火電機(jī)組熱工保護(hù)可靠性查評(píng)常見(jiàn)問(wèn)題分析

張?jiān)娺h(yuǎn)，樊升堂

[摘? ? 要]? 熱工保護(hù)可靠性直接影響發(fā)電機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行，依據(jù)《大中型火力發(fā)電廠(chǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB/T 50660-2011）、《火力發(fā)電廠(chǎng)熱工自動(dòng)化系統(tǒng)可靠性評(píng)估技術(shù)導(dǎo)則》（DL/T 261—2012）及《防止電力生產(chǎn)事故的二十五項(xiàng)重防止電力生產(chǎn)事故的二十五項(xiàng)重點(diǎn)要求》（國(guó)能安全[2014]161號(hào) 2014年4月15日開(kāi)始執(zhí)行）等行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，分別從5個(gè)方面對(duì)熱工系統(tǒng)設(shè)備可能存在的隱患及管理漏洞進(jìn)行可靠性專(zhuān)項(xiàng)查評(píng)，尋找熱工保護(hù)中存在的問(wèn)題，根據(jù)問(wèn)題進(jìn)行科學(xué)調(diào)整，從源頭上解決由熱控系統(tǒng)、硬件設(shè)備引發(fā)的相關(guān)問(wèn)題，將相關(guān)工作可靠性提升到一個(gè)新的節(jié)點(diǎn)。

[關(guān)鍵詞]熱工保護(hù);可靠性;危害分析;整改

[中圖分類(lèi)號(hào)]TM621.6 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號(hào)]2095–6487（2022）02–0–03

Analysis of Common Problems in Reliability Inspection and

Evaluation of Thermal Protection of Thermal Power Units

Zhang Shi-yuan，F(xiàn)an Sheng-tang

[Abstract]The reliability of thermal protection directly affects the safe and stable operation of the generator set. （DL/T 261-2012） and "Twenty-five key requirements for preventing power production accidents" （Guoneng Security [2014] No. 161 was implemented on April 15， 2014） and other industry standards， and conduct a special reliability review on the potential hidden dangers and management loopholes of thermal system equipment from six aspects， look for problems in thermal protection， make scientific adjustments according to the problems， and there will be thermal control from the source. The related problems caused by the system and hardware equipment 2 have raised the reliability of related work to a new node.

[Keywords]thermal protection; reliability; hazard analysis; rectification

1 熱控系統(tǒng)簡(jiǎn)介

國(guó)能神福（石獅）有限公司2×1 000 MW火力發(fā)電機(jī)組汽輪機(jī)為東方汽輪機(jī)廠(chǎng)生產(chǎn)的N1050-26.25/600/600超超臨界汽輪機(jī)，鍋爐為東方鍋爐廠(chǎng)生產(chǎn)的DG3130/27.46-112型直流鍋爐，發(fā)電機(jī)為東方電機(jī)廠(chǎng)QFSN-1050-2-27發(fā)電機(jī)。

機(jī)組控制的分散控制系統(tǒng)（DCS）采用和利時(shí)公司生產(chǎn)的HOLLIAS-MACSV6.5.2分散控制系統(tǒng)，鍋爐爐膛安全保護(hù)控制系統(tǒng)（FSSS）采用與DCS一體化控制方式，汽輪機(jī)緊急跳閘系統(tǒng)（ETS）采用ABB公司生產(chǎn)的AC800M可編程序控制器（PLC），汽輪機(jī)電液控制系統(tǒng)（DEH）采用與DCS一體化控制方式，汽輪機(jī)安全監(jiān)視裝置采用本特利公司BENTLY-3500監(jiān)視裝置，給水泵汽輪機(jī)及引風(fēng)機(jī)汽輪機(jī)的控制（MEH）及保護(hù)（METS）均采用與DCS一體化控制方式，給水泵汽輪機(jī)及引風(fēng)機(jī)汽輪機(jī)監(jiān)視裝置均采用本特利BENTLY-3500監(jiān)視裝置。通過(guò)上述控制系統(tǒng)及控制裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)火力發(fā)電機(jī)組的統(tǒng)一監(jiān)察，將單元主機(jī)與輔助機(jī)器相關(guān)檢測(cè)與控制等多項(xiàng)功能進(jìn)行完善，提升可靠性。

