某電廠#1機(jī)組低旁閥誤動(dòng)導(dǎo)致鍋爐MFT事件分析

李 豪，陳 昊

（寧夏棗泉發(fā)電有限責(zé)任公司 設(shè)備管理部，寧夏 棗莊 750409）

某電廠#1 機(jī)組為660MW 超超臨界燃煤機(jī)組，汽輪機(jī)型式為高效超超臨界、一次中間再熱、單軸、三缸兩排汽、凝汽式間接空冷機(jī)組，采用高低壓兩級串聯(lián)旁路系統(tǒng)，高壓旁路系統(tǒng)容量為額定蒸汽參數(shù)下40%BMCR 的流量。低旁閥使用IMI Bopp&Reuther 生產(chǎn)的液壓調(diào)節(jié)閥，其控制通過油路中比例閥Y10、快開電磁閥Y11 及快關(guān)電磁閥Y12實(shí)現(xiàn)，油路如圖1 所示。正常運(yùn)行中快關(guān)電磁閥常帶電，快開電磁閥不帶電，比例閥處于中間位置。低旁閥及低旁減溫水調(diào)閥的開關(guān)通過低旁液壓油驅(qū)動(dòng)，低旁油站通過就地PLC 控制。

1 事件經(jīng)過

11 月某日12 時(shí)18 分，某廠#1 機(jī)組負(fù)荷656MW，主汽壓力26.8MPa，主汽溫度601℃，再熱汽溫度610℃，1A、1B、1C、1D、1F 制粉系統(tǒng)運(yùn)行，總?cè)剂狭?69t/h，給水流量1864t/h。

12 時(shí)20 分，#1 機(jī)組低旁突然全開，DCS 中報(bào)“低旁油站故障”，運(yùn)行人員就地檢查發(fā)現(xiàn)低旁油站控制柜報(bào)“油壓低”，兩臺油泵均停運(yùn)。運(yùn)行人員就地復(fù)位，DCS 及就地控制柜報(bào)警消失，兩臺油泵自啟后油壓正常，低旁閥自動(dòng)關(guān)閉，期間負(fù)荷最低降至373MW。

13 時(shí)18 分，#1 機(jī)組低旁閥再次自動(dòng)開啟至100%，DCS 中未發(fā)指令。就地檢查發(fā)現(xiàn)低旁油站控制柜報(bào)“油壓低”，兩臺油泵均停運(yùn)。運(yùn)行人員就地復(fù)位，低旁油站兩臺油泵自啟動(dòng)后油壓僅為6.7MPa，油壓無法建立，20s 后兩臺油泵均跳閘。操作員迅速將給水指令由1830t/h 提高至1940t/h，此時(shí)發(fā)現(xiàn)給水流量無明顯變化，手動(dòng)將燃料量由267t/h 快速降至240t/h。低旁開啟后汽輪機(jī)中壓缸進(jìn)汽量減少，此時(shí)再熱蒸汽壓力下降至3.14MPa，四抽壓力降低至0.663MPa，小機(jī)流量指令升至100%，小機(jī)低調(diào)閥全開，高調(diào)閥指令發(fā)出但實(shí)際閥門未開啟，冷再無法補(bǔ)充供汽。

圖1 #1機(jī)組低旁閥油路圖Fig.1 #1 Unit low side valve oil circuit diagram

13 時(shí)25 分，小機(jī)轉(zhuǎn)速指令上升至5348r/min，實(shí)際轉(zhuǎn)速則因進(jìn)汽量不足降至4348r/min，小機(jī)因轉(zhuǎn)速指令與反饋偏差大于1000r/min 切手動(dòng)，至13 時(shí)26 分43 秒，小機(jī)轉(zhuǎn)速降至4049r/min，給泵出口壓力降至25.293MPa，此時(shí)過熱器出口壓力為24.585MPa，給水流量低至346t/h，觸發(fā)#1 機(jī)組給水流量低MFT 保護(hù)，汽輪機(jī)跳閘，發(fā)電機(jī)解列。

