某電廠#2機(jī)EH油壓低壓力開關(guān)故障跳閘原因分析及防范措施

摘 要：針對(duì)某電廠#2機(jī)EH油壓低壓力開關(guān)故障引起機(jī)組跳閘的事件經(jīng)過及原因進(jìn)行了分析，對(duì)事件暴露出來(lái)的問題進(jìn)行了歸納總結(jié)，并提出了一系列防范措施，確保機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：EH油壓；壓力開關(guān)；分析；防范措施

中圖分類號(hào)：TM621.7" " 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A" " 文章編號(hào)：1671-0797（2025）05-0024-03

DOI：10.19514/j.cnki.cn32-1628/tm.2025.05.006

0" " 引言

某電廠#2機(jī)為600 MW超臨界機(jī)組，機(jī)組DCS控制系統(tǒng)采用的是北京ABB貝利控制有限公司的Symphony系統(tǒng)，ETS系統(tǒng)為施耐德Modicon系列的PLC，EH油母管壓力低開關(guān)型號(hào)為ST3070V2-350-B，壓力開關(guān)的可調(diào)范圍是2～35 MPa，最高耐壓60 MPa。就地EH油母管壓力有三個(gè)壓力開關(guān)，該信號(hào)從EH油箱上EH油壓壓力開關(guān)至ETS柜，在ETS柜進(jìn)行“三取二”邏輯判斷后觸發(fā)ETS保護(hù)動(dòng)作。本文針對(duì)該廠#2機(jī)EH油壓低壓力開關(guān)故障跳閘的情況，通過查找相關(guān)事件曲線，解體現(xiàn)場(chǎng)壓力開關(guān)，對(duì)機(jī)組跳閘事件的原因進(jìn)行了分析，并提出了一系列防范措施，以防止同類型的事件再次發(fā)生。

1" " 事件經(jīng)過

2022年2月17日，機(jī)組負(fù)荷271 MW，A、B汽泵運(yùn)行，A、D、F制粉系統(tǒng)運(yùn)行，各參數(shù)運(yùn)行正常，EH油系統(tǒng)正常運(yùn)行，油壓正常。

06：22，#2機(jī)組跳閘，甩負(fù)荷271 MW，汽機(jī)首出EH油壓低、DEH跳閘，鍋爐首出給水流量低，發(fā)電機(jī)首出程跳逆功率。運(yùn)行監(jiān)盤人員通過CRT畫面曲線觀察，EH油系統(tǒng)油壓、油箱油位均正常，運(yùn)行巡檢就地檢查也未發(fā)現(xiàn)異常。運(yùn)行通知熱控人員配合檢查跳閘原因，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)是EH油壓力低開關(guān)故障導(dǎo)致機(jī)組跳閘，就地EH油壓力低壓力開關(guān)接頭處有滲油，需要重新更換開關(guān)處理。確定事件原因后，運(yùn)行對(duì)鍋爐重新進(jìn)行吹掃，做點(diǎn)火準(zhǔn)備。

08：15，#2鍋爐點(diǎn)火。09：36，汽機(jī)沖轉(zhuǎn)。

#2機(jī)組跳閘后，熱控專業(yè)組檢查處理情況如下：

06：23：34，#2機(jī)組汽輪機(jī)跳閘，鍋爐MFT聯(lián)鎖動(dòng)作（圖1）。查詢SOE記錄，ETS跳閘首出為“低EH油壓跳機(jī)（來(lái)自ETS）”（時(shí)間06：23：34.102）。檢查發(fā)現(xiàn)#2機(jī)EH油壓模擬量（DCS畫面）及就地EH油壓壓力表無(wú)大幅波動(dòng)，現(xiàn)場(chǎng)EH油管路無(wú)漏油。

06：25，運(yùn)行通知熱控值班人員檢查#2機(jī)EH油壓低壓力開關(guān)，熱控檢查發(fā)現(xiàn)#2機(jī)EH油壓低3壓力開關(guān)已動(dòng)作，ETS柜DI3卡件第4通道信號(hào)一直存在（EH油壓力開關(guān)3），現(xiàn)場(chǎng)檢查EH油壓力開關(guān)1、3接頭處從開關(guān)內(nèi)部有滲油，初步判斷壓力開關(guān)故障，聯(lián)系運(yùn)行退出#2機(jī)EH油壓低保護(hù)，更換新的壓力開關(guān)。

10：05，熱控人員對(duì)新更換的#2機(jī)EH油壓低（3個(gè)）壓力開關(guān)完成校驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)安裝，更換壓力開關(guān)接頭，檢查就地電纜絕緣正常，并與ETS柜核對(duì)EH油壓低（3個(gè)）就地至遠(yuǎn)方信號(hào)均正常，聯(lián)系運(yùn)行投入#2機(jī)EH油壓低保護(hù)。