2 典型問(wèn)題分析

（1）鍋爐10號(hào)控制站中，IO模件硬件配置僅具有2個(gè)機(jī)架，致使所有采用三取二冗余配置的信號(hào)，至少有2個(gè)信號(hào)取自同一機(jī)架的模件中，當(dāng)該機(jī)架出現(xiàn)故障時(shí)，將導(dǎo)致保護(hù)錯(cuò)誤動(dòng)作，不能滿(mǎn)足冗余分散的要求。具體配置見(jiàn)圖1。

危害性分析：DL/T5428—2009《火力發(fā)電廠(chǎng)熱工保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)定》第5.2.1節(jié)規(guī)定：熱工保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)有防止誤動(dòng)和拒動(dòng)的措施。如果系統(tǒng)內(nèi)單一部分出現(xiàn)問(wèn)題，可以不啟動(dòng)誤動(dòng)與拒動(dòng)。

整改建議：增加第3個(gè)機(jī)架，將采用三取二冗余配置的輸入信號(hào)通道和輸出信號(hào)通道，分別置于不同的機(jī)架中。

（2）鍋爐FSSS保護(hù)中，手動(dòng)緊急停爐按扭為單點(diǎn)方式。

危害性分析：根據(jù)《防止電力生產(chǎn)事故的二十五項(xiàng)重點(diǎn)要求（2014版）》相關(guān)規(guī)定：所有重要設(shè)備都應(yīng)該利用“三取二”與根據(jù)要求設(shè)定主、輔機(jī)保護(hù)系統(tǒng)，信號(hào)保護(hù)應(yīng)該遵循從取樣開(kāi)始到相關(guān)程序輸入與操作完成完全獨(dú)立的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)，如果由于系統(tǒng)測(cè)點(diǎn)不夠發(fā)生問(wèn)題，應(yīng)該及時(shí)啟動(dòng)保護(hù)與防護(hù)方案。

整改建議：MFT緊急停爐按扭中，增加兩對(duì)常開(kāi)觸點(diǎn)，分別接入10號(hào)站中不同機(jī)架DI通道中，同樣在邏輯中使用三取二的辦法，創(chuàng)造手動(dòng)跳閘操作，作用于FSSS緊急跳閘。問(wèn)題：鍋爐FSSS保護(hù)中，兩臺(tái)送風(fēng)機(jī)全停保護(hù)為單點(diǎn)控制方式（每臺(tái)送風(fēng)機(jī)停運(yùn)采用“送風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)取反”判據(jù)）。

（3）鍋爐FSSS保護(hù)中，兩臺(tái)送風(fēng)機(jī)全停保護(hù)為單點(diǎn)控制方式（每臺(tái)送風(fēng)機(jī)停運(yùn)采用“送風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)取反”判據(jù)）。具體邏輯見(jiàn)圖2。

危害性分析：《防止電力生產(chǎn)事故的二十五項(xiàng)重點(diǎn)要求（2014版）》第9.4.3節(jié)規(guī)定：對(duì)于重要的設(shè)備保護(hù)應(yīng)該利用“三取二”進(jìn)行判斷，保護(hù)信號(hào)也要按照相關(guān)要求進(jìn)行設(shè)定，在確定系統(tǒng)內(nèi)測(cè)量點(diǎn)數(shù)量缺少時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行保護(hù)與誤動(dòng)。

整改建議：在送風(fēng)機(jī)、通風(fēng)機(jī)不運(yùn)行信號(hào)按照要求與10號(hào)站后，相關(guān)人員應(yīng)該通過(guò)“運(yùn)行取反”、“停運(yùn)”等方式對(duì)送風(fēng)機(jī)停止運(yùn)行原因進(jìn)行判定，并將各項(xiàng)測(cè)試中獲得數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總，作為問(wèn)題判定依據(jù)，形成FSSS保護(hù)中“兩臺(tái)送風(fēng)機(jī)全?！碧l條件。具體邏輯見(jiàn)圖3。

