阮征

摘 要：隨著發(fā)電機組容量和規(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)電機組以及電網(wǎng)系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、高效運行和滿足國家節(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，運行過程中發(fā)生各種各樣的故障難以避免，這就對從事控制系統(tǒng)運行、維護(hù)的技術(shù)人員提出了一個新的課題，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，確保機組的安全穩(wěn)定運行。

關(guān)鍵詞：熱工保護(hù)；可靠性；安全運行

現(xiàn)代大型火電機組的啟動、停止、正常運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，自動化程度很高。盡管我公司引進(jìn)的兩臺660MW超臨界機組具有高自動化、高保護(hù)、安全保障的功能，但在保障機組安全過程中還存在著一系列誤動。因此，我們對機組保護(hù)過程中存在的拒動和誤動進(jìn)行了適當(dāng)?shù)母纳啤?/p>

1 事例分析及解決辦法

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

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

由于運行操作人員缺乏經(jīng)驗，引起水箱水位發(fā)生劇烈波動、低水位報警現(xiàn)象，10時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，跳閘信號復(fù)位前未啟動，發(fā)電機繞組由于定子冷卻水的中斷，繞組溫度急速升高，機組在溫度上升到80攝氏度的環(huán)境下，若機組還未出現(xiàn)自動跳閘現(xiàn)象，則需采取強迫性的手動停機原則。

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

機組在全部的定子冷卻水泵停止運行后，還會繼續(xù)危險運行，出現(xiàn)此種情況是由于兩臺定子冷卻水泵在水箱水位信號GST.021.LSLL出現(xiàn)低低時會立刻跳閘，倘若該信號在5s內(nèi)復(fù)位斷開，在兩臺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在水箱水位信號的影響下出現(xiàn)失電復(fù)位的現(xiàn)象，同時時間繼電器TMR.030.01也不再計時，因此該繼電器不會發(fā)出機組跳閘的命令在時間還未到5s的時候?；诖朔N情況，冷卻水泵受到錯誤信息的影響，不能精密的計算跳閘的指令信息，同時也不能體現(xiàn)該泵的切實情況是否已經(jīng)中斷。

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

2）2010.8.10，操作人員為1號機做定期交、直流密封油泵聯(lián)動的實驗過程中，密封油/氫差壓發(fā)生波動，13時44分CRT顯示密封油/氫差壓0.51bar，而勵磁機側(cè)卻發(fā)出0.2bar低低信號、保護(hù)誤動機組跳閘。

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自停運條件取消，是為了防止當(dāng)密封油泵出口壓力低出現(xiàn)報警現(xiàn)象時，聯(lián)動實驗過程中出現(xiàn)密封油/氫差壓低低保護(hù)誤動現(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，提高機組的安全性，采取了維持自身不斷運行的同時與另一交流直流緊急密封油泵的信號進(jìn)行聯(lián)動。

3）取消失去一次風(fēng)跳全部磨煤機的保護(hù)，但仍保留其報警功能。我們通過對過去過分依賴一次風(fēng)/爐膛差壓低低單信號跳閘全部磨煤機導(dǎo)致的多次重復(fù)的保護(hù)誤動進(jìn)行分析，采用多點測量分散危險以及減少保護(hù)誤動、增設(shè)關(guān)于跳閘單臺風(fēng)量<60%的磨煤機保護(hù)等措施，解決參考點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，信號不穩(wěn)等現(xiàn)象，效果顯著。

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

結(jié)合多次風(fēng)組震動高高風(fēng)機跳閘RUNBACK不成功的事故分析經(jīng)驗，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)震動測量系統(tǒng)，并根據(jù)實際修改邏輯；增設(shè)高、低、帶通濾波過濾機組轉(zhuǎn)速與葉片共振出現(xiàn)的諧波，當(dāng)兩套系統(tǒng)同時檢測出持續(xù)10秒的震動高高信號才發(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)的震動高高保護(hù)誤動。

b.增設(shè)風(fēng)組關(guān)于軸承溫度的報警裝置，取消其針對高溫度時的跳閘保護(hù)。為消除mv信號受干擾以及保護(hù)誤動對機組安全的影響，我們已將E分度熱電偶中性點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)機終止及不軟件分跳閘信號等邏輯問題，切實實現(xiàn)了風(fēng)組聯(lián)動及RUNBACK功能。

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

5）2009年11月11日，運行人員按檢修工作票的要求將1號機組3、4號低加退出運行。14時22分3、4號低加水位高高，發(fā)出開3、4號低加旁路門信號。由于設(shè)計安裝時錯誤地將該信號接到關(guān)閉3、4號低加旁路電動門的端子上，強制關(guān)閉了3、4號低加旁路電動門，除氧器上水中斷。14時32分汽包水位低低，MFT保護(hù)動作，機組跳閘。待對現(xiàn)象數(shù)據(jù)原因分析后，及時采取矯正措施。增設(shè)高、低加液位高聯(lián)動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，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。

6）2010年4月30日，1號機組在啟動時，B給水泵應(yīng)軸承漏油被迫停運，而在0時30分負(fù)荷增至230MW的時候，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A啟動。當(dāng)啟動幾十秒以后，A泵受水流量信號的影響發(fā)生取樣管脫落的現(xiàn)象，出現(xiàn)誤動現(xiàn)象。A/B/C三泵全部停止運行，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)故障時的跳閘現(xiàn)象，并對此展開了針對性的改造：

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，也將其對溫度的測定范圍增至了300℃，較以往提高了整整100℃。使測量信號穩(wěn)定性及精確性大大提高，而220℃的跳閘報警值落在了測量量程的三分之二處，繼而避免了拒動；增設(shè)一塊溫度監(jiān)視卡和兩個平衡水溫度測點，三個平衡水溫度測量信號分別送到三塊卡，從卡件的輸出點按三取二的邏輯進(jìn)行運算后發(fā)出給水指令。用該方式使得危險的發(fā)生率得到顯而易見的降低，也使誤動的發(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)速時的錯誤信號，規(guī)避給水泵容易發(fā)生跳閘的故障風(fēng)險，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)三臺給水泵全停信號，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，全廠機組發(fā)生跳閘、對外事故停電現(xiàn)象是由于在UPS瞬時切換的過程中造成的。多次對模擬實驗結(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。

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

對于斷電后模擬量輸入卡運算數(shù)據(jù)錯誤，是由于該卡在上電后的初始化狀態(tài)是依靠主機程序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)錯誤的數(shù)據(jù)傳輸?shù)窖h(huán)水泵機繞組時的溫度數(shù)據(jù)>130攝氏度的壞值，導(dǎo)致循環(huán)水泵誤動。

經(jīng)過充分研究可編程控制器計算系統(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機架故障信號作為循環(huán)水泵電機繞組溫度高跳閘信號的閉鎖條件，在機架故障或I/O卡上電5秒內(nèi)閉鎖循環(huán)水泵電機繞組溫度高信號，防止循環(huán)水泵電機繞組溫度高信號引起保護(hù)誤動。從此，杜絕了瞬間失電或電壓不穩(wěn)引起的跳泵跳機大事故。

2 結(jié)束語

通過加裝遮雨棚及空氣過濾機，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)實驗后，將取樣管及空氣管替換為不銹鋼管，切實的增強了一次元件及邏輯保護(hù)系統(tǒng)的可靠性，大大降低了機組跳閘事故的發(fā)生次數(shù)。提高熱工保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計水平，使其合乎邏輯，同時對現(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，機組發(fā)生事故跳閘的次數(shù)明顯減少。