成相應的供電電源跳開，該開關供電的另外一個電磁閥也同時失去供電，導致AST電磁閥的跳閘油路導通，機組跳閘。

針對該問題，對AST電磁閥的電源進行改進，增加2路電源開關，分別向4個AST電磁閥供電，保證4個電磁閥互不影響，即使出現(xiàn)電磁閥燒毀的情況，也不會造成2個電磁閥同時失電的情況發(fā)生，同時也有利于現(xiàn)場故障電磁閥的迅速判斷和處理。

2 提高熱工系統(tǒng)可靠性的其他措施

從目前的實際情況看，火力發(fā)電機組熱工系統(tǒng)的誤動、拒動的情況仍然時有發(fā)生。因此如何更有效地防止DCS系統(tǒng)失靈和熱工保護誤動、拒動是熱工人員關注的焦點。根據(jù)《火電廠熱控系統(tǒng)可靠性配置與事故預控》要求，結合實際情況提出提高熱工保護系統(tǒng)可靠性的措施。

（1）對于重要的輔助系統(tǒng)，由于大多都是設備廠家成套配供的設備，包括設計、調試等往往也是由廠家直接完成，所以要特別注意輔助系統(tǒng)的單點保護、單點取樣、單一電源等問題，在最初的技術協(xié)議談判階段就要提出相應的要求并在技術協(xié)議中得到確認。

（2）控制系統(tǒng)硬件的可靠性體現(xiàn)在保護測點輸入卡件及保護指令輸出卡件的可靠性上，因此，對重要熱工保護系統(tǒng)所涉及的硬件設備要進行實際傳動試驗。在每次機組檢修中，保護投入運行前都應該對檢測元件及卡件進行校驗及實際傳動，確認檢測元件工作正常，卡件通道沒有異常才能夠投入保護。但是在實際應用中還是會出現(xiàn)校驗合格的檢測元件或控制系統(tǒng)卡件在運行中故障，造成設備誤動的事件。這是因為熱控電子設備位置受現(xiàn)場環(huán)境及安裝的影響較大。現(xiàn)場的振動、高溫、潮濕、灰塵等情況都會對測點的正常工作造成影響，同時也會加速檢測元件的老化。在檢修中只有認真做好各項記錄，認真對待每次檢修的檢查傳動機會，嚴格跟蹤保護系統(tǒng)校驗的每一個過程，才能提前發(fā)現(xiàn)和減少故障。

（3）在熱控保護系統(tǒng)中，檢測元件、取樣點、輸入卡件、控制器等都應該盡可能地采用冗余設計。目前控制系統(tǒng)的過程控制站電源和控制器的冗余設計已成為普遍共識，但現(xiàn)場的一些聯(lián)鎖保護動作元件（如跳閘電磁閥）的動作電源未實現(xiàn)獨立設計和實時監(jiān)控，一些重要的熱工保護測點未能冗余設置，應加強這方面的改進，同時對保護測點信號進行有效的監(jiān)控和判斷。通過有效的質量判斷實現(xiàn)壞質量剔除的功能，保證同一參數(shù)的多個重要測點的測量通道布置在不同的輸入卡件上。

（4）在保護測量的元器件選擇上，應采用技術成熟、可靠的熱控元件。隨著熱控自動化程度的提高，對熱控元件的可靠性要求也越來越高。但目前的實際情況是，有些生產(chǎn)廠家以犧牲產(chǎn)品的質量來降低成本，各種仿冒產(chǎn)品也頻頻出現(xiàn)，這些都對熱工系統(tǒng)安全運行造成了嚴重威脅。因此，應加強技術監(jiān)督，并賦予相應的權益，曝光質量不可靠的產(chǎn)品，以提高熱工設備的可靠性。

（5）嚴格控制現(xiàn)場的圖紙設計、設備施工、調試、檢修等環(huán)節(jié)，對設計圖紙要認真審核，在設備施工、調試、檢修等過程中，要積極深入現(xiàn)場，了解現(xiàn)場的實際情況，對發(fā)現(xiàn)的問題要認真處理，把設備隱患減少到最小程度。

（6）在條件允許的情況下，提高和改善熱控就地設備的工作環(huán)境條件：就地設備接線盒應密封、防雨、防潮、防腐蝕；就地設備的安裝應盡量遠離熱源、輻射源、干擾源；就地設備應盡量安裝在保溫保護箱內，對可能出現(xiàn)冰凍的區(qū)域，應做好對取樣儀表管和保溫保護箱的電伴熱等防凍措施；保證控制系統(tǒng)電子設備間的環(huán)境條件在規(guī)程規(guī)定的范圍內，避免由于溫度、濕度超標，造成電子元器件的加速老化甚至出現(xiàn)故障的情況。

（7）認真制定保護系統(tǒng)設備的檢修、檢查等規(guī)章制度。嚴格執(zhí)行定期檢查、檢修制度，做好機組大、小修的設備檢修管理，及時發(fā)現(xiàn)設備隱患，使設備處于良好的工作狀態(tài)。做好日常維護和試驗。停機時，對保護系統(tǒng)徹底檢查，并進行嚴格的保護傳動試驗。

3 結語

提高熱控系統(tǒng)的可靠性是一個系統(tǒng)工程，客觀上涉及熱控測量、信號取樣、控制設備與邏輯的可靠性，主觀上涉及熱控系統(tǒng)設計、安裝調試、檢修運行維護質量和人員的素質。只要在實際工作中認真總結以往經(jīng)驗教訓，做好熱工設備隱患的排查工作，對發(fā)現(xiàn)的問題及時改進，就能不斷提高熱工保護的可靠性。

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