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技術(shù)文章

浙江省電廠熱工控制系統(tǒng)故障統(tǒng)計(jì)分析
 摘  要：通過對(duì)我省網(wǎng)屬電廠2000～2001年上半年熱工考核故障的統(tǒng)計(jì)分析，討論了熱工控制系統(tǒng)和**生產(chǎn)存在的一些問題，為減少熱工考核故障次數(shù)，提出了一些建議。
     關(guān)鍵詞：熱工  故障  分析  預(yù)防　　
　
1 熱工考核故障統(tǒng)計(jì)
    根據(jù)各電廠安監(jiān)部門的考核統(tǒng)計(jì)，2000～2001年上半年，我省網(wǎng)屬電廠運(yùn)行機(jī)組發(fā)生的列入熱工考核故障共有59次，其中二類及以上故障27次（動(dòng)作停機(jī)21次），按考核定性統(tǒng)計(jì)于表1。
                             
2 熱工考核故障分類
2.1 一次設(shè)備故障
    一次設(shè)備故障占熱工考核故障的比例*大。 　　
    (1)火焰檢測(cè)裝置誤發(fā)信號(hào)。福尼火焰檢測(cè)器在鍋爐燃燒工況變化時(shí)檢測(cè)能力欠強(qiáng)，3次誤發(fā)失火信號(hào)，導(dǎo)致鍋爐MFT。2000年4月某機(jī)組負(fù)荷316MW，運(yùn)行中的A磨煤機(jī)因A2、A4火檢失去而跳閘，引起汽包水位高高，爐MFT動(dòng)作。次日，負(fù)荷270 MW，火檢掃描冷卻風(fēng)切換至一次風(fēng)供給時(shí)，因風(fēng)壓擾動(dòng)，導(dǎo)致A2、A3、B2、B4及D5、D8火檢信號(hào)失去，運(yùn)行中的3臺(tái)磨煤機(jī)全部跳閘，爐MFT動(dòng)作。今年4月該機(jī)組減負(fù)荷至200MW時(shí)，因A7、A8火檢失去，引起A磨煤機(jī)跳閘，緊接著C、D磨煤機(jī)因?qū)?yīng)火檢失去連跳，爐MFT動(dòng)作。
　　(2)壓力開關(guān)故障。2000年8月某機(jī)組控制在協(xié)調(diào)方式，負(fù)荷為305 MW，E磨停運(yùn)。運(yùn)行中的一次風(fēng)機(jī)A因其液壓油開關(guān)漏油引起油壓低保護(hù)動(dòng)作而跳閘，RB信號(hào)跳運(yùn)行中的B磨，但因引風(fēng)機(jī)動(dòng)葉響應(yīng)速度慢引起爐膛壓力低開關(guān)動(dòng)作導(dǎo)致機(jī)組MFT。2000年2月汽泵2B因潤滑油壓低壓力開關(guān)接點(diǎn)誤動(dòng)而跳閘，電泵自啟后勺管指令在50%處無法上調(diào)，運(yùn)行人員手跳磨煤機(jī)A后將勺管控制方式切至操作站操作，過程中CRT顯示汽包水位*低至－380mm。
　　(3)熱電阻故障。因軸承溫度熱電阻誤發(fā)信號(hào)，多次造成風(fēng)機(jī)或給泵馬達(dá)跳閘，其中2000年1月，某機(jī)組給泵因電機(jī)偶合器端軸承溫度熱電阻元件故障誤發(fā)信號(hào)跳閘，引起汽包水位過低，爐MFT動(dòng)作。
　　(4)風(fēng)機(jī)振動(dòng)探頭誤發(fā)信號(hào)。2000年2月，某機(jī)組控制系統(tǒng)在TF方式，ADS投運(yùn)，4臺(tái)磨煤機(jī)運(yùn)行。因一次風(fēng)機(jī)1B振動(dòng)高信號(hào)誤發(fā)訊跳閘，聯(lián)跳D磨后RB不成功，加上一次風(fēng)機(jī)A的動(dòng)葉未及時(shí)開大，一次風(fēng)壓快速下降，引起一次風(fēng)與爐膛差壓低保護(hù)動(dòng)作，導(dǎo)致“失燃料”MFT。而RB不成功的原因，經(jīng)查明主要是D磨跳閘后，軟件中TRACK源被自動(dòng)強(qiáng)制為MANUAL，使冷風(fēng)調(diào)門未TRACK到0，并在冷、熱風(fēng)調(diào)門聯(lián)動(dòng)PID的作用下開大至62%，針對(duì)這種情況，熱工人員取消了一次風(fēng)機(jī)動(dòng)葉控制在一臺(tái)PA跳閘后，指令與反饋偏差大于20%自動(dòng)撤至手動(dòng)的邏輯。