（4）鍋爐FSSS保護(hù)中，再熱器保護(hù)中保護(hù)信號(hào)由40號(hào)站24、25兩個(gè)DO模件輸出，在10號(hào)站由14、15兩個(gè)DI模件接入，采用“二取一”冗余方式，形成“再熱器保護(hù)動(dòng)作MFT跳閘”的保護(hù)跳閘條件。其信號(hào)選取不滿(mǎn)足三取二冗余要求，兩個(gè)信號(hào)同處于同一機(jī)架中，不滿(mǎn)足冗余分散的要求。這項(xiàng)保護(hù)措施中，對(duì)于信號(hào)的保護(hù)措施并不是很完善，比如符合信號(hào)的主要價(jià)值是輔助保護(hù)主信號(hào)，不應(yīng)與保護(hù)主信號(hào)（高、中壓蒸汽通道中斷）為并列關(guān)系。

危害性分析：按照相關(guān)要求中的規(guī)定，對(duì)于較為主要的輔助機(jī)器設(shè)備應(yīng)該采用“三取二”的邏輯判斷方式，在對(duì)信號(hào)進(jìn)行保護(hù)時(shí)也應(yīng)該遵循獨(dú)立性原則，在相對(duì)應(yīng)問(wèn)題發(fā)生后，應(yīng)自動(dòng)啟動(dòng)保護(hù)。DL/T5428—2009《火力發(fā)電廠(chǎng)熱工保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)定》第5.2.1節(jié)規(guī)定：熱工保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)有防止誤動(dòng)和拒動(dòng)的措施。保護(hù)拒動(dòng)與誤動(dòng)不應(yīng)該被系統(tǒng)內(nèi)單一故障問(wèn)題出現(xiàn)而啟動(dòng)。

整改建議：在40號(hào)站中將3個(gè)SM711分別置于不同的機(jī)架中，并且增加1個(gè)DO點(diǎn)，同時(shí)保證3個(gè)DO點(diǎn)分別來(lái)自不同的DO模件。在10站中，增加1個(gè)DI點(diǎn)，連同原來(lái)已有的2個(gè)DI點(diǎn)一起，分別由來(lái)自3個(gè)不同機(jī)架中的DI模件中接入。采用三取二冗余方式，形成再熱器保護(hù)動(dòng)作的MFT跳閘條件。若因某種原因確實(shí)不能增加DO、DI模件時(shí)，也應(yīng)將目前的DO、DI模件分別置于不同的機(jī)架中，采用2個(gè)硬件點(diǎn)和1個(gè)網(wǎng)絡(luò)通訊點(diǎn)3個(gè)信號(hào)，通過(guò)三取二的冗余方式，形成再熱器保護(hù)動(dòng)作的MFT跳閘條件。采用保護(hù)投退軟開(kāi)關(guān)控制方式，當(dāng)機(jī)組承受負(fù)荷大于一定數(shù)值且質(zhì)量較好時(shí)，相關(guān)保護(hù)設(shè)備自動(dòng)啟動(dòng)，但是當(dāng)這個(gè)數(shù)值小于設(shè)定數(shù)值時(shí)，安全防護(hù)裝置可以自動(dòng)關(guān)閉。其中觸發(fā)器設(shè)置為S優(yōu)先方式。如圖4示。

（5）FSSS控制系統(tǒng)中，僅具有由MFT跳閘繼電器柜構(gòu)成的對(duì)磨煤機(jī)、給煤機(jī)、一次風(fēng)機(jī)、燃油速斷閥等的跳閘控制，缺少由FSSS控制邏輯構(gòu)成的對(duì)磨煤機(jī)、燃油速斷閥的跳閘控制。而FSSS控制站（10號(hào)站）發(fā)出的MFT跳閘指令至各磨煤機(jī)、給煤機(jī)、一次風(fēng)機(jī)及其他控制系統(tǒng)控制站僅依靠網(wǎng)絡(luò)。

