林建業(yè)

（福建晉江天然氣發(fā)電有限公司，福建晉江 362251）

0 引言

燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)機(jī)組以其啟動(dòng)快、調(diào)峰能力強(qiáng)的特點(diǎn)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用日益廣泛。某電廠采用的是美國(guó)GE公司生產(chǎn)的MS109FA 燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)機(jī)組，發(fā)電機(jī)測(cè)控屏配備兩套功率變送器，一套是美國(guó)EIG 公司生產(chǎn)的Nexus 1252 高性能智能電能質(zhì)量分析儀，將發(fā)電機(jī)相關(guān)電氣數(shù)據(jù)采集處理后，通過(guò)I/O 模塊產(chǎn)生4～20 mA 信號(hào)送至到MARK VI 控制系統(tǒng)和其他設(shè)備，共配有五個(gè)I/O 模塊，其中模塊一為發(fā)電機(jī)有功功率/無(wú)功功率變送器，變送后送至MARK VI控制系統(tǒng)（功率變送器1）；另一套是美國(guó)摩爾公司生產(chǎn)的功率變送器，將機(jī)組功率信號(hào)變送并輸出至MARK VI 控制系統(tǒng)（功率變送器2），燃?xì)廨啓C(jī)功率信號(hào)取自上述的兩個(gè)功率變送器，經(jīng)MARK VI 控制系統(tǒng)“二選高”控制邏輯選出高值后，作為機(jī)組當(dāng)前負(fù)荷，與設(shè)定負(fù)荷進(jìn)行比較，進(jìn)而控制燃?xì)廨啓C(jī)燃料閥開(kāi)度。

1 事故情況

某年12 月19 日18:51，3#機(jī)組滿負(fù)荷365 MW，值長(zhǎng)令負(fù)荷降至300 MW，預(yù)選設(shè)定負(fù)荷355 MW 后，MARK VI 顯示365 MW。18:52 MARK VI 始終顯示365 MW，運(yùn)行值班員立即匯報(bào)值長(zhǎng)機(jī)組負(fù)荷顯示異常。18：54 MARK VI 發(fā)“發(fā)電機(jī)功率變送器信號(hào)故障”報(bào)警，值長(zhǎng)通知熱控值班人員吳某里、電氣值班人員鄭某強(qiáng)，此時(shí)DCS 畫面上主變功率顯示-330 MW，MARK VI 畫面上顯示功率332 MW，無(wú)功90 MVAR，發(fā)電機(jī)電流10 kA，電壓19 kV，機(jī)組負(fù)荷繼續(xù)下降。18:57 高壓主汽溫度開(kāi)始快速上升，手動(dòng)調(diào)節(jié)高壓主蒸汽減溫水。19：00 高壓主蒸汽溫度最高至571.8 ℃。19：00 機(jī)組負(fù)荷繼續(xù)下降，DCS 畫面上主變功率顯示-210 MW。19：05 DCS 畫面上主變功率顯示-122 MW，燃機(jī)排煙溫度TTXM 為514 ℃，高壓缸缸溫550 ℃，高壓主蒸汽溫度543 ℃，因機(jī)組未自動(dòng)退汽，現(xiàn)場(chǎng)采取手動(dòng)退汽，高壓手動(dòng)退汽，中壓手動(dòng)退汽，退汽過(guò)程中高壓缸應(yīng)力最高為-63，中壓缸應(yīng)力最高為-9。19：07 電氣值班人員鄭某強(qiáng)到3#機(jī)現(xiàn)場(chǎng)，告知3#機(jī)功率變送器故障且無(wú)法消除，此時(shí)DCS 畫面上主變功率顯示-70 MW。19：09 負(fù)荷10 MW，高壓主蒸汽CV閥開(kāi)度9%，進(jìn)汽壓力控制退出，高壓旁路閥開(kāi)始打開(kāi)至40%。19:10 熱控值班人員吳某里建議：手動(dòng)點(diǎn)擊MARK VI 畫面SPEED/LOAD CONTROL 下Raise 鍵，運(yùn)行值班員經(jīng)值長(zhǎng)同意后進(jìn)行操作，DCS 上主變功率顯示3 MW（發(fā)電機(jī)開(kāi)始逆功率）。19：10 高壓主汽閥關(guān)閉。19：12 熱控值班人員吳某里到集控室，告知發(fā)電機(jī)變送器故障無(wú)法消除。19：14 逆功率維持4.5 min，主變功率顯示最高17 MW，未到逆功率保護(hù)定值，發(fā)電機(jī)未解列。19：14 DCS 畫面上主變功率顯示17 MW，因無(wú)法消除功率變送器故障，同時(shí)發(fā)電機(jī)已處于逆功率，值長(zhǎng)令手動(dòng)按操作臺(tái)“3#機(jī)發(fā)電機(jī)出口斷路器緊急跳閘”按鈕，機(jī)組解列，機(jī)組全速空載。19：18 因手動(dòng)解列發(fā)電機(jī)，高壓旁路開(kāi)度由41%關(guān)至25%高壓主蒸汽壓力上升，最高升至10 MPa，要求熱控值班人員吳某里強(qiáng)制高旁開(kāi)至30%，高壓主蒸汽開(kāi)始下降。19：18 故障無(wú)法消除，值長(zhǎng)令停機(jī)。19：27 燃機(jī)熄火。19：33 MARK VI 畫面上功率顯示由365 MW 變?yōu)? MW（現(xiàn)場(chǎng)電氣值班人員鄭某強(qiáng)將功率變送器斷電）。

