鍋爐總風量低造成MFT滅火事故及防范措施分析

劉丹 彭中峰

摘 ?要：文章針對鍋爐總風量低造成MFT滅火事故進行原因分析，查找出問題所在，并對暴露出的問題制定了相應的防范措施，以保證公司機組安全、可靠、穩(wěn)定運行。

關鍵詞：總風量;MFT;分析;防范措施

中圖分類號：TK223.6 ? 文獻標識碼：A ? ? ?文章編號：1006-8937（2016）26-0053-02

1 ?概 ?述

發(fā)生事故的#3機組，鍋爐為武漢鍋爐廠生產(chǎn)制造的亞臨界、一次中間再熱、自然循環(huán)汽包爐，型號為WGZ1004/18.4-2型。鍋爐采用：單爐膛、平衡通風、雙調(diào)風軸向旋流燃燒器，前、后墻布置，冷一次風正壓直吹式制粉系統(tǒng)，刮板式撈渣機連續(xù)固態(tài)排渣，全鋼構(gòu)架懸吊結(jié)構(gòu)。汽輪機系北京重型電機廠引進法國阿爾斯通技術生產(chǎn)的N330-17.15/540/540型亞臨界一次中間再熱、單軸、三缸雙排汽、凝汽式汽輪機;發(fā)電機為北京重型電機廠引進法國阿爾斯通技術生產(chǎn)的T255-460型汽輪發(fā)電機組， 2003年12月06日168試運結(jié)束正式投入運行。

為了保證燃燒過程的正常進行，要求進入爐膛總?cè)剂狭啃∮诨虻扔谶M入爐膛的總風量所對應的經(jīng)濟燃燒的燃料量，當總風量過低時會觸發(fā)MFT，以保護設備和人身安全，避免事故擴大。

2 ?事故經(jīng)過

6月27日04：31，#3機組鍋爐MFT，首出“鍋爐總風量小于25%”。機組人員立即切換廠用電，快速減負荷至25MW，汽機切中缸控制，立即啟動鍋爐吹掃程序，聯(lián)系熱控值班人員檢查處理。經(jīng)熱控值班人員檢查，確認DCS系統(tǒng)10DPU柜內(nèi)D2卡件故障，隨即熱控人員進行D2卡件更換工作，05：13熱控人員完成D2卡件更換工作，鍋爐吹掃結(jié)束后點火，05：15啟動B磨逐漸升溫升壓，05：31依次啟動D、C磨逐漸加負荷，撤出所有油槍，06：21負荷逐漸加至280MW，申請中調(diào)投入AGC。事故曲線，如圖1所示。

3 ?事故分析

3.1 ?檢修經(jīng)過

#3機組鍋爐MFT后，熱工檢查發(fā)現(xiàn)#10DPU柜內(nèi)D2卡件時好時壞、指示燈一會閃爍、一會熄滅。遂判斷為卡件故障，D2卡件上第17、18通道為鍋爐總風量低于25%信號的輸出通道，因兩信號在同一卡件，當此卡件故障時，兩個信號同時動作，DPU經(jīng)過3取2運算，延時10秒發(fā)出MFT滅火信號。

至05：15分#10DPU柜內(nèi)D2卡件更換完成，在此過程中，由于D2卡件連續(xù)故障多次，致使鍋爐總風量低于25%MFT保護動作2次，將故障的卡件更換后，系統(tǒng)恢復正常。

3.2 ?原因分析

MFT是鍋爐安全保護的核心內(nèi)容，在出現(xiàn)任何危及鍋爐安全運行的危險工況時，MFT動作將快速切斷所有進入爐膛的燃料，即切斷所有油和煤的輸入，以保證鍋爐安全，避免事故發(fā)生或限制事故進一步擴大。

MFT設計成軟、硬兩路冗余，當MFT條件出現(xiàn)時，軟件會送出相應的信號來跳閘相關的設備;同時，MFT硬繼電器也會向這些重要設備送出一個硬接線信號來跳閘它們。

鍋爐總風量是一次風量與二次風量之和，本公司總風量低邏輯為兩個開關量信號和一個模擬量信號三取二后觸發(fā)MFT。#10DPU柜內(nèi)D2卡件上第17、18通道為鍋爐總風量低于25%兩個開關量信號的輸出通道，且此信號輸出繼電器采用常閉節(jié)點（正常工作時帶電），當卡件故障或失電時，輸出繼電器失電，導致風量低信號發(fā)出，觸發(fā)了MFT保護動作。