2 原因分析

2.1 低旁閥誤開啟

某廠#1 機(jī)組低旁減溫閥采用液壓控制，具備快速開關(guān)和正常開關(guān)功能，控制方式為DCS 控制就地PLC 發(fā)送指令至就地快速開關(guān)電磁閥和正常動(dòng)作電磁閥動(dòng)作，機(jī)組正常運(yùn)行中PLC 處于遠(yuǎn)方控制模式[1]，事故初期查看DCS 歷史趨勢發(fā)現(xiàn)低旁閥指令為0，但低旁閥反饋及就地指示均為全開狀態(tài)，經(jīng)過現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)低旁控制柜至就地閥體電纜有熔接現(xiàn)象，如圖3 所示。

打開閥體電磁閥就地接線盒進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)快開電磁閥就地指令線處于得電動(dòng)作狀態(tài)，但PLC 和DCS 未發(fā)出快開指令，經(jīng)過圖紙查看電磁閥指令均為24V DC 控制，電源（-）端公用，PLC 控制電源（+）端電壓驅(qū)動(dòng)電磁閥動(dòng)作。現(xiàn)場檢查如圖4 所示，使用萬用表電阻檔分別測量X5’和X1’、X3’、X7’，發(fā)現(xiàn)X5’和X3’處于接通狀態(tài)，將PLC 柜內(nèi)X3 端子解開后測量，快開電磁閥處于失電狀態(tài)。因此，確認(rèn)低旁閥快開電磁閥動(dòng)作原因?yàn)镻LC 柜內(nèi)至就地接線盒電纜高溫熔接導(dǎo)致指令線誤帶電，從而致使快開電磁閥得電后誤動(dòng)作。

圖2 #1機(jī)組MFT動(dòng)作過程Fig.2 #1 Unit MFT action process

圖3 低旁控制電纜受損情況Fig.3 Damage to the low side control cable

圖4 低旁閥本體接線圖Fig.4 Low side valve body wiring diagram

2.2 小機(jī)高調(diào)閥未動(dòng)作導(dǎo)致給水不足

某電廠#1 機(jī)組配置一臺100%流量汽動(dòng)給水泵，由小機(jī)驅(qū)動(dòng)，正常運(yùn)行過程小機(jī)的汽源由來自于中壓缸的四段抽汽經(jīng)低壓調(diào)閥供給，當(dāng)小機(jī)綜合流量指令大于67%后，自動(dòng)打開高壓調(diào)閥補(bǔ)充供汽。

圖5 #1機(jī)組小機(jī)轉(zhuǎn)速控制器輸出與閥門開度關(guān)系曲線Fig.5 #1 Unit small machine speed controller output and valve opening curve

由機(jī)組MFT 動(dòng)作圖1 可以看出，當(dāng)?shù)团蚤_啟后，小機(jī)低壓供汽壓力不足，致使轉(zhuǎn)速不能正常給水，此時(shí)DCS控制打開高壓進(jìn)汽閥采用高調(diào)閥提升小機(jī)轉(zhuǎn)速，但指令發(fā)出后高調(diào)閥反饋仍然為0，且給水量并未出現(xiàn)增加，就地#1 機(jī)小機(jī)高調(diào)閥實(shí)際開度為0，通過對小機(jī)高調(diào)閥控制回路圖深入排查發(fā)現(xiàn)，小機(jī)高調(diào)閥電液轉(zhuǎn)換器24V 電源（+）熔絲熔斷，原理圖如圖6 所示。因此，當(dāng)DCS 發(fā)送開閥指令時(shí)，就地伺服閥未動(dòng)作，導(dǎo)致閥門未開啟。

