阮征

摘 要：隨著發(fā)電機(jī)組容量和規(guī)模的成倍增長，提高熱工保護(hù)及控制系統(tǒng)的可靠性水平，已成為確保發(fā)電機(jī)組以及電網(wǎng)系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、高效運(yùn)行和滿足國家節(jié)能環(huán)保要求的關(guān)鍵。但由于熱控設(shè)備品種繁多、技術(shù)涉及面廣、元部件離散性大，運(yùn)行過程中發(fā)生各種各樣的故障難以避免，這就對(duì)從事控制系統(tǒng)運(yùn)行、維護(hù)的技術(shù)人員提出了一個(gè)新的課題，就是如何進(jìn)行故障的有效預(yù)防，以及故障發(fā)生后如何通過迅速、正確的處理，將故障的影響降到最小，確保機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：熱工保護(hù)；可靠性；安全運(yùn)行

現(xiàn)代大型火電機(jī)組的啟動(dòng)、停止、正常運(yùn)行以及異常狀況的處理都是由工作人員遠(yuǎn)程控制完成的，自動(dòng)化程度很高。盡管我公司引進(jìn)的兩臺(tái)660MW超臨界機(jī)組具有高自動(dòng)化、高保護(hù)、安全保障的功能，但在保障機(jī)組安全過程中還存在著一系列誤動(dòng)。因此，我們對(duì)機(jī)組保護(hù)過程中存在的拒動(dòng)和誤動(dòng)進(jìn)行了適當(dāng)?shù)母纳啤?/p>

1 事例分析及解決辦法

機(jī)組運(yùn)行過程中出現(xiàn)的事故跳閘現(xiàn)象是設(shè)計(jì)和實(shí)際情況存在偏差造成的，機(jī)組熱工保護(hù)易出現(xiàn)誤動(dòng)。當(dāng)機(jī)組熱工保護(hù)出現(xiàn)誤動(dòng)時(shí)，應(yīng)根據(jù)每一次的實(shí)際運(yùn)行情況，進(jìn)行認(rèn)真具體的分析研究，對(duì)此作出合理的改善方案。在長時(shí)間的機(jī)組運(yùn)行中，機(jī)組熱工保護(hù)不斷改進(jìn)，熱工保護(hù)系統(tǒng)的誤動(dòng)率在逐年降低。

1）2009年3月24日，化學(xué)人員按慣例開啟2號(hào)機(jī)定子冷卻水水箱水位計(jì)底部放水門，連續(xù)放水2～3分鐘對(duì)發(fā)電機(jī)定子冷卻水取樣、測量導(dǎo)電率。

由于運(yùn)行操作人員缺乏經(jīng)驗(yàn)，引起水箱水位發(fā)生劇烈波動(dòng)、低水位報(bào)警現(xiàn)象，10時(shí)26分出現(xiàn)A冷卻水泵跳閘，B冷卻水泵受到低水箱水位的影響，跳閘信號(hào)復(fù)位前未啟動(dòng)，發(fā)電機(jī)繞組由于定子冷卻水的中斷，繞組溫度急速升高，機(jī)組在溫度上升到80攝氏度的環(huán)境下，若機(jī)組還未出現(xiàn)自動(dòng)跳閘現(xiàn)象，則需采取強(qiáng)迫性的手動(dòng)停機(jī)原則。

所以，分析機(jī)組保護(hù)拒動(dòng)的原因需要從定子冷卻水的保護(hù)邏輯開始。

機(jī)組在全部的定子冷卻水泵停止運(yùn)行后，還會(huì)繼續(xù)危險(xiǎn)運(yùn)行，出現(xiàn)此種情況是由于兩臺(tái)定子冷卻水泵在水箱水位信號(hào)GST.021.LSLL出現(xiàn)低低時(shí)會(huì)立刻跳閘，倘若該信號(hào)在5s內(nèi)復(fù)位斷開，在兩臺(tái)泵均已跳閘的狀況下，其相應(yīng)的指令繼電器AXR.030.02和AXR.030.03在水箱水位信號(hào)的影響下出現(xiàn)失電復(fù)位的現(xiàn)象，同時(shí)時(shí)間繼電器TMR.030.01也不再計(jì)時(shí)，因此該繼電器不會(huì)發(fā)出機(jī)組跳閘的命令在時(shí)間還未到5s的時(shí)候?；诖朔N情況，冷卻水泵受到錯(cuò)誤信息的影響，不能精密的計(jì)算跳閘的指令信息，同時(shí)也不能體現(xiàn)該泵的切實(shí)情況是否已經(jīng)中斷。

