转载--一起保护误动引发非计划停机的分析及解决措施

来源：火电热工自动化

摘要：针对现场热控设备故障引发非计划停机事件，分析其原因为抗燃压力低保护开关积水短路，引发汽轮机危急遮断保护系统（ETS）动作停机，提出合理使用智能一体化执行机构，加强对现场测点的物理保护等措施，指出现场设备可靠性对热控保护有着重要影响。

关键词：热电厂；热控设备；非计划停机；可靠性

随着汽轮发电机组控制水平的提高，热控设备对机组安全性的影响也越来越大，近年来，由热控原因引发的机组非计划停机（以下简称非停）事件呈上升趋势。某热电厂2017年一季度发生的13起非停事件中，由热控原因引发的就占了７起，占比高达53.84％ ，因此，增加热控设备可靠性，减少保护误动成为现阶段热控管理的重中之重。

热控保护误动的原因是多种多样的，其中，涉及保护的现场测量元件和执行元件由于分布在生产现场的每个角落，安装环境复杂，容易受到周边工况的影响，发生误动概率较高，因此，加强现场设备的可靠性对减少热控保护误动概率有着重要的意义。本文通过对某热电厂发生的一起热控设备故障引发的非停事件进行分析，指出加强现场设备可靠性对防止热控保护误动的重要性，并对加强现场设备防护的方法进行探讨。［1］

１　事件经过

某热电厂4号 C260/N350－16.7/537/537型汽轮机为亚临界、一次中间再热、两缸两排汽、凝汽式汽轮机。

2019年10月20日17：07：00之前，4号机组维持202ＭＷ负荷稳定运行；17：07：51，4号机组5号低压加热器（以下简称低加）凝结水出口电动门开反馈突然消失，联锁关闭５段抽汽至低加抽汽逆止门、５段抽汽至低加抽汽电动门；17 ：08：01，5号低加出水电动门开反馈恢复；17：24：51，５号低加出水电动门关反馈发出，开关反馈同时存在持续到17：34：51，５号低加出水电动门的开关反馈又同时消失；17：35：32，凝结水流量由734t／h下降到30ｔ/h，凝结水母管压力由1.5MPa突升至2.95MPa；17：45：20，汽轮机危急遮断保护系统（ETS）跳闸，抗燃油油压力低。17：45：22，锅炉总燃料跳闸（MFT），为汽轮机跳闸。

经运行检修人员处理后，19：57：00 ，４号机组并网。

２　原因分析

检查５号低加凝结水出口门操作员站状态为灰色（灰色代表开关反馈均消失），汽机厂房汽机电动执行器（MCC）柜内发现５号低加凝结水出口门380V电源空气断路器跳闸，送电后5号低加凝结水出口门状态为绿色（绿色代表阀门全关状态），就地检查阀门在全关位，可以判定凝结水中断由５号低加凝结水出口门误关引发。事后与厂家人员沟通，判断为控制板故障导致阀门误关。在5号低加出水电动门误关后，凝结水中断，凝结水母管压力上升至2.95MPa，系统压力增加导致位于汽机零米的精处理阴床树脂捕捉器法兰盘呲裂，大量凝结水直接喷至位于阳床周边的抗燃油箱处，使得抗燃压力低保护开关积水短路，引发ETS动作停机。

抗燃油压力低保护开关防护不当是该次事件的重要原因。抗燃油系统由汽轮机厂家配套提供，用于热控保护的抗燃油压力低开关也按照厂家的要求就近安装在抗燃油箱上。四个压力开关没有完全独立的取样装置，而是通过阀组安装在油箱上，而且压力开关的电气连接插头是向上的，虽然有护套管防护，但是随着多次检修拆装以及检修工艺的欠缺，插头的防护等级已经达不到设计要求。当遇到大量凝结水近10min的喷射后，开关积水短路导致ETS保护误动停机。

３　解决对策

本次事件是一起因现场热控设备的可靠性差而引发的非停事件，执行机构和压力开关都是最常见的热控设备，它们安装在现场的每一个角落，环境复杂而多变，而且热控设备多以电子元件作为控制核心，对温度、湿度、振动等指标都有严苛的要求，在现有的环境下提高热控设备的可靠性，应从以下方面综合考虑［２］。

