300?MW汽輪機(jī)組熱工報警的優(yōu)化

田 寧

(陜西商洛發(fā)電有限公司，陜西 商洛 726000)

0 引言

大型汽輪機(jī)組系統(tǒng)復(fù)雜，參數(shù)很多，控制要求高，且配備一套復(fù)雜的控制系統(tǒng)及裝置。為了監(jiān)視和控制機(jī)組的工作狀態(tài)和運(yùn)行參數(shù)，保證安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，需要一套十分可靠、合理的熱工保護(hù)系統(tǒng)。

汽輪機(jī)組熱工保護(hù)系統(tǒng)分為保護(hù)跳閘、越限報警、聯(lián)鎖保護(hù)3種。在運(yùn)行參數(shù)已達(dá)到危險值或動作值時，保護(hù)跳閘和聯(lián)鎖保護(hù)使機(jī)組跳閘或聯(lián)鎖設(shè)備動作。在參數(shù)值偏離正常范圍時，越限報警提醒運(yùn)行人員注意，以便采取相應(yīng)措施來調(diào)整，從而避免不安全情況的發(fā)生。由此可見，及時性和有效性對于熱工報警非常重要。這樣可以迅速提醒人員注意參數(shù)的不正常變化，以便盡快消除事故隱患。

1 熱工報警存在的問題

某廠5號汽輪機(jī)是哈爾濱汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的引進(jìn)型300 MW機(jī)組，型號N300—16.7/537/537，機(jī)組型式為亞臨界參數(shù)、中間再熱、單軸、反動式、兩缸兩排汽。目前熱工報警裝置存在以下幾個問題。

1.1 熱工報警信號不足

對機(jī)組的運(yùn)行參數(shù)，熱工系統(tǒng)進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)越限則聲光報警，提醒人員注意并及時采取調(diào)整措施，這對于預(yù)防事故的發(fā)生極為重要。但是5號機(jī)組在一些重要參數(shù)上卻沒有有效的報警信號，如真空低、軸向位移大、EH油壓低、差脹大等均沒有報警光字，僅有跳閘光字以顯示首發(fā)原因，因而不能在參數(shù)越限后及時提醒人員進(jìn)行調(diào)整。

1.2 熱工報警定值不合理

當(dāng)運(yùn)行設(shè)備發(fā)生缺陷，運(yùn)行人員操作不當(dāng)或監(jiān)控不力時，運(yùn)行參數(shù)會出現(xiàn)不正常的變化以致越過限額值。此時熱工報警裝置動作，提醒人員及時采取調(diào)整措施，使參數(shù)盡快歸于正常，以避免因處理不及時而導(dǎo)致這些參數(shù)變化至跳閘值。

5號機(jī)組已投產(chǎn)運(yùn)行20多年，參數(shù)的變化范圍基本確定，但是一些報警值的設(shè)定卻明顯不合理，導(dǎo)致發(fā)生異常時不能及時報警。

如凝汽器真空，正常運(yùn)行中壓強(qiáng)經(jīng)常在90.0 kPa以上，即使夏季循環(huán)水溫較高時，最低真空也在87.0 kPa以上，但報警定值設(shè)置為80.0 kPa，導(dǎo)致真空異常降低時不能及時報警。另外，這一定值離跳閘值非常接近，跳閘保護(hù)定值為77.0 kPa，報警定值和跳閘值之間僅有3.0 kPa的差距，因此即使報警發(fā)生，也不能留夠充足的處理時間，增加了機(jī)組跳閘的風(fēng)險。分析5號機(jī)組的其他參數(shù)，也存在類似的情況，該機(jī)組的重要參數(shù)定值和實(shí)際運(yùn)行值如表1所示。從表1中可以看出，報警值、跳機(jī)值和一年中不同時期的實(shí)際運(yùn)行值確實(shí)存在一些差距。

2 熱工報警優(yōu)化的意義

汽輪機(jī)組運(yùn)行中，熱工保護(hù)裝置對運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)異常變化后對運(yùn)行人員進(jìn)行報警提示，以預(yù)防事故發(fā)生。優(yōu)化熱工報警提高熱工報警的及時性和有效性，可避免因設(shè)備缺陷、熱工元件異常和人員失誤造成的機(jī)組跳閘事故。