在定子冷卻水系統(tǒng)增設(shè)三個(gè)控流裝置，從每個(gè)裝置中送出兩個(gè)連接不同跳閘通道的定子冷卻水低流量信號(hào)，以及每個(gè)通道中發(fā)出的跳閘指令通過三取二的邏輯運(yùn)算進(jìn)行，有效的保障了機(jī)組的安全性，從根本上消除保護(hù)舉動(dòng)及最大化的防止誤動(dòng)。

2）2010.8.10，操作人員為1號(hào)機(jī)做定期交、直流密封油泵聯(lián)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)過程中，密封油/氫差壓發(fā)生波動(dòng)，13時(shí)44分CRT顯示密封油/氫差壓0.51bar，而勵(lì)磁機(jī)側(cè)卻發(fā)出0.2bar低低信號(hào)、保護(hù)誤動(dòng)機(jī)組跳閘。

我們在DCS軟件及聯(lián)鎖柜硬件中將主密封油泵PP041出口壓力低025PSL及交流緊急密封油泵PP042出口壓力低026PSL自停運(yùn)條件取消，是為了防止當(dāng)密封油泵出口壓力低出現(xiàn)報(bào)警現(xiàn)象時(shí)，聯(lián)動(dòng)實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)密封油/氫差壓低低保護(hù)誤動(dòng)現(xiàn)象，為使密封油的油壓下降速率能夠取得最大程度上的防治效果，提高機(jī)組的安全性，采取了維持自身不斷運(yùn)行的同時(shí)與另一交流直流緊急密封油泵的信號(hào)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)。

3）取消失去一次風(fēng)跳全部磨煤機(jī)的保護(hù)，但仍保留其報(bào)警功能。我們通過對(duì)過去過分依賴一次風(fēng)/爐膛差壓低低單信號(hào)跳閘全部磨煤機(jī)導(dǎo)致的多次重復(fù)的保護(hù)誤動(dòng)進(jìn)行分析，采用多點(diǎn)測量分散危險(xiǎn)以及減少保護(hù)誤動(dòng)、增設(shè)關(guān)于跳閘單臺(tái)風(fēng)量<60%的磨煤機(jī)保護(hù)等措施，解決參考點(diǎn)的壓力受任一儀表膜盒穿孔或漏風(fēng)狀況的影響出現(xiàn)的嚴(yán)重干擾，信號(hào)不穩(wěn)等現(xiàn)象，效果顯著。

4）2011年7月18日8時(shí)20分，2號(hào)機(jī)組A引風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)端軸承溫度高，操作人員進(jìn)行檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)該風(fēng)機(jī)的潤滑油已變質(zhì)，停A引風(fēng)機(jī)進(jìn)行換油操作，11時(shí)55分換油完畢后啟動(dòng)時(shí)，A引風(fēng)機(jī)由于振動(dòng)高高而跳閘。13時(shí)45分再次啟動(dòng)A引風(fēng)機(jī)，數(shù)秒后A引風(fēng)機(jī)又因震動(dòng)高高而跳閘，受其影響，B側(cè)送、引風(fēng)機(jī)切至手動(dòng)控制，運(yùn)行人員檢查正常后投回自動(dòng)。13時(shí)46分B側(cè)引風(fēng)機(jī)動(dòng)葉急速關(guān)小，爐膛壓力高高，MFT動(dòng)作，機(jī)組跳閘。熱控人員檢查后發(fā)現(xiàn)B側(cè)引風(fēng)機(jī)控制邏輯不合理。20時(shí)17分，機(jī)組重新并網(wǎng)發(fā)電。