ａ．合理使用智能一体化执行机构。目前智能一体化是电动执行机构的主流，但是在使用过程中问题颇多，主要原因还是控制电路板对现场环境的适应性差。进口执行机构（如ROTORK、ABB、Auma等品牌）价格颇高，一般应用在重要的调整阀上，关断阀上大面积使用造价太高；一些口碑较好的国产或合资品牌（如瑞基、奥托克、耐奇等），价格与进口执行机构相差有限；价位偏低的其他品牌在使用过程中都逃不过高温、振动等对电子元器件的干扰，随着使用时间的增加，故障率也会逐渐增加，虽有分体式智能执行机构能够提高对使用环境的温度适应性，但总体上，电子元件的寿命限制了智能执行机构的使用年限。而该厂一期机组使用超过１５ 年的带操作柜的阀门电动装置，如扬州某厂生产的DWZ型等，其故障率和维护量只有二期智能一体化的十分之一还少，而且发生故障后，班组人员能够及时修理，有利于设备尽快恢复运行。在一些环境恶劣，阀门开关速度要求不高的场合，这种阀门电动装置的可靠性和实用性远远大于智能一体化执行机构。

ｂ．加强对现场测点的物理防护，尤其是涉及保护的开关测点。从检修工艺上严格要求，确保防护指标合格；从取样方法上，确保做到独立的三取二通道，并且将测点分散安装在不同的位置，减少环境因素的影响；通过醒目的警示标识区分保护用测点，减少人员误操作的可能；对大、小汽轮机的线性可变差动变压器（LVDT）定期检查紧固；冬季对取样增加电伴热、增加保温并定期巡检，防止因气温寒冷导致取样管冻堵；压缩空气系统定期排油、排水；输煤系统的所有的端子盒、接线盒都包裹严密，防止水冲洗污染设备。加强巡检，让设备专责人最快的掌握每一台现场设备的最新状况，发现问题及时处理。

ｃ．厂家配套提供的设备要及早改造，如抗燃油、顶轴油、送、引风机的液压油站等。厂家成套过来的设备多以实现机务功能为主，其控制设备的用料和可靠性令人担忧。尤其是抗燃油系统、顶轴油系统等，应与机务专业共同尽早对其进行合理改造。

ｄ．机务技术改造后的配套热控设备要进行重点防护，尤其是近年来低氮、脱硝、超低排放改造后新增的设备。配套过来的执行机构、测量仪表以及其他附属设备的可靠性非常重要，一旦出现故障，有可能造成环保指标超标，后果非常严重，因此一定要掌握这些设备的健康度，及时发现和处理设备故障，避免造成环保事件。

ｅ．合理使用低价中标采购回来的物资，做到物尽其用。接收到低于行业平均价格的伴热带、高压针型阀、压力表等，合理地应用到现场，如把该批次伴热带用在敷设长度较短的场合；把针型阀用在工作压力较低的地方，把压力表安装在外围污水系统、除灰系统等不需要连续出力的地方，并通过加强巡检，定期检测等手段来掌握设备状况，以确保能及时发现和处理设备异常，降低设备故障对系统安全性的影响。

４　结语

在目前的生产经营形式下，如何提高设备可靠性已经不单纯是技术问题，而是综合性的管理问题。随着煤价的升高，火电企业的经营形势日渐严峻，如何在维护费用紧张的情况下，尽可能的提高设备可靠性，保证热力系统的运行安全，值得我们认真探讨。只有在工作中认真总结，对设备进行精心维护，对有关的保护逻辑进行认真的审核，严格按有关的标准和规程进行工作，才会大大减少热工保护误动或拒动事故的发生概率，确保机组安全、稳定运行。

参考文献：

［1］孙长生．电厂热控系统故障分析与可靠性控制［Ｍ］．北京：中国电力出版社，2016．

［2］司瑞才，郑媛，王长利，等．350MW超临界机组循环流化床锅炉主保护分析［J］．发电设备，2016，30（4）：274－277．