　　(5)限位開關(guān)故障。2000年4月，某機(jī)組負(fù)荷正常運(yùn)行在105MW，主汽門突然關(guān)閉，發(fā)電機(jī)跳閘。電廠考核結(jié)論為主汽門閉行程開關(guān)誤發(fā)信號(hào)引起。同年8月，一磨煤機(jī)因平旋閥開狀態(tài)失去，聯(lián)鎖關(guān)閉**組平旋閥，引起一次風(fēng)量低，導(dǎo)致磨煤機(jī)跳閘。
2.2 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)故障
　　計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)故障是一年半來引發(fā)熱工考核故障的另一個(gè)主要因素，其中導(dǎo)致二類及以上故障按DCS廠家分類為：
　　(1)西門子公司的TELEPERM系統(tǒng)。2000年4月，某機(jī)組啟動(dòng)2號(hào)爐磨煤機(jī)B時(shí)，2臺(tái)一次風(fēng)機(jī)、汽泵B、所有運(yùn)行磨煤機(jī)同時(shí)跳閘，爐膛熄火，顯示“燃料失去”MFT,但汽機(jī)未跳閘，發(fā)電機(jī)未解列，操作員手動(dòng)停機(jī)解列發(fā)電機(jī)。同月，機(jī)組負(fù)荷310MW正常運(yùn)行時(shí)，集控“LCS裝置故障”光字牌亮，運(yùn)行中的3臺(tái)磨煤機(jī)，2臺(tái)一次風(fēng)機(jī)相繼跳閘，“RB動(dòng)作”光字牌亮后，送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)跳閘，爐膛熄火機(jī)組解列，但MFT首出原因無顯示。10月，機(jī)組負(fù)荷330MW，再次出現(xiàn)類似4月的情況，爐膛熄火。MFT首出原因“送風(fēng)機(jī)跳”、“引風(fēng)機(jī)跳”，但MFT信號(hào)未發(fā)出，手動(dòng)拍機(jī)。上述3次故障現(xiàn)象基本類似。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)：DCS的EHF系統(tǒng)3層CPU控制層模件和BC層所有I／O模件報(bào)警紅燈亮，程序無法運(yùn)行。更換EHF系統(tǒng)報(bào)警輸入模件，重新啟動(dòng)后恢復(fù)運(yùn)行。
　　通過對(duì)系統(tǒng)的分析，上述3次MFT現(xiàn)象，都只有當(dāng)EHF系統(tǒng)自身發(fā)生了不能再拖延的故障情況下，危急保護(hù)功能作用時(shí)才會(huì)發(fā)生（EHF自身故障，所以MFT后，未自動(dòng)停機(jī)解列，與事故現(xiàn)象相吻合），而更換的EHF模件并不具備這種不能再拖延的故障的特點(diǎn)。
　　2001年3月，某機(jī)組C給泵運(yùn)行，A與B給泵進(jìn)行運(yùn)行切換時(shí)，出現(xiàn)設(shè)備不可操，B給泵勺管關(guān)至“0”，給水流量急減，導(dǎo)致汽包水位低低MFT動(dòng)作。經(jīng)查原因是模件故障引起。
　　(2)ABB公司的MOD－300系統(tǒng)。2000年2月，某廠2號(hào)機(jī)組MOD－300系統(tǒng)控制方式在CCS手動(dòng)方式。由于DEH基本級(jí)中模擬量輸入／輸出模件故障，引起調(diào)門動(dòng)作，8塊閥位卡損壞，高壓旁路閥因閥后溫度高快關(guān)，導(dǎo)致基本級(jí)故障跳汽機(jī)，鍋爐MFT。8月16日，1號(hào)機(jī)組在AGC方式下運(yùn)行，小機(jī)A前置泵因一控制閥的PLC輸出通道故障引起跳閘，導(dǎo)致小機(jī)A跳閘。
