大型燃煤機組MFT事故分析與對策

王驍帆

摘 要：介紹了三起熱工系統(tǒng)導致的機組MFT事故，深入分析了三起事故的具體過程和原因。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合我國大型燃煤電廠的實際情況，提出具體預(yù)防措施，為今后類似故障提供參考。

關(guān)鍵詞：MFT；隱患排查；電力系統(tǒng)

中圖分類號：TM712 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）33-0123-02

Abstract： MFT accidents caused by three unit thermal system are introduced， and the specific processes and causes of the three accidents are analyzed in depth. On this basis， in view of the actual situation of large coal-fired power plants in China， the specific preventive measures are proposed to provide reference for similar failures in the future.

Keywords： MFT； hidden trouble investigation； electric power system

1 概述

電力工業(yè)是我國國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)，充足穩(wěn)定的電力供應(yīng)是經(jīng)濟社會發(fā)展的重要保障。電力安全是國家安全生產(chǎn)監(jiān)督的重要方面，我國正努力大幅度提升電力生產(chǎn)與供應(yīng)的安全性、經(jīng)濟性、便捷性，以達到最大限度的接納新能源、提高設(shè)備利用率、改善用戶供電質(zhì)量的目的[1，2]。燃煤電廠生產(chǎn)過程中的機組非計劃停運事件，是電力企業(yè)較為嚴重的事故，造成較大安全隱患和嚴重的經(jīng)濟損失。在諸多導致機組非停的原因中，熱控系統(tǒng)原因所占比例較大，文章通過分析三起熱控導致的機組非停事故，并提出相關(guān)措施，供同行參考。

2 事故案例

某電廠機組容量為600MW，鍋爐設(shè)計燃用無煙煤，W型火焰燃燒方式，鍋爐為亞臨界壓力中間一次再熱的自然循環(huán)鍋爐，雙拱形單爐膛，燃燒器布置于下爐膛前后拱上，固態(tài)排渣，全鋼結(jié)構(gòu)，全懸吊結(jié)構(gòu)，平衡通風，半露天布置。

2.1 火檢信號丟失導致的MFT事故

2.1.1 事故經(jīng)過

機組帶負荷400MW正常運行中，六臺磨煤機A、B、C、E、F磨煤機運行，D磨備用，鍋爐燃燒穩(wěn)定。C、E、F磨煤機突因火檢信號（兩個或兩個以上燃燒器無火）丟失同時保護跳磨，1分鐘內(nèi)，因燃燒波動過大，A、B磨煤機也因火檢信號（兩個或兩個以上燃燒器無火）丟失相繼保護跳閘，同時鍋爐“全爐膛火焰喪失”信號發(fā)出，MFT動作。

2.1.2 原因分析

非停發(fā)生前機組各項參數(shù)保持穩(wěn)定，鍋爐燃燒無異常指征。因此，排除了C、E、F磨煤機因鍋爐燃燒失穩(wěn)導致火檢同時失去的可能。根據(jù)事故追憶系統(tǒng)報警記錄，磨煤機C、E、F，以及備用的D磨煤機和油層火檢模擬量信號在同一時間發(fā)出故障信號。隨即檢查機組所有火檢的電源及信號傳輸回路，發(fā)現(xiàn)C、D、E、F磨煤機火檢和所有油槍火檢配置在同一火檢管理系統(tǒng)通訊鏈路，火檢配置在另外一火檢管理系統(tǒng)通訊鏈路中，根據(jù)目前現(xiàn)場的火檢配置及故障信息，結(jié)合非停發(fā)生前火檢信號異常發(fā)生的規(guī)律，確定因火檢管理系統(tǒng)發(fā)生接地異常、強干擾信號竄入通訊鏈路等問題，導致配置在同一通訊鏈路上的C、E、F磨煤機的火檢同時發(fā)生信號故障，C、E、F磨煤機保護跳閘后，因鍋爐燃燒強烈波動進一步導致A、B磨煤機跳閘。

此次事故中，鍋爐的多臺磨煤機及油槍的火檢在同一條火檢管理系統(tǒng)通訊鏈路中，如因通訊一旦鏈路發(fā)生異常，將導致配置在鏈路上所有火檢信號同時故障，機組跳閘，火檢電源回路配置也不合理，由一路保安段220伏AC和一路廠用電220伏AC經(jīng)接觸器切換后供至兩只24伏直流電源模塊，兩路直流電源并聯(lián)對鍋爐所有44只火檢裝置供電，存在當出現(xiàn)接觸器切換時間過長或切換失敗時，造成所有火檢裝置失電的可能，不符合熱工重要信號獨立配置、風險分散的原則。