2 事故原因的排查分析

檢查發(fā)現(xiàn)3#發(fā)電機(jī)兩套有功功率變送器之一的Nexus 1252 高性能智能電能質(zhì)量分析儀故障死機(jī)。根據(jù)美國(guó)EIG 公司下載的Nexus 1252 高性能智能電能質(zhì)量分析儀故障報(bào)文顯示12 月19日18 時(shí)22 分（時(shí)間存在偏差）報(bào)“Runtime has stopped”（運(yùn)行停止），判斷Nexus 1252 高性能智能電能質(zhì)量分析儀當(dāng)時(shí)已呈死機(jī)狀態(tài)。裝置死機(jī)原因?yàn)樵骷匣?/p>

查MARK VI 歷史趨勢(shì)，發(fā)現(xiàn)12 月19 日18：22，MARK VI 畫面機(jī)組功率值顯示異常（呈現(xiàn)固定值），直至18：51 運(yùn)行值班人員手動(dòng)降負(fù)荷操作時(shí)也未發(fā)現(xiàn)機(jī)組功率值異常狀態(tài)。運(yùn)行值班人員設(shè)置350 MW 預(yù)選負(fù)荷后，仍未及時(shí)發(fā)現(xiàn)機(jī)組功率值還處在固定值狀態(tài)，直至18：54 機(jī)組出現(xiàn)功率變送器故障報(bào)警。

功率變送器故障報(bào)警后，機(jī)組操作人員還是未及時(shí)發(fā)現(xiàn)勵(lì)磁畫面中功率、DCS 中主變功率和發(fā)電機(jī)定子電流等參數(shù)均顯示負(fù)荷已在持續(xù)下降，未采取有效措施如重新將負(fù)荷設(shè)定值還原或點(diǎn)擊“RAISE”按扭來(lái)維持機(jī)組負(fù)荷，以至錯(cuò)過(guò)了最佳的處理時(shí)間。

本次事件中運(yùn)行人員設(shè)定減負(fù)荷操作后，18：54 起MARK VI 已持續(xù)報(bào)“有功功率變送器故障”，但MARK VI 控制系統(tǒng)邏輯仍錯(cuò)誤的認(rèn)為機(jī)組當(dāng)前負(fù)荷為364 MW，與預(yù)選負(fù)荷350 MW 存在正偏差，導(dǎo)致自動(dòng)持續(xù)給出減燃料指令降負(fù)荷。

圖1 是MARK VI 控制系統(tǒng)的功率變送器二選高邏輯，此控制方式存在弊端，當(dāng)某一功率變送器故障時(shí)，如果其數(shù)值大于另一個(gè)正常的功率變送器，則MARK VI 畫面顯示的為發(fā)生故障的功率變送器信號(hào)值，運(yùn)行人員無(wú)法監(jiān)測(cè)真實(shí)負(fù)荷，且MARK VI 控制邏輯將選擇故障的功率變送器信號(hào)值作為控制參數(shù)，發(fā)出錯(cuò)誤控制指令，導(dǎo)致機(jī)組負(fù)荷控制失效。

圖1 功率變送器二選高邏輯

圖2 功率變送器三選中邏輯

為使MARK VI 功率控制系統(tǒng)更加安全可靠、可控，必須對(duì)信號(hào)取源和邏輯進(jìn)行優(yōu)化，功率變送器選擇邏輯改為三選中并增加手動(dòng)選擇按鈕，決定再引入一個(gè)勵(lì)磁系統(tǒng)功率信號(hào)，將功率信號(hào)選擇邏輯由“二選高”改為更加可靠的“三選中”方式，避免故障變送器信號(hào)對(duì)控制邏輯造成影響，提高功率控制系統(tǒng)的可靠性。圖2 是優(yōu)化后的功率變送器三選中邏輯。在MARK VI 畫面添加1#、2#功率變送器信號(hào)及勵(lì)磁系統(tǒng)功率信號(hào)同時(shí)顯示，便于運(yùn)行人員監(jiān)測(cè)，直觀判斷異常情況；同時(shí)在其下方添加1#、2#功率變送器信號(hào)選擇按鈕，當(dāng)任一功率變送器故障時(shí)，運(yùn)行人員可及時(shí)將正常的功率變送器信號(hào)投入控制，提高功率控制系統(tǒng)的可靠性。

功率變送器為進(jìn)口設(shè)備，因技術(shù)壟斷，功率變送器故障時(shí)，只能聯(lián)系美國(guó)EIG 公司駐上海辦事處技術(shù)人員處理，極大影響機(jī)組的正常運(yùn)行，為化被動(dòng)為主動(dòng)，通過(guò)近一個(gè)月的反復(fù)摸索試驗(yàn)，最終突破技術(shù)瓶頸，獨(dú)立掌握了專用軟件程序配置和下裝、調(diào)試、校驗(yàn)方法，徹底解決功率變送器維護(hù)難題，僅用7 h 就完成自主檢修，比依托廠家維修減少時(shí)間60 h，大大節(jié)約維修時(shí)間及成本。

3 結(jié)語(yǔ)

發(fā)電機(jī)功率變送器三取中邏輯控制優(yōu)化后，機(jī)組運(yùn)行情況良好，各項(xiàng)數(shù)據(jù)指標(biāo)正常。熱控和電氣專業(yè)技術(shù)人員充分發(fā)揮主觀能動(dòng)性，攻堅(jiān)克難、群策群力，通過(guò)優(yōu)化MARK VI 控制邏輯，畫面添加功率變送器信號(hào)顯示及選擇按鈕，制定應(yīng)急處理措施，實(shí)現(xiàn)自主維護(hù)等，真正實(shí)現(xiàn)了功率變送器故障事前、事中、事后的全過(guò)程控制，有效消除設(shè)備重大隱患和疑難故障，節(jié)約維護(hù)時(shí)間和成本，提高機(jī)組運(yùn)行安全性和可靠性。