　　2000年9月，因1號(hào)機(jī)組呼叫系統(tǒng)喇叭的雜音，通信班人員關(guān)掉該系統(tǒng)主機(jī)電源，查找問題并處理后，重新開啟該主機(jī)電源時(shí)，呼叫系統(tǒng)工作恢復(fù)正常，但運(yùn)行人員發(fā)現(xiàn)集控室右側(cè)CRT畫面全部失去，同時(shí)MFT信號(hào)發(fā)出。經(jīng)查原因是由于呼叫系統(tǒng)主機(jī)電源接至1號(hào)機(jī)組主UPS，通訊人員在帶載合上開關(guān)后，給1號(hào)機(jī)組主UPS電源造成一定擾動(dòng)，使其電壓瞬間低于195V，導(dǎo)致DCS各子系統(tǒng)后備UPS啟動(dòng)。但由于BCS系統(tǒng)、歷史數(shù)據(jù)庫子系統(tǒng)、BULK1／O7號(hào)子系統(tǒng)后備UPS故障（儀控后備UPS逆變?cè)囼?yàn)正常，但失去帶負(fù)荷能力），造成這些系統(tǒng)失電，集控室右側(cè)CRT畫面全部失去，所有制粉系統(tǒng)跳閘，機(jī)組由于“失燃料”而MFT。
　　(3)阿爾斯通DEH系統(tǒng)。2001年1月，某廠1號(hào)機(jī)組因PLC電源模件損壞，引起PLC柜該電源模件帶動(dòng)的6塊繼電器輸出模件無法正常工作，導(dǎo)致小機(jī)B跳閘，電泵自啟。同年2月，2號(hào)機(jī)組備用盤硬報(bào)警窗處多次出現(xiàn)“主機(jī)EHC油泵2B跳閘”和“開式泵2A跳閘”等信號(hào)誤報(bào)警，通過CRT畫面檢查發(fā)現(xiàn)PLC的A路部分I／O柜通訊時(shí)好時(shí)壞，進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn)機(jī)側(cè)PLC的3A、4、5A和6的4個(gè)就地I／O柜二路通訊同時(shí)時(shí)好時(shí)壞，與此同時(shí)機(jī)組MFT動(dòng)作，首出原因?yàn)槠麢C(jī)跳閘。事故后通過檢查所有PLC就地I／O柜的A、B路通訊母線接頭和分支接頭，發(fā)現(xiàn)其中通訊母線B路在PLC4柜內(nèi)接頭有輕微松動(dòng)，PLC5和PLC4柜本身的通訊分支接頭也有輕微松動(dòng)，通過緊固后PLC的通訊恢復(fù)正常。
　　(4)和利時(shí)HS2000系統(tǒng)。2000年1月底，改造后運(yùn)行將近半年的某廠3號(hào)機(jī)組發(fā)生MFT(在此之前多次發(fā)生類似MFT，但因GPS校時(shí)軟件問題，使歷史庫、事故追憶、SOE記錄時(shí)間不一致，事故原因一直未查明)，爐膛熄火，負(fù)荷自動(dòng)減至3MW左右。根據(jù)記錄分析查明原因?yàn)?0號(hào)站主控單元內(nèi)部模件板質(zhì)量問題引起。在更換10號(hào)站控制單元模件、更改組態(tài)軟件，并對(duì)控制單元內(nèi)部模板進(jìn)行噴涂絕緣漆的處理后，系統(tǒng)恢復(fù)正常運(yùn)行。
　　(5)ABB公司INF－90系統(tǒng)故障。2000年4月19日，某機(jī)組負(fù)荷400MW，因系統(tǒng)控制卡件電荷累積，引起送風(fēng)機(jī)A側(cè)電機(jī)軸承溫度大幅度跳躍而跳閘，聯(lián)跳引風(fēng)機(jī)A側(cè) ，對(duì)控制卡件放電后，系統(tǒng)恢復(fù)正常。
2.3 人為原因
　　因人為原因引起的熱工考核故障主要來自以下3方面：
　　(1)人員誤操作。如大修中進(jìn)行機(jī)組閉式水系統(tǒng)聯(lián)鎖試驗(yàn)時(shí)，試驗(yàn)人員跑錯(cuò)位置，強(qiáng)制了運(yùn)行機(jī)組的信號(hào)，引起運(yùn)行中的閉式水泵因“閉式水水箱水位低”跳閘。又如熱工人員在完成一次風(fēng)機(jī)液壓潤滑油系統(tǒng)一壓力開關(guān)校驗(yàn)后，因放氣閥及一、二次閥間誤操作，使該油系統(tǒng)嚴(yán)重漏油，造成油箱油位計(jì)看不到油位，不得已減負(fù)荷23%，降低風(fēng)機(jī)出力至10%。