表1 重要參數(shù)定值及實(shí)際運(yùn)行值

2.1 避免因設(shè)備缺陷造成機(jī)組跳閘

機(jī)組運(yùn)行中發(fā)生設(shè)備故障后會引起參數(shù)變化，及時有效地報警可使缺陷被及時發(fā)現(xiàn)、及時處理，防止參數(shù)惡化到跳閘值。如1994年3月廣東珠江電廠300 MW汽輪機(jī)跳閘后，交、直流潤滑油泵未聯(lián)動造成斷油燒瓦；2002年6月廣東湛江電廠EH油泵跳閘，備用泵未聯(lián)動造成機(jī)組跳閘。如果在潤滑油壓降低、EH油壓降低后能及時報警，提醒運(yùn)行人員采取措施，則有可能避免事故的發(fā)生。

2.2 避免因人員失誤造成機(jī)組跳閘

由于人員誤操作導(dǎo)致參數(shù)異常變化時，如果能及時有效地報警，給出足夠的處理時間，則可以避免參數(shù)持續(xù)發(fā)展到跳閘值。如2002年7月前述該5號機(jī)組凝結(jié)水回收水箱疏水切換不當(dāng)，引起真空低跳機(jī)；2009年9月該5號機(jī)監(jiān)盤人員不注意，造成凝汽器水位高引起真空低跳機(jī)，都是因?yàn)檎婵盏蛨缶矶鴮?dǎo)致事故發(fā)生。

2.3 避免因熱工元件異常造成機(jī)組跳閘

由于熱工檢測元件異常，使得檢測數(shù)據(jù)異常變化時，如果報警及時、迅速聯(lián)系熱工人員進(jìn)行修復(fù)，就可避免因參數(shù)誤發(fā)造成的保護(hù)動作跳閘。如2011年2月大壩電廠300 MW機(jī)組因差脹變送器故障，造成機(jī)組跳閘；2014年12月前述5號機(jī)組因“潤滑油壓低”ETS模塊進(jìn)油門堵塞，使保護(hù)動作跳閘等。如果熱工元件的異常狀況能夠早報警、早發(fā)現(xiàn)、早處理，就可以避免后續(xù)事故的發(fā)生。

3 熱工報警優(yōu)化措施

根據(jù)以上分析和討論，該廠專業(yè)技術(shù)人員對5號汽輪機(jī)熱工報警進(jìn)行了優(yōu)化。

(1) 擴(kuò)充DCS畫面中參數(shù)報警內(nèi)容。當(dāng)有報警時頁面內(nèi)對應(yīng)的光字就會閃亮，任務(wù)欄中的報警提示按鈕會閃爍并發(fā)出提示聲音，重要參數(shù)報警時還會彈出對話框。這樣，運(yùn)行人員能有效接收到參數(shù)報警的提示信息，及時進(jìn)行查看和處理。

(2) 增加監(jiān)視段壓力報警。為了保證汽輪機(jī)運(yùn)行中通流部件的安全，要求監(jiān)視段壓力不高于最大工況時的限額值。這次優(yōu)化中，將監(jiān)視段壓力根據(jù)廠家規(guī)定值做了相應(yīng)的報警設(shè)置，這樣當(dāng)某個壓力升高至限額值時，發(fā)出該參數(shù)報警，提醒人員注意并做處理，保證了汽輪機(jī)運(yùn)行的安全。

(3) 合理設(shè)置熱工報警定值。對于設(shè)有跳閘保護(hù)的參數(shù)，根據(jù)運(yùn)行現(xiàn)狀設(shè)置符合實(shí)際的報警值，以便及時提醒運(yùn)行人員處理，防止不安全情況擴(kuò)展。如將5號機(jī)的真空低報警值從以前的80.0 kPa修改為85.0 kPa，主機(jī)潤滑油壓低報警值從以前的0.08 MPa修改為0.10 MPa等。經(jīng)過這樣的修改，能給運(yùn)行人員更多的處理時間，提高了運(yùn)行的安全裕度。

1 國家電力公司發(fā)輸電運(yùn)營部.防止電力生產(chǎn)重大事故的二十五項(xiàng)重點(diǎn)要求[M].北京：中國電力出版社，2001.

2 孫立明，孫衛(wèi)東.汽輪機(jī)跳閘的原因分析及改造措施[J].電力安全技術(shù)，2013，15(4)：43-44.