2.1.3 預(yù)防措施

一是取消機組火檢管理系統(tǒng)的串聯(lián)通訊回路方式，進行通訊回路改造，確保單個火檢系統(tǒng)的獨立性和熱工重要保護信號的可靠性；二是對火檢電源系統(tǒng)進行改造，增加一個電源接觸器，與原有接觸器形成冗余配置，兩個接觸器分別設(shè)置保安段優(yōu)先和廠用電優(yōu)先，同時各向一個24伏直流電源模塊供電。改造后可保證單路220伏AC電源失去或單個接觸器異常時，各火檢的24伏直流供電仍為正常。

2.2 真空低保護跳閘導致的MFT事故

2.2.1 事故經(jīng)過

機組帶負荷305MW運行中，汽輪機突然跳閘，輸出原因為“真空低保護跳閘”，鍋爐MFT聯(lián)所保護動作?，F(xiàn)場調(diào)閱曲線記錄，確定為真空低壓力開關(guān)4取2信號動作，觸發(fā)ETS跳閘。

2.2.2 原因分析

汽輪機跳閘時，機組各項運行參數(shù)正常，排除了真空系統(tǒng)破壞的可能性。真空系統(tǒng)試驗塊所安裝的4個壓力開關(guān)#1、#2壓力開關(guān)真實動作，導致了真空低4取2跳閘信號發(fā)出，取樣管路內(nèi)真空值達到了動作值，但實際機組真空并沒有變化，經(jīng)過對儀表管路的檢查清理，發(fā)現(xiàn)儀表管路中存在微小非金屬屑，能夠堵塞試驗?zāi)K中的截流孔（孔徑0.8mm），造成真空保護測點異常動作。同時現(xiàn)場檢查又發(fā)現(xiàn)另一個問題，哈爾濱汽輪機廠設(shè)計汽輪機真空低保護試驗裝置，分成兩路取樣，每路取樣各帶2個壓力開關(guān)（一路帶#1、#3開關(guān)，一路帶#2、#4開關(guān)），這4個壓力開關(guān)通過兩“或”一“與”，4取2的方式組成汽輪機真空低保護跳閘邏輯，正常情況下應(yīng)該為#1、#3開關(guān)中的一只與#2、#4開關(guān)中的一只同時動作構(gòu)成保護動作條件，而現(xiàn)場取樣管路檢查發(fā)現(xiàn)保護開關(guān)安裝位置不正確，實際動作的#1、#2開關(guān)均安裝在實驗裝置的同一路取樣管路上，這樣當取樣管路堵塞時#1、#2開關(guān)同時動作，從而導致汽輪機真空低跳閘。此次事故中，熱工設(shè)備管理、檢修人員隱患排查不到位，真空取樣管路焊接后未進行焊渣、異物吹掃，真空低保護開關(guān)現(xiàn)場安裝位置錯誤，未實現(xiàn)真正意義上的四取二保護邏輯，保護傳動不到位，試驗內(nèi)容不完整，沒有嚴格進行試驗來檢驗真空系統(tǒng)的可靠性，冷態(tài)下只進行了現(xiàn)場單點傳動，未對試驗電磁閥及真空低保護邏輯的在線試驗。

2.2.3 預(yù)防措施

加強日常檢修維護工作，清理真空保護的取樣管路和試驗?zāi)K，在檢查校驗真空系統(tǒng)儀表的同時，增加檢查吹取樣管路和試驗?zāi)K的工作內(nèi)容。排查現(xiàn)場真空保護開關(guān)接線和設(shè)備標識牌，使得取樣位置與邏輯相對應(yīng)，實現(xiàn)真正的四取二邏輯，并進行傳動試驗。對其他保護開關(guān)及變送器進行深入隱患排查工作，核對測點的取樣位置和管路，對存在問題的取樣結(jié)構(gòu)進行整改，徹底消除同類共性問題，堵塞管理漏洞。完善汽機、鍋爐保護系統(tǒng)作業(yè)指導書，對保護聯(lián)鎖傳動內(nèi)容認真檢查梳理，檢查試驗方法及試驗條件的正確性及可行性，有實際條件的保護項目要從信號源頭傳動，完善聯(lián)鎖保護傳動單記錄表，在試驗結(jié)果項中分清通道試驗結(jié)果，并填寫開關(guān)狀態(tài)顯示是否正確，規(guī)范聯(lián)鎖保護傳動流程和實驗記錄。加大日常隱患排查力度，對熱工邏輯各分系統(tǒng)逐一進行深度排查，從現(xiàn)場安裝取樣到DCS邏輯和電纜及現(xiàn)場執(zhí)行機構(gòu)，對排查出的隱患進行監(jiān)督落實，加強熱工人員技術(shù)水平培訓，徹底消除人員水平低、測點安裝錯誤、保護傳動不到位等方面的隱患。