　　(2)檢修、維護(hù)不當(dāng)。熱控人員在焊接穿線管時(shí)未將孔洞堵塞，導(dǎo)致焊接時(shí)電火花從孔洞掉入油箱小室，引起火險(xiǎn)。在進(jìn)行DCS系統(tǒng)故障查找過程中，因**措施不周，引起電源間斷路，系統(tǒng)異常，導(dǎo)致機(jī)組MFT。
　　(3)試驗(yàn)不當(dāng)。某廠熱工人員根據(jù)運(yùn)行要求，強(qiáng)制“小機(jī)1A主油泵停運(yùn)跳2臺(tái)汽泵前置泵”信號(hào)，在熱工人員強(qiáng)制信號(hào)后，就地停運(yùn)1A主油泵時(shí)，2臺(tái)汽泵前置泵跳閘，小機(jī)1B跳閘。檢查原因是“小機(jī)1A油泵停運(yùn)跳2臺(tái)汽泵前置泵”信號(hào)有二路，當(dāng)時(shí)熱工人員只強(qiáng)制一路信號(hào)，疏忽了硬跳閘邏輯隱患而未進(jìn)行強(qiáng)制所致。同年1月，熱工人員在進(jìn)行1號(hào)爐空預(yù)器LCS的調(diào)試過程中，由于事前**措施考慮不周，發(fā)生1A空預(yù)器跳閘?！　?br>    人員責(zé)任故障，涉及到工作人員的工作責(zé)任心、技術(shù)素質(zhì)、**意識(shí)以及監(jiān)督管理多方面。
2.4 裝置或線路故障
　　裝置或線路故障造成機(jī)組跳閘5次。2000年5月，某機(jī)組負(fù)荷160MW，因BN－7200系統(tǒng)中的中壓差脹保護(hù)監(jiān)視表計(jì)插件連接扁平線絕緣老化和表計(jì)內(nèi)部元件故障，誤發(fā)“中壓差脹大”信號(hào)跳機(jī)。同年10月，機(jī)組負(fù)荷110 MW，“2號(hào)機(jī)低壓缸差脹＋6．0mm”及“2號(hào)機(jī)低壓缸差脹＋7．5mm”光子牌發(fā)訊，機(jī)組甩負(fù)荷至零。經(jīng)查事故原因?yàn)榈蛪焊撞蠲浱筋^接頭間電纜軸芯與金屬外殼“COM”之間絕緣體有所脫落，使電纜軸芯與外殼瞬間短路，GAP電壓大幅下降，導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng)作跳機(jī)。2001年4月，某廠1號(hào)機(jī)ETS裝置連續(xù)3次因“超速”保護(hù)動(dòng)作停機(jī)，當(dāng)時(shí)原因未查明。1號(hào)機(jī)組檢修時(shí)，熱工人員對(duì)裝置了**檢查，發(fā)現(xiàn)ETS裝置內(nèi)部試驗(yàn)板的接地端子與地不通，對(duì)試驗(yàn)板的抗干擾能力進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果干擾影響明顯。
3 熱工故障的防范
    隨著機(jī)組容量的增加、機(jī)組運(yùn)行特點(diǎn)的改變和DCS技術(shù)的廣泛應(yīng)用，一方面熱控自動(dòng)化設(shè)備已由原來的配角地位轉(zhuǎn)變?yōu)闆Q定機(jī)組**經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的主導(dǎo)因素，其任一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，都有導(dǎo)致熱控裝置部分功能失效或引發(fā)系統(tǒng)故障、機(jī)組跳閘、甚至損壞主設(shè)備的可能。另一方面熱工保護(hù)的誤動(dòng)次數(shù)與其他專業(yè)的配合、運(yùn)行人員的操作水平密切相關(guān)。有關(guān)部門與熱工良好的配合，可減少誤動(dòng)或加速一些隱患的消除；當(dāng)一些異常工況出現(xiàn)或輔機(jī)保護(hù)動(dòng)作時(shí)，若運(yùn)行操作得當(dāng)，可以避免MFT動(dòng)作。為防范熱工故障的發(fā)生提出以下建議：