3 防范措施

3.1 排查高溫隱患

合理使用紅外、點(diǎn)溫槍等測溫設(shè)備對全廠電纜及橋架溫度進(jìn)行測量，對現(xiàn)場電纜及橋架溫度超過50℃的測點(diǎn)及信號線進(jìn)行防護(hù)處理，找到高溫輻射源做封堵或保溫并將電纜及橋架移至低溫區(qū)域確保信號電纜安全可靠[2]。仔細(xì)梳理主保護(hù)、輔機(jī)保護(hù)信號電纜走向，將影響機(jī)組安全運(yùn)行、限負(fù)荷、降負(fù)荷的信號電纜加入到每日巡檢工作中，做到實(shí)時(shí)掌握機(jī)組重要信號電纜狀態(tài)。同時(shí)，檢查在長期高溫環(huán)境下運(yùn)行的重要保護(hù)設(shè)備，如汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速探頭、軸位移、爐膛壓力開關(guān)等信號，每日巡查設(shè)備溫度，避免發(fā)生同類事故。

3.2 高調(diào)熔絲改造

圖6 #1機(jī)組小機(jī)高調(diào)閥控制回路Fig.6 #1Unit small machine high-profile valve control loop

圖7 小機(jī)高調(diào)閥改造后回路圖Fig.7 Circuit diagram after the transformation of the small machine high-profile valve

某電廠MEH 柜內(nèi)控制回路均有設(shè)置3A 熔絲保護(hù)主回路，防止出現(xiàn)強(qiáng)電竄入回路造成電源損壞事件發(fā)生，但機(jī)組運(yùn)行中無法判斷熔絲是否處于正常工作狀態(tài)。因此，維護(hù)人員在日常巡檢過程中無法確認(rèn)回路是否處于正常運(yùn)行狀態(tài)。在發(fā)生機(jī)組MFT 事件后，某廠儀控專業(yè)對全廠重要設(shè)備（DCS、DEH、MEH、TSI 等系統(tǒng)）的熔絲進(jìn)行排查，建立重要保護(hù)回路熔絲臺帳，將工作狀態(tài)無法監(jiān)視的熔絲全部更換為有狀態(tài)指示的熔絲。在未更換前，每次停機(jī)必查熔絲狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)故障及時(shí)更換。高調(diào)閥改造原理如圖7所示，通過在原來的保險(xiǎn)熔絲上并入一路串聯(lián)的電阻和發(fā)光LED 二極管，當(dāng)保險(xiǎn)盒正常工作時(shí)電流不經(jīng)過新增回路，LED 失電不亮；當(dāng)保險(xiǎn)盒出現(xiàn)熔絲熔斷等異?，F(xiàn)象時(shí)，電流流過新增回路，LED 回路得電亮燈，最終提示巡檢人員熔絲已處于異常狀態(tài)[3]，對伺服閥電源（+）、電源（-）端均進(jìn)行改造，可以有效監(jiān)測回路狀態(tài)。

4 結(jié)束語

隨著機(jī)組容量的增加，風(fēng)險(xiǎn)預(yù)控和隱患排查在提升機(jī)組可靠性工作中越來越占據(jù)主導(dǎo)地位，但是從可靠性來說，隨著自動(dòng)化功能不斷增強(qiáng)，監(jiān)控范圍迅速擴(kuò)大，故障的分散性也隨之增大，使得組成熱控系統(tǒng)的控制邏輯，保護(hù)信號取樣方式及配置方式，控制系統(tǒng)、測量和執(zhí)行設(shè)備、電纜、電源、熱控設(shè)備的外部環(huán)境，及其設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試、運(yùn)行、維護(hù)等工作和檢修人員的素質(zhì)等，這中間任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，都會(huì)引發(fā)熱控保護(hù)系統(tǒng)不必要的誤動(dòng)或機(jī)組跳閘，影響機(jī)組的經(jīng)濟(jì)安全運(yùn)行[4]。由此可見，電力系統(tǒng)可靠性離不開熱控系統(tǒng)的可靠性支撐，要提高和深化拓展電力可靠性，就需要重視風(fēng)險(xiǎn)預(yù)控和隱患排查工作，要通過學(xué)習(xí)大量的案例并進(jìn)行舉一反三來抽象、總結(jié)、歸納出系統(tǒng)或邏輯存在的薄弱點(diǎn)和漏洞，徹底將隱患排除在事故之前。