通過檢查，故障卡件內(nèi)部電路板外觀干凈，無明顯損壞現(xiàn)象，遂判斷為卡件質(zhì)量問題。#10DPU內(nèi)D2卡件中信號分布，如圖2所示。

3.3 ?存在的問題

鍋爐總風量低于25%的2個信號取自同一卡件，存在較大安全隱患。

鍋爐總風量低于25%的2個信號輸出繼電器采用常閉接點，正常時繼電器長期處于動作狀態(tài)，一旦卡件故障或失電時，易誤發(fā)信號造成MFT。

4 ?防范措施

根據(jù)《防止電力生產(chǎn)事故的二十五項反措》要求，為保證公司機組安全、可靠、穩(wěn)定運行，最大限度的消除熱控專業(yè)存在的問題，需對熱控系統(tǒng)設備、保護聯(lián)鎖進行整改完善。

冗余的單點保護，應采取必要措施確保其正確可靠（不是特別重要的開關量保護信號應采用節(jié)點閉合方式觸發(fā)保護或聯(lián)鎖），冗余信號應全程獨立取樣，并接入DCS不同輸入卡，信號之間偏差大應進行一級報警以提醒運行人員及時發(fā)現(xiàn)。

為防止DCS一對控制器故障導致機組被迫停運事件發(fā)生，并列或主/備運行的重要輔機（包括其輔助設備）聯(lián)鎖和保護控制邏輯應按照下列原則配置控制器：

其一，送風機、引風機、一次風機、空預器、密封風機、掃描風機、凝結(jié)水泵、循環(huán)水泵、給水泵、閉式泵、定子冷卻水泵等二臺并列運行或主/備運行的重要輔機，其保護和聯(lián)鎖邏輯應分別配置在二對不同控制器中。

其二，磨煤機、給煤機、給粉機、漿液循環(huán)泵、氧化風機等多臺組合運行的重要輔機應按照工藝要求將保護和聯(lián)鎖邏輯配置在二對或以上控制器中。

其三，為保證某一對控制器故障時，重要監(jiān)控信號不會失去監(jiān)視，汽包水位、主汽壓力、主蒸汽溫度、再熱蒸汽溫度、爐膛壓力等重要參數(shù)的CCS控制信號所在控制器和DAS信號所在控制器應不相同。

其四，汽輪機潤滑油壓力低信號應直接接入事故潤滑油泵的電氣啟動回路，確保在DCS故障同時發(fā)生潤滑油壓力低情況下，事故潤滑油泵能可靠自動啟動，保證汽輪機安全。

其五，合理設計快速調(diào)節(jié)系統(tǒng)的“信號壞質(zhì)量”或“指令和反饋偏差大”觸發(fā)自動控制回路切手動或設備聯(lián)鎖動作邏輯，相關信號的測量量程應合理放大以防止在緊急工況下參數(shù)超量程而變“壞質(zhì)量”，“指令和反饋偏差大”應事先進行一級報警，提醒運行人員關注和調(diào)整。要避免在事故處理過程中，由于工況不穩(wěn)定引起不必要的“信號壞質(zhì)量”或“指令和反饋偏差大”條件觸發(fā)，導致爐膛壓力、汽包水位等自動控制回路切手動或給水泵再循環(huán)閥快開，造成運行工況更加惡劣。

其六，在機組檢修期間安排對DCS、DEH進行在線卡件熱插拔試驗，確認任何單一卡件（包括CPU、電源、通訊、I/O等各種卡件）故障和故障處理時對機組、設備造成影響的范圍和程度，通過邏輯和系統(tǒng)配置優(yōu)化，努力做到DCS、DEH任何一塊卡件（特殊要求卡件除外）故障不造成機組跳閘，并可在線恢復。

5 ?結(jié) ?語

DCS（分散控制系統(tǒng)）是監(jiān)控機組啟、停、運行及故障處理的神經(jīng)中樞，DCS工作的安全及可靠與否，對機組安全穩(wěn)定運行至關重要。針對本次鍋爐總風量低造成MFT滅火事故暴露的問題，公司制定了嚴格的防范措施，依據(jù)防范措施對熱控專業(yè)存在的安全隱患進行逐項排查并治理，并進行相關的技術改造，努力保證公司機組安全、可靠、穩(wěn)定運行。

參考文獻：

[1] 林文孚，胡燕.單元機組自動控制技術[M].北京：中國電力出版社，2008.

[2] （國能安全[2014]161號，防止電力生產(chǎn)事故的二十五項重點要求[S].