　　(1)對(duì)熱工系統(tǒng)存在的一些影響機(jī)組**經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的隱患進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)。如西門子DCS－EHF系統(tǒng)故障真正原因未查明，自動(dòng)化改造后投運(yùn)的機(jī)組存在的“死機(jī)”、DCS的歷史數(shù)據(jù)庫、SOE、事故追憶等功能不完善，鍋爐火檢運(yùn)行不穩(wěn)定，保護(hù)系統(tǒng)風(fēng)煙測(cè)量回路的灰堵等問題。
　　(2)在完善并嚴(yán)格執(zhí)行已有規(guī)章制度基礎(chǔ)上，建議：1)建立儀控設(shè)備通訊電纜定期緊固制度；2)完善保護(hù)系統(tǒng)風(fēng)煙測(cè)量管路定時(shí)吹掃制度。新建機(jī)組或機(jī)組大修中，增加固定式吹掃管路，通過閥的手動(dòng)或自動(dòng)切換，進(jìn)行定期吹掃；3)完善聯(lián)鎖保護(hù)試驗(yàn)操作卡，操作卡上對(duì)既有軟邏輯又有硬邏輯的保護(hù)系統(tǒng)應(yīng)有明顯標(biāo)志。
　　(3)主動(dòng)分析查找熱工設(shè)備缺陷和隱患，及時(shí)整改、完善。1)“四防”(防水、防灰堵、防人為誤動(dòng)、防凍)措施常抓不懈；2)保護(hù)用電接點(diǎn)水位計(jì)公用線與測(cè)量筒體間的連接應(yīng)采用直接或間接的焊接方式。避免因連接處的高溫氧化造成接地電阻增大，影響可靠性；3)機(jī)組同參數(shù)重要信號(hào)測(cè)量的分模件處理，同用途多臺(tái)設(shè)備的分模件和分電源控制問題應(yīng)得到確認(rèn)；4)機(jī)組的硬保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行整改完善，所有引起機(jī)組跳閘的熱工信號(hào)盡可能從就地引入DCS，對(duì)測(cè)量元件的自診斷(包括速率)及保護(hù)功能應(yīng)確認(rèn)可靠；5)整理DCS的軟報(bào)警，使與經(jīng)審核頒發(fā)的熱工報(bào)警、保護(hù)定值表相符；6)完善控制柜內(nèi)的**措施(如裸露的電源片間的防護(hù)，接地系統(tǒng)的連接，外露接線的消除，人員工作時(shí)可能觸及到設(shè)備的**性等)。
    (4)加強(qiáng)設(shè)備造型、采購和驗(yàn)收等各環(huán)節(jié)的把關(guān)，凡未經(jīng)電廠一年以上實(shí)際運(yùn)行時(shí)間證明是合格的新產(chǎn)品，**于次要系統(tǒng)少量試用，不可用在保護(hù)系統(tǒng)中(尤其是風(fēng)機(jī)、給水泵中使用的溫度元件的更換要慎重)。
　　(5)加強(qiáng)電廠熱控設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)管理，認(rèn)真分析、統(tǒng)計(jì)發(fā)生的每一次保護(hù)動(dòng)作(包括正確動(dòng)作)，并舉一反三，消除多發(fā)性和重復(fù)性故障?！　?br>    (6)針對(duì)性地進(jìn)行工作人員的**、責(zé)任感教育，定期進(jìn)行專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)和考試，不斷提高工作人員的**意識(shí)、業(yè)務(wù)水平和愛崗敬業(yè)精神。
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