10：25，#2機(jī)組并網(wǎng)帶負(fù)荷。13：30，#2機(jī)組交系統(tǒng)調(diào)度。

2" " 檢查情況及原因分析

#2機(jī)組EH油壓低保護(hù)動(dòng)作壓力開關(guān)共3個(gè)信號(hào)（KKS編碼分別為20MAX13CP401、20MAX13CP402、20MAX13CP403），該信號(hào)從EH油箱上EH油壓壓力開關(guān)至ETS柜，EH油壓低壓力開關(guān)信號(hào)分別送至DI卡件DI1、DI2、DI3，在ETS柜進(jìn)行“三取二”邏輯判斷后，經(jīng)過DO卡件DO1-21（亮燈）信號(hào)輸出并觸發(fā)ETS保護(hù)動(dòng)作。

事件發(fā)生時(shí)熱控檢查發(fā)現(xiàn)#2機(jī)EH油壓低3壓力開關(guān)已動(dòng)作，ETS柜EH油壓低（20MAX13CP403）開關(guān)量（DI3-4）信號(hào)燈亮，但現(xiàn)場(chǎng)檢查EH油壓力開關(guān)1、3接頭處從開關(guān)內(nèi)部有滲油。

2021年#2機(jī)EH油壓低（3個(gè)）開關(guān)均已校驗(yàn)，且此次事件發(fā)生后，安排拆除EH油壓低3個(gè)壓力開關(guān)，但是接頭處打開有油漬痕跡，初步判斷壓力開關(guān)故障（圖2）。

因此，經(jīng)初步分析判斷，#2機(jī)組EH油壓低壓力開關(guān)1、3內(nèi)部故障，有油逐漸滲出，導(dǎo)致EH油壓接頭處誤發(fā)開關(guān)量信號(hào)，至#2機(jī)組ETS柜觸發(fā)“EH油壓低”條件，導(dǎo)致#2汽輪機(jī)跳閘，鍋爐MFT聯(lián)鎖保護(hù)動(dòng)作。

該電廠EH油母管壓力低開關(guān)品牌為VICKERS威格士，型號(hào)為ST3070V2-350-B。開關(guān)基本原理為現(xiàn)場(chǎng)EH油通過螺紋接口進(jìn)入開關(guān)，通過推動(dòng)一段圓柱形可動(dòng)鐵芯動(dòng)作克服彈簧力實(shí)現(xiàn)平衡，油壓降低后彈簧帶動(dòng)白色圓盤推動(dòng)微動(dòng)開關(guān)動(dòng)作。

熱控人員現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)開關(guān)內(nèi)部漏油嚴(yán)重，工質(zhì)油和開關(guān)內(nèi)部的分界是圓柱形可動(dòng)鐵芯的密封圈，如圖3方框所示，拆解后發(fā)現(xiàn)其破損。密封圈為橡膠材質(zhì)，長(zhǎng)時(shí)間使用出現(xiàn)老化漏油，因而導(dǎo)致油壓和彈簧力不平衡，最終導(dǎo)致微動(dòng)開關(guān)動(dòng)作。

3" " 暴露問題

1）#2機(jī)組ETS系統(tǒng)為東方汽輪機(jī)廠隨機(jī)組投產(chǎn)同期配供的汽機(jī)跳閘系統(tǒng)，設(shè)備已日漸老化，且ETS系統(tǒng)設(shè)計(jì)不完善，現(xiàn)場(chǎng)#2機(jī)組EH油壓低壓力開關(guān)（3個(gè)）只送給ETS柜，DCS側(cè)無(wú)報(bào)警顯示，無(wú)法及時(shí)提醒運(yùn)行及檢修人員注意，給機(jī)組安全運(yùn)行帶來(lái)隱患。

2）壓力開關(guān)選型及質(zhì)量存在缺陷。#2機(jī)組EH油壓低壓力開關(guān)在正常校驗(yàn)過程中內(nèi)部滲油量較小的情況下通過外觀檢查無(wú)法發(fā)現(xiàn)內(nèi)部問題，只有在滲油量較大漏至壓力開關(guān)接頭處時(shí)才有可能發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致缺陷不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)。

3）設(shè)備巡檢頻次不夠密。#2機(jī)EH油壓低保護(hù)跳閘信號(hào)只有在ETS柜DI卡件第4通道可以查看[1]。2月8日、2月15日，熱控人員巡檢過該ETS柜所有卡件及狀態(tài)燈，均正常，由于巡檢周期較長(zhǎng)（一周），間隔中出現(xiàn)報(bào)警無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)。

4）《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)）、DL/T 261—2012《火力發(fā)電廠熱工自動(dòng)化系統(tǒng)可靠性評(píng)估技術(shù)導(dǎo)則》、《火電廠熱控系統(tǒng)可靠性配置與事故預(yù)控》已明確關(guān)于重要保護(hù)測(cè)點(diǎn)的冗余配置要求，所有進(jìn)入ETS系統(tǒng)的信號(hào)在出現(xiàn)非正常狀態(tài)（模擬量超限、開關(guān)量變位）時(shí)均能實(shí)現(xiàn)異常檢測(cè)，并送至DCS報(bào)警[2]。

