350MW機(jī)組因現(xiàn)場施工造成主汽門關(guān)閉的事故簡要分析

王桂華

（大唐濱州發(fā)電有限公司,山東 濱州 256600）

350MW機(jī)組因現(xiàn)場施工造成主汽門關(guān)閉的事故簡要分析

王桂華

（大唐濱州發(fā)電有限公司,山東 濱州 256600）

某廠2×350MW超臨界燃煤“上大壓小”熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組，鍋爐為上海鍋爐廠制造，類型為超臨界、一次中間再熱直流鍋爐；汽輪機(jī)均采用哈爾濱汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的超臨界、一級調(diào)整采暖抽汽凝汽式汽輪發(fā)電機(jī)組，額定容量為350MW；DEH控制系統(tǒng)采用杭州和利時工程有限公司的MACSV6型汽輪機(jī)DEH控制系統(tǒng)，控制兩個高壓主汽門、四個高壓主汽調(diào)節(jié)閥、兩個再熱主汽門和兩個再熱調(diào)節(jié)汽閥。本文簡要分析由于汽機(jī)專業(yè)現(xiàn)場處理汽輪機(jī)左側(cè)高壓主汽門本體螺栓漏汽導(dǎo)致該門異常關(guān)閉；在后續(xù)運(yùn)行人員汽壓手動調(diào)整過程中處置不當(dāng)，導(dǎo)致鍋爐“儲水箱水位高高”保護(hù)動作，造成該機(jī)組非計劃停運(yùn)。

主汽門;事故;分析

1 事故經(jīng)過

1月14日15點(diǎn)19分,該廠2號機(jī)負(fù)荷314.3MW，主汽壓力24.2MPa，主汽門全開；A、B、D、E四臺磨煤機(jī)正常運(yùn)行。15時19分，1號高壓主汽門突然全關(guān)，主汽壓力在短時間內(nèi)驟然上升，最高到28.13Mpa并導(dǎo)致PCV安全閥動作，負(fù)荷下降至274.3MW。

15時21分，運(yùn)行人員手動停止E磨煤機(jī)。為保證A、B磨煤機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行，在等離子未拉弧的前提下，運(yùn)行人員分別投入A、B層等離子模式，兩臺磨煤機(jī)隨后均因“缺少點(diǎn)火源”跳閘；隨后機(jī)組負(fù)荷、主汽壓力緩慢下降。

15時26分，鍋爐儲水箱三個水位全部到達(dá)20m，并保持到跳機(jī)。15時28分，鍋爐主汽壓力11.63MPa，負(fù)荷為115MW(負(fù)荷低于30%)；蒸汽過熱度小于5℃、分離器出口壓力低于14MPa且鍋爐儲水箱水位高于17.5米，延時3s，2號機(jī)跳閘。跳閘首出為：“分離器儲水箱水位高”。

2 原因分析

2.1 1號高壓主汽門全關(guān)原因分析

該機(jī)組自投產(chǎn)以來，由于基建期設(shè)備安裝問題，汽輪機(jī)本體主汽門處頻繁高溫高壓蒸汽泄漏，并且該主汽門的LVDT設(shè)備長周期處于100多度的環(huán)境，LVDT與伺服閥接線端子箱內(nèi)部高溫且濕度大，危及周圍熱控測點(diǎn)的測量。為消除此重大安全隱患，汽機(jī)專業(yè)辦理熱機(jī)工作票進(jìn)行帶壓堵漏工作。由于風(fēng)險分析、保護(hù)措施不到位，且工作人員為廠外人員，安全意識薄弱，操作過程中意外碰觸到該主汽門的DEH接線端子箱。

機(jī)組停運(yùn)后，打開1號高壓主汽門就地接線端子箱發(fā)現(xiàn)內(nèi)部有大量的水和蒸汽，接線端子排（帶自鎖功能）之間縫隙內(nèi)積水嚴(yán)重；伺服閥由于長周期受到高溫高壓蒸汽侵蝕表面銹蝕較為嚴(yán)重。查閱DEH歷史曲線從15時19分8秒到30秒共22秒的過程中，發(fā)現(xiàn)2號機(jī)DEH系統(tǒng)未發(fā)出關(guān)閉1號主汽門伺服閥的控制指令，而且始終保持為100%，且此時EH油壓恒定為14.6MPa；而該LVDT行程反饋顯示開度則由95.84%快速降至零。根據(jù)此歷史曲線判斷1號主汽門關(guān)閉原因?yàn)椋?號主汽門伺服閥指令信號（4-20mA）就地接線端子由于長時間受潮且高溫侵蝕嚴(yán)重，造成接線松動接觸不良，且伺服閥為單線圈方式接線無自保持功能，造成主汽門關(guān)閉。