結(jié)合多次風(fēng)組震動(dòng)高高風(fēng)機(jī)跳閘RUNBACK不成功的事故分析經(jīng)驗(yàn)，采取了相應(yīng)的措施：

a.改進(jìn)接地系統(tǒng)，徹底消除外界電磁干擾作用。增設(shè)震動(dòng)測量系統(tǒng)，并根據(jù)實(shí)際修改邏輯；增設(shè)高、低、帶通濾波過濾機(jī)組轉(zhuǎn)速與葉片共振出現(xiàn)的諧波，當(dāng)兩套系統(tǒng)同時(shí)檢測出持續(xù)10秒的震動(dòng)高高信號(hào)才發(fā)出跳閘指令，有效防止了由于變負(fù)荷調(diào)風(fēng)量的影響出現(xiàn)的震動(dòng)高高保護(hù)誤動(dòng)。

b.增設(shè)風(fēng)組關(guān)于軸承溫度的報(bào)警裝置，取消其針對(duì)高溫度時(shí)的跳閘保護(hù)。為消除mv信號(hào)受干擾以及保護(hù)誤動(dòng)對(duì)機(jī)組安全的影響，我們已將E分度熱電偶中性點(diǎn)接地式測量溫度改為Pt100熱電阻絕緣式測量溫度。

c.在改進(jìn)軟件中風(fēng)機(jī)終止及不軟件分跳閘信號(hào)等邏輯問題，切實(shí)實(shí)現(xiàn)了風(fēng)組聯(lián)動(dòng)及RUNBACK功能。

d.為防止受電位器故障產(chǎn)生的反饋與控制信號(hào)不平衡引起的保護(hù)誤動(dòng)MFT信號(hào)，更換了風(fēng)機(jī)組動(dòng)葉執(zhí)行機(jī)構(gòu)，改為電感式反饋裝置。

5）2009年11月11日，運(yùn)行人員按檢修工作票的要求將1號(hào)機(jī)組3、4號(hào)低加退出運(yùn)行。14時(shí)22分3、4號(hào)低加水位高高，發(fā)出開3、4號(hào)低加旁路門信號(hào)。由于設(shè)計(jì)安裝時(shí)錯(cuò)誤地將該信號(hào)接到關(guān)閉3、4號(hào)低加旁路電動(dòng)門的端子上，強(qiáng)制關(guān)閉了3、4號(hào)低加旁路電動(dòng)門，除氧器上水中斷。14時(shí)32分汽包水位低低，MFT保護(hù)動(dòng)作，機(jī)組跳閘。待對(duì)現(xiàn)象數(shù)據(jù)原因分析后，及時(shí)采取矯正措施。增設(shè)高、低加液位高聯(lián)動(dòng)全開危疏門邏輯以及加裝一水位高控制裝置并更換了全新的1151差壓水位計(jì)，消除了高溫氣流的影響以及更加完善了給水加熱保護(hù)裝置，降低或消除高、低加水位保護(hù)誤動(dòng)。

6）2010年4月30日，1號(hào)機(jī)組在啟動(dòng)時(shí)，B給水泵應(yīng)軸承漏油被迫停運(yùn)，而在0時(shí)30分負(fù)荷增至230MW的時(shí)候，C給水泵受平衡水溫度較高的影響出現(xiàn)跳閘，繼而聯(lián)動(dòng)A啟動(dòng)。當(dāng)啟動(dòng)幾十秒以后，A泵受水流量信號(hào)的影響發(fā)生取樣管脫落的現(xiàn)象，出現(xiàn)誤動(dòng)現(xiàn)象。A/B/C三泵全部停止運(yùn)行，而汽包水位全部發(fā)生低低是受到了鍋爐內(nèi)失水以及汽包水位下降過快造成的。通過對(duì)上述現(xiàn)象的整理分析表明了以往每次水泵出現(xiàn)故障時(shí)的跳閘現(xiàn)象，并對(duì)此展開了針對(duì)性的改造：