5）#2機(jī)組已經(jīng)運(yùn)行十幾年，壓力開關(guān)、壓力變送器屬于電子產(chǎn)品，已超過電子產(chǎn)品使用最大年限8年，壓力開關(guān)或壓力變送器設(shè)備已經(jīng)老化，近年來(lái)壓力開關(guān)或壓力變送器出現(xiàn)故障的情況逐漸增多。因此建議熱控逐漸對(duì)重要保護(hù)的主要儀表（含壓力開關(guān)、壓力變送器、流量開關(guān)/變送器等）設(shè)備進(jìn)行更換，確保機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

4" " 防范措施

1）更換#2機(jī)組EH油壓低（3個(gè)）壓力開關(guān)（新）及壓力開關(guān)接頭，查就地電纜絕緣正常，與ETS柜核對(duì)EH油壓低（3個(gè)）就地至遠(yuǎn)方信號(hào)正常，對(duì)控制回路進(jìn)行檢查正常。

2）利用#1、#2機(jī)通流改造檢修機(jī)會(huì)對(duì)EH油箱壓力集成塊及取樣管進(jìn)行改造，將EH油箱油壓低壓力開關(guān)更換為新的可靠的壓力開關(guān)或壓力變送器，新的EH油壓取樣裝置要確定好EH油箱油壓組件管路壓力開關(guān)開孔位置（共3路），保證改造后的EH油壓低壓力開關(guān)（3個(gè)）不能取自同一根引壓管，且3個(gè)壓力開關(guān)或變送器取樣獨(dú)立。同時(shí)對(duì)EH油壓取樣裝置的壓力開關(guān)及相關(guān)變送器進(jìn)行移位并增加儀表控制箱。

3）加大對(duì)#1～#4機(jī)ETS柜的巡檢頻率，每天白天、晚上兩次檢查ETS系統(tǒng)卡件電源、DI卡件輸入通道顯示、DO卡件輸出通道顯示等，保證每天兩次檢查并簽名確認(rèn)，發(fā)現(xiàn)狀態(tài)不對(duì)應(yīng)的，及時(shí)匯報(bào)專業(yè)處理。

4）加強(qiáng)對(duì)#1～#4機(jī)EH壓力取樣裝置的壓力開關(guān)及相關(guān)變送器的巡查工作，保證每天檢查壓力開關(guān)接頭及外觀情況并簽名確認(rèn)，發(fā)現(xiàn)管道取樣管接頭、壓力開關(guān)接頭有漏油滲油情況，及時(shí)匯報(bào)專業(yè)處理。

5）對(duì)ETS保護(hù)信號(hào)直接送至ETS系統(tǒng)的信號(hào)進(jìn)行排查梳理，例如汽機(jī)超速、軸向位移過大保護(hù)、潤(rùn)滑油壓低保護(hù)、EH油壓低等，利用#1、#2機(jī)通流改造項(xiàng)目機(jī)會(huì)，對(duì)ETS系統(tǒng)進(jìn)行改造，開展系統(tǒng)升級(jí)、保護(hù)完善的可行性研究，并將這類信號(hào)送至DCS側(cè)畫面顯示并報(bào)警，提高ETS系統(tǒng)保護(hù)可靠性。

5" " 結(jié)束語(yǔ)

本文對(duì)某電廠#2機(jī)EH油壓低壓力開關(guān)故障跳閘的情況進(jìn)行了事件描述，通過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)壓力開關(guān)的原理圖及拆解圖進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)EH油壓低壓力開關(guān)老化嚴(yán)重，密封圈破損引起壓力開關(guān)滲油而導(dǎo)致壓力開關(guān)動(dòng)作，EH油壓低壓力開關(guān)僅僅送至ETS系統(tǒng)，未送至DCS系統(tǒng)報(bào)警，導(dǎo)致EH油壓低壓力開關(guān)1、3兩個(gè)開關(guān)時(shí)有時(shí)無(wú)地動(dòng)作，最終當(dāng)兩個(gè)開關(guān)同時(shí)動(dòng)作時(shí)觸發(fā)機(jī)組跳閘。針對(duì)機(jī)組跳閘事件中暴露出的問題，對(duì)檢修人員日常巡檢、重要保護(hù)梳理以及壓力開關(guān)型號(hào)升級(jí)改造提出了一系列建議，并在機(jī)組通流改造中針對(duì)該類隱患進(jìn)行徹底處理，確保機(jī)組的安全可靠運(yùn)行。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 李巖.提高600 MW機(jī)組汽輪機(jī)危急跳閘系統(tǒng)（ETS）可靠性的若干舉措[J].電工文摘，2016（1）：27-29.

[2] 陳文鑫.ETS系統(tǒng)可靠性分析[J].儀器儀表用戶，2016，23（10）：28-30.

收稿日期：2024-10-25

作者簡(jiǎn)介：蔡樹杰（1985—），男，廣東潮州人，工程師，主要從事火電廠熱工控制及維護(hù)工作。

金晶（1983—），男，湖北鐘祥人，高級(jí)工程師，主要從事火電廠熱工控制及管理工作。