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某电厂汽包水位高三超限跳机事件分析

  • 来源: 大发彩票华北电力试验研究所
  • 作者: 赵锐
  • 发布时间: 2017-03-15

一、非计划停运事件简述

某电厂12号机组额定功率300MW,锅炉为哈尔滨锅炉厂制造,型号 HG-1025/17.5-YM26,汽轮机为东方汽轮机厂制造,型号N300-16.7/537/537-8,发电机为东方发电机厂制造,型号QFSN-300-2-20B。

事件经过: 

2017年2月2日,12号机负荷250MW,期间隔离高加处理三号高加水侧安全门内漏,至2月3日21:00更换三号高加水侧安全门结束,准备逐步恢复高加运行。

2月3日23:11,高加水侧注水完毕,蒸汽侧未投入。23:33开启1号高加出口电动门;23:36开启三号高加入口电动三通门,阀门实际未动。设备部人员检查后,确认三号高加入口电动三通门在停送电隔离过程中反馈失准