a.在廠家技術(shù)人員協(xié)助下更替了平衡水溫度測量卡通道的適用電阻的同時(shí)，也將其對(duì)溫度的測定范圍增至了300℃，較以往提高了整整100℃。使測量信號(hào)穩(wěn)定性及精確性大大提高，而220℃的跳閘報(bào)警值落在了測量量程的三分之二處，繼而避免了拒動(dòng)；增設(shè)一塊溫度監(jiān)視卡和兩個(gè)平衡水溫度測點(diǎn)，三個(gè)平衡水溫度測量信號(hào)分別送到三塊卡，從卡件的輸出點(diǎn)按三取二的邏輯進(jìn)行運(yùn)算后發(fā)出給水指令。用該方式使得危險(xiǎn)的發(fā)生率得到顯而易見的降低，也使誤動(dòng)的發(fā)生率大大降低。

b.將測速改為徑向測量方式，目的是為了撤銷軸向測量泵轉(zhuǎn)速時(shí)的錯(cuò)誤信號(hào)，規(guī)避給水泵容易發(fā)生跳閘的故障風(fēng)險(xiǎn)，消除變負(fù)荷的串軸作用。

c.在現(xiàn)有的汽包水位低低、再熱器保護(hù)以及爐水循環(huán)不良等問題的基礎(chǔ)上，為MFT的觸發(fā)條件中增設(shè)三臺(tái)給水泵全停信號(hào)，改善鍋爐的斷水保護(hù)。

7）2010年10月15日，UPS電源發(fā)生故障，全廠機(jī)組發(fā)生跳閘、對(duì)外事故停電現(xiàn)象是由于在UPS瞬時(shí)切換的過程中造成的。多次對(duì)模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析發(fā)現(xiàn)，在控制系統(tǒng)斷電的瞬間，其內(nèi)部的數(shù)據(jù)信息也在斷電的瞬間全部丟失。

主機(jī)的自主上電檢驗(yàn)程序在電力將要恢復(fù)的過程中，就率先運(yùn)行，同時(shí)，在特定的時(shí)間范圍內(nèi)執(zhí)行程序?qū)/O映象表的數(shù)據(jù)開始掃描。

對(duì)于斷電后模擬量輸入卡運(yùn)算數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，是由于該卡在上電后的初始化狀態(tài)是依靠主機(jī)程序BTW指令完成的，因此，在恢復(fù)正常工作狀態(tài)之前，收集的所有數(shù)據(jù)均存在偏差，而當(dāng)錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)傳輸?shù)窖h(huán)水泵機(jī)繞組時(shí)的溫度數(shù)據(jù)>130攝氏度的壞值，導(dǎo)致循環(huán)水泵誤動(dòng)。

經(jīng)過充分研究可編程控制器計(jì)算系統(tǒng)和分析梯形邏輯圖后，利用可編程控制器自檢的反饋信息，取I/O機(jī)架故障信號(hào)作為循環(huán)水泵電機(jī)繞組溫度高跳閘信號(hào)的閉鎖條件，在機(jī)架故障或I/O卡上電5秒內(nèi)閉鎖循環(huán)水泵電機(jī)繞組溫度高信號(hào)，防止循環(huán)水泵電機(jī)繞組溫度高信號(hào)引起保護(hù)誤動(dòng)。從此，杜絕了瞬間失電或電壓不穩(wěn)引起的跳泵跳機(jī)大事故。

2 結(jié)束語

通過加裝遮雨棚及空氣過濾機(jī)，改進(jìn)現(xiàn)場設(shè)備儀器的安裝狀況，改正熱工保護(hù)系統(tǒng)的邏輯合乎規(guī)范，在長期的調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)后，將取樣管及空氣管替換為不銹鋼管，切實(shí)的增強(qiáng)了一次元件及邏輯保護(hù)系統(tǒng)的可靠性，大大降低了機(jī)組跳閘事故的發(fā)生次數(shù)。提高熱工保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)水平，使其合乎邏輯，同時(shí)對(duì)現(xiàn)場儀器及設(shè)備進(jìn)行改造，增設(shè)空氣濾過設(shè)備及遮雨裝置，在系統(tǒng)邏輯性提高的同時(shí)，機(jī)組發(fā)生事故跳閘的次數(shù)明顯減少。