2.3 汽包水位高觸發(fā)的MFT事故

2.3.1 事故經(jīng)過

機組負荷450MW正常運行中，汽包壓力測點1、測點2測量值12.3Mpa、12.6Mpa均波動約1.58Mpa，熱控人員在檢查該問題過程中，汽包水位測點1、測點2同時由-2.3mm、-2.6mm突變至+306mm、+329mm，汽包水位高三值保護觸發(fā)鍋爐MFT，機組跳閘。

2.3.2 原因分析

鍋爐MFT跳閘時，機組各項運行參數(shù)正常，排除了汽包水位異常升高的可能性。熱控人員在檢查汽包壓力測點1、測點2測量值波動過程中，分析判斷可能因為信號干擾導致，所以私自決定對汽包壓力測點1、測點2在邏輯中進行強制模擬為當前值，然后進行電纜排查，確定干擾源，但是操作人員錯誤的將汽包壓力測點1、測點2的模擬值同時下裝至汽包水位測點1、測點2的邏輯中，造成汽包水位測點數(shù)值突變，該操作人員同時也違反該廠保護投退制度中規(guī)定：下裝邏輯時每次只允許下裝一個測點邏輯，最終導致汽包水位3取2保護動作，鍋爐MFT跳閘。

此次事故中，熱工檢修人員對邏輯組態(tài)圖中信號走向，測點名稱描述未完全熟知，對保護回路未完全掌握，錯誤的將汽包壓力數(shù)值模擬為汽包水位測量值。工作隨意性大，對機組3取2主保護的兩個信號同時進行模擬，未考慮機組實際運行過程中發(fā)生異常時，主保護拒動造成的后果，也未嚴格執(zhí)行該廠保護投退制度所規(guī)定的下裝邏輯時每次只允許下裝一個測點邏輯的要求，同時監(jiān)護人員也未履行職責，對該次信號模擬操作未提出異議并及時制止。

2.3.3 預(yù)防措施

首先要嚴格執(zhí)行電廠保護投退制度規(guī)定，履行逐級審批流程，堅決杜絕出現(xiàn)隨意進行保護信號、邏輯組態(tài)修改下裝的問題，監(jiān)護人員履職盡責，及時發(fā)現(xiàn)保護投退過程中存在的問題，進行提醒和制止。不斷加強熱控人員技術(shù)水平的培訓，對DCS系統(tǒng)中的保護回路、邏輯組態(tài)加強學習，熱控人員要對每個信號采集、信號走向以及在邏輯圖中的位置全部掌握，杜絕存在可能、大概、差不多等一知半解就進行操作的現(xiàn)象。完善電廠熱控保護投退制度，尤其主保護信號模擬是否必須進行，事故預(yù)想是否全面，是否制定應(yīng)急處置方案，重要操作是否提高監(jiān)護等級，各級人員到位監(jiān)督落實責任。只有不斷的加強熱控系統(tǒng)管理，才能降低人員水平低、人為失誤所帶來的后果。

3 結(jié)束語

各類生產(chǎn)事故、非停事件不是偶然事件，有其自身發(fā)生的必然性，事后調(diào)查分析往往發(fā)現(xiàn)這些問題是由各種設(shè)備原因、人為責任匯聚至一起自然發(fā)生，這些不安全事件歸根結(jié)底就是物的不安全狀態(tài)和人的不安全行為兩個要素決定，再從初始設(shè)計不合理、隱患排查不仔細、設(shè)備維護不到位、工作人員操作失誤等各種原因中表露出來，但只要在生產(chǎn)過程中不斷的排查消除隱患，優(yōu)化改造設(shè)備，加強人員管理，落實各級責任，汲取各類生產(chǎn)事件的經(jīng)驗教訓，消除物的不安全狀態(tài)和人的不安全行為，發(fā)生事故的概率就會大大降低，才能保證發(fā)電廠的安全、經(jīng)濟運行。

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