通訊跳閘指令至各磨煤機(jī)、給煤機(jī)、一次風(fēng)機(jī)及其他控制系統(tǒng)控制站僅依靠網(wǎng)絡(luò)通訊方式實(shí)現(xiàn)跳閘指令的傳送。具體邏輯見(jiàn)圖5。

危害性分析：DL/T 1091—2008《火力發(fā)電廠(chǎng)鍋爐爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)規(guī)程》第4.3.2.2節(jié)第h款規(guī)定：MFT跳閘輸出指令應(yīng)硬接線(xiàn)接入其他系統(tǒng)。

整改建議：在FSSS控制邏輯中，增加MFT跳閘輸出DO指令，直接送至磨煤機(jī)、給煤機(jī)、一次風(fēng)機(jī)、燃油速斷閥等控制站（每個(gè)站送2個(gè)開(kāi)關(guān)量信號(hào)），在相應(yīng)的控制站中，利用兩個(gè)“MFT跳閘”DI點(diǎn)和一個(gè)網(wǎng)絡(luò)通訊點(diǎn)，形成三取二冗余運(yùn)算，作用于MFT動(dòng)作后對(duì)磨煤機(jī)、給煤機(jī)、一次風(fēng)機(jī)、燃油速斷閥等受控設(shè)備的聯(lián)鎖控制。注意，在10號(hào)站中，分別由兩個(gè)DO模件輸出，在其他控制站中，分別由兩個(gè)DI模件接入，如圖6所示。

3 結(jié)束語(yǔ)

對(duì)近些由于熱工原因產(chǎn)生的設(shè)備運(yùn)行“非?！眴?wèn)題，從管理措施中存在問(wèn)題分析，管理人員在管理中存在較多問(wèn)題落實(shí)與解決不到位問(wèn)題。比如，檢修項(xiàng)目有待完善、設(shè)備主要零件檢查不仔細(xì)、邏輯排查對(duì)協(xié)同問(wèn)題關(guān)注少、安全問(wèn)題關(guān)注不到位與安全設(shè)備安全重視程度低等，都是管理問(wèn)題中較為常見(jiàn)與需要解決的重點(diǎn)問(wèn)題。從技術(shù)與設(shè)備中問(wèn)題存在原因分析，相關(guān)設(shè)備在改造過(guò)程中存在較多不科學(xué)與不合理之處，自動(dòng)控制設(shè)備中相關(guān)參數(shù)設(shè)定不科學(xué)、保護(hù)輸入信號(hào)缺少抗干擾能力、熱工電源安全防護(hù)不到位與可靠性差等都屬于技術(shù)與設(shè)備使用中主要需要解決問(wèn)題。為此，相關(guān)人員在對(duì)企業(yè)單位安全問(wèn)題、設(shè)備使用等情況進(jìn)行監(jiān)督與管理時(shí)，也需要將管理與監(jiān)督的重點(diǎn)放在相關(guān)工作人員責(zé)任意識(shí)、工作能力與安全意識(shí)提升上，這樣才可以減少企業(yè)生產(chǎn)中問(wèn)題發(fā)生，才可以從根本上減少相關(guān)問(wèn)題的產(chǎn)生。此外，相關(guān)部門(mén)還需要利用外部查評(píng)機(jī)會(huì)，根據(jù)查評(píng)問(wèn)題有針對(duì)性地建立完善整改計(jì)劃，并按照問(wèn)題發(fā)生后產(chǎn)生后果嚴(yán)重程度分階段進(jìn)行整改，以此提升高熱控系統(tǒng)可靠性。與此同時(shí)，對(duì)于一些暫時(shí)還不滿(mǎn)足整改要求的問(wèn)題，要根據(jù)問(wèn)題制定相關(guān)防護(hù)預(yù)案，并將這部分預(yù)案加入到整改總計(jì)劃中，努力防治保護(hù)誤動(dòng)、拒動(dòng)問(wèn)題發(fā)生，不斷促進(jìn)熱控系統(tǒng)可靠性提升。

參考文獻(xiàn)

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