一起因低加虛假水位導(dǎo)致跳機的事故分析

嚴 亮

（淮浙煤電有限責(zé)任公司鳳臺發(fā)電分公司，安徽 淮南 232000）

1 事故概述

某電廠有2臺600MW超臨界機組。當日，1號機組帶負荷600MW，CCS正常運行。運行中，因1號機8B低加正常疏水閥卡在5%位置處，必須進行檢修處理，因此隔離8B低加正常疏水調(diào)節(jié)閥。在隔離過程中，8B低加疏水水位高高高保護動作，水側(cè)切旁路。

隨后，當6號低加水位開始上升并達到120mm時，水位高Ⅲ值保護動作，6號低加撤出。接著5號低加水位也開始上升，當水位上升至120mm時，水位高Ⅲ值保護動作，5號低加隨即撤出。由于5，6號低加水位高Ⅲ值保護動作，造成除氧器壓力、水溫下降，四級抽汽量增大，負荷波動，除氧器水位緩慢上升。發(fā)現(xiàn)除氧器水位異常變動后，解除水位自動手操制。

最終，當除氧器水位達到高Ⅲ值(2410mm)時，保護動作，四抽電動總閥及四抽至除氧器電動閥關(guān)閉。在將小機供汽切換至冷再高壓供汽過程中，小機出力快速下降，導(dǎo)致給水流量低低MFT，主機及小機A/B均跳閘，同時發(fā)電機逆功率保護動作正確，廠用電切換正常。

2 原因分析

(1)由于8B低加水位高Ⅲ值保護動作，水側(cè)切旁路，造成5，6號低加進水溫度突然大幅下降，5，6號低加出現(xiàn)嚴重虛假水位。低加疏水自動調(diào)節(jié)難以控制住該虛假水位，導(dǎo)致5，6號低加水位快速上升至120mm高Ⅲ值，低加保護動作。由于運行人員經(jīng)驗不足，對8B低加正常疏水調(diào)節(jié)閥隔離過程中產(chǎn)生的虛假水位估計不準，在關(guān)8B低加正常疏水、開事故疏水的隔離操作過程中，沒有控制好8B低加水位，導(dǎo)致8B低加水位高Ⅲ值保護動作，7B，8B低加水側(cè)切旁路。

(2)5，6號低加在工況快速變化時，產(chǎn)生嚴重的虛假水位。7B，8B低加切水側(cè)后，6號低加正常疏水門開度由63%關(guān)至49%時，低加水位不升反降，由-33mm最低降至-66mm。隨后水位回升，自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)增大疏水門開度以降低水位。疏水門開度增大后，6號低加壓力降低，汽-水混合層沸騰增厚，導(dǎo)致正向的虛假水位疊加在真實的水位上升趨勢上，嚴重干擾了低加水位的正常調(diào)節(jié)。6號低加水位高II值保護動作打開危急疏水門后，6號低加內(nèi)壓力繼續(xù)瞬間降低，在虛假水位作用下低加水位快速上沖至高Ⅲ值，最終導(dǎo)致6號低加水位高Ⅲ值保護動作。

(3)除氧器水位設(shè)計為3路差壓式水位計。差壓式水位容易受工況變化的干擾。此次事件中，除氧器第3點水位測量值與另外2點水位測量值在低加切除后出現(xiàn)約200mm的測量偏差，并且3個點的水位計測量值波動幅度均明顯加大。除氧器的3個水位計沿除氧器由固定端向擴建端布置，每個間隔約10m。初步分析原因是，因為安裝位置不同，除氧器工況變化后，3個測點受到的影響不同。造成第3點水位較其他2點偏差大。

(4)OVATION系統(tǒng)“三取中”模塊設(shè)計有壞值剔除功能，當有1點的水位測量值與其他2點的測量值的偏差超過預(yù)設(shè)報警值時，模塊輸出另2點的平均值；當另2點的水位測量值間的偏差也大于預(yù)設(shè)報警值時，模塊輸出3點中的最大值。該功能易造成剔除掉的壞值重新進入運算的缺陷。此次事件中，5，6號低加切除后，除氧器第3點水位與第1，2點水位的偏差開始增大，直至超過預(yù)設(shè)報警值(150mm)，除氧器第3點水位被自動剔除。當除氧器第1，2點水位因測量值瞬間波動，偏差也超過150mm時，“三取中”模塊選擇最大值，即第3點輸出。此時除氧器第3點測量值為2427mm，除氧器水位高高高(2410mm)保護動作，四抽電動總閥及四抽至除氧器電動閥關(guān)閉，小機供汽由四抽切至冷再供汽。