2.2 A、B磨煤機(jī)跳閘原因分析

1號高壓主汽門伺服閥因失去控制信號關(guān)閉后，主汽壓力迅速上升。運(yùn)行人員為防止鍋爐超壓超溫，進(jìn)行手動減負(fù)荷操作。首先，手動停止最上層的E制粉系統(tǒng)，但降低主汽壓力的效果并不明顯；然后為保證鍋爐燃燒系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，運(yùn)行人員分別將A、B層等離子手動投入“等離子模式”進(jìn)行穩(wěn)定燃燒，造成兩臺磨煤機(jī)相繼跳閘，跳閘首出均為：失去點(diǎn)火源。

分析DCS邏輯設(shè)置為：在A、B層等離子系統(tǒng)各點(diǎn)火器啟弧未成功的前提下，將等離子系統(tǒng)由“正常模式”切換到“等離子模式”，從而觸發(fā)“失去點(diǎn)火源”的跳閘磨煤機(jī)，導(dǎo)致磨煤機(jī)發(fā)生跳閘。

此后運(yùn)行人員啟動A磨煤機(jī)失敗，只有D磨投運(yùn)，鍋爐熱負(fù)荷及鍋爐主汽壓力迅速降低，鍋爐轉(zhuǎn)入濕態(tài)運(yùn)行，主汽壓力低于14MPa時因儲水箱水位高保護(hù)動作鍋爐MFT。

3 技術(shù)改進(jìn)措施

3.1 DEH伺服閥接線方式改為并聯(lián)連接

電液伺服閥的工作原理是，力矩馬達(dá)在線圈中通入控制電流后產(chǎn)生一個微小的扭矩，使彈簧管上的擋板在兩噴嘴間移動，進(jìn)而控制伺服閥內(nèi)部滑閥的移動，并且移動的距離和方向隨電流的大小和方向的變化而相應(yīng)的變化；閥芯左移的同時通過反饋桿對力矩馬達(dá)產(chǎn)生的力矩和擋板的位移進(jìn)行相反的作用力，形成負(fù)反饋。

和利時汽輪機(jī)DEH伺服單元SM461將主控單元通過模擬量輸出的閥位給定信號轉(zhuǎn)換為0～5V給定電壓；此給定的電壓與油動機(jī)行程LVDT電壓的差值經(jīng)調(diào)節(jié)器（P、PI等）處理后，控制信號輸出到電液伺服閥，伺服閥油口開度隨之發(fā)生變化，使油動機(jī)向開或關(guān)方向運(yùn)動，油動機(jī)行程最終跟隨閥位給定信號變化。

SM461卡件通過伺服I/O端子模塊內(nèi)部的跳線設(shè)置，可以選擇恒壓型輸出或恒流型輸出。所謂恒壓型輸出是指輸出電壓不隨負(fù)載電阻的變化而變化，而恒流型輸出是指輸出電流不隨負(fù)載電阻的變化而變化。

此次使用的是美國威格士VICKERS伺服閥，型號為SM4-20(15)57-80/40-10-H607H，該閥是雙線圈控制，常用接線方式分別有以下幾種：單線圈連接、并聯(lián)連接、串聯(lián)連接、差動連接。并聯(lián)連接的輸入電阻為單線圈電阻的一半，當(dāng)其中一組線圈燒壞后也能繼續(xù)工作，可靠性高。1號高壓主汽閥伺服閥采用單線圈連接，事故中該組線圈電流回路中斷是造成閥門全關(guān)的原因。此次事件由于就地接線端子松動，造成1號高壓主汽閥伺服閥控制信號瞬時丟失，EH壓力油進(jìn)入主汽閥迅速減少，在彈簧力的作用下，主汽閥門關(guān)閉。因和利時汽輪機(jī)DEH伺服單元SM461僅僅能輸出一組DEH信號到就地伺服閥。為防止此類事故的發(fā)生，利用停機(jī)期間取消自鎖端子排，并將伺服閥接線改為雙線圈并聯(lián)連接，以此來提高設(shè)備運(yùn)行的可靠性。

3.2 運(yùn)行人員整體技術(shù)水平有待提高

運(yùn)行人員對控制邏輯設(shè)置不熟練，設(shè)備性能不清楚。在鍋爐控制過程中，多臺磨煤機(jī)相繼跳閘，鍋爐熱負(fù)荷迅速下降，而給水流量沒有及時調(diào)整，鍋爐受熱面內(nèi)蒸汽由干態(tài)變?yōu)闈駪B(tài)，造成儲水箱水位上升。運(yùn)行人員在處理鍋爐參數(shù)突變時，應(yīng)該同步的調(diào)節(jié)給水、風(fēng)量、煤量，避免三個量的動態(tài)失衡。

4 總結(jié)

通過此次事故的分析，希望引起各廠在處理運(yùn)行機(jī)組現(xiàn)場機(jī)務(wù)缺陷過程中清醒的認(rèn)識到重視熱控設(shè)備的重要性，做好預(yù)防措施，防止危及機(jī)組正常運(yùn)行事件的發(fā)生。同時，加強(qiáng)運(yùn)行人員對運(yùn)行機(jī)組突發(fā)事故的應(yīng)急措施和處置方式的業(yè)務(wù)培訓(xùn)。

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.22.072