(5)小機正常運行時由四抽供汽，冷再供汽電動閥全開備用；當?shù)驼{(diào)門開度超過85%時，高調(diào)門開啟，冷再供氣電動閥開始供汽，小機供汽示意如圖1所示。

圖1 小機供汽示意

此次事件中，除氧器水位高高高動作切除四級抽汽后，四抽電動總閥與四抽至除氧器電動閥同時關(guān)閉。四抽至除氧器電動閥全關(guān)時間約為90s，四抽電動總閥全關(guān)時間約為150s。四抽至除氧器電動閥先于四抽電動總閥全關(guān)后，造成小機供汽壓力短時上升。自動控制系統(tǒng)為維持給水流量，將低調(diào)門開度由56.8%關(guān)至45.8%。隨后四抽電動總閥關(guān)閉，低調(diào)門快速開啟，進而高調(diào)門開啟，但在此之前小機供汽已經(jīng)嚴重不足，給水流量極低保護動作，鍋爐MFT，進而引起汽機跳閘，發(fā)電機逆功率保護動作跳閘。

3 防范措施

根據(jù)上述原因分析，可采取以下6點防范措施。

(1)OVATION系統(tǒng)“三取中”模塊在輸入值偏差大時選擇最高值作為模塊輸出值，這種過于強調(diào)保護設(shè)備的設(shè)計方式，增加了保護誤動的可能性。據(jù)了解，ABB、西門子、新華、日立等DCS系統(tǒng)的“三取中”模塊都沒有這種異常時取最大值的功能，只有偏差大報警功能。目前該廠通過將預(yù)設(shè)報警值增大至一個極大值，屏蔽了“三取中”模塊剔除壞值的功能，即無論任何情況模塊輸出值始終為中間值。其他“三取中”模塊也按此原則進行修改。

(2)小機供汽由四抽切換至冷再供汽的過程中，因為系統(tǒng)特性原因，冷再供汽不及時，造成汽泵瞬間供汽嚴重不足，這是此次機組跳閘的直接原因。事件后了解到，其他同類機組也曾發(fā)生過類似跳機事件。為解決汽泵供汽切換不及時的問題，考慮修改汽泵供汽切換模式：汽泵低調(diào)門控制轉(zhuǎn)速及給水流量，高調(diào)門控制汽泵進汽壓力，進汽壓力設(shè)定值為機組負荷的函數(shù)。這樣當汽泵進汽壓力發(fā)生變化時，高調(diào)門就能夠及時開啟，從而保證汽泵供汽穩(wěn)定。

(3)四抽總門采用的是進口ROTORK電動執(zhí)行機構(gòu)，四抽至除氧器隔離門采用的是常州白云廠生產(chǎn)的電動執(zhí)行機構(gòu)。為解決2個門關(guān)閉時間不同步，切斷四抽時小機進汽壓力先升后降，造成汽泵低調(diào)門關(guān)小的問題，計劃在調(diào)停期間更換四抽至除氧器隔離門，降低電動門的關(guān)閉速度，使2個門的關(guān)閉速度盡量同步。

(4)針對除氧器水位測量問題，目前通過對除氧器水位測量值增加5s慣性濾波，減弱變工況對測量值跳動的影響。事件前已將除氧器差壓式水位計更改為雷達液位計列入技改項目。雷達液位測量計對安裝方式要求低，不易受工況變化干擾，待技改后，能徹底解決類似問題。

(5)針對5，6號低加在工況快速變化時出現(xiàn)嚴重虛假水位的問題。事件前已將5，6號低加水位測量儀表更改為雷達液位計列入下年度技改項目。因雷達液位測量裝置不易受工況變化干擾，待技改后，能改善水位測量。作為進一步防范措施，低加水位自動系統(tǒng)如何克服5，6號低加變工況時出現(xiàn)嚴重虛假水位的問題，以維持低加水位穩(wěn)定，還有待進一步試驗摸索。

(6)進一步加強技術(shù)管理精細化工作，加強運行人員的業(yè)務(wù)技術(shù)培訓(xùn)，提高他們的運行操作技能；當運行方式出現(xiàn)調(diào)整時，加強工況變化對相關(guān)系統(tǒng)參數(shù)的影響分析及對重要參數(shù)的監(jiān)視，及時做好各種事故預(yù)想，提高運行人員的機組異常分析能力與事故處理能力；加強對西屋公司OVATIONDCS系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，特別是深入理解OVATION系統(tǒng)的設(shè)計特點，防止因類似原因?qū)е翫CS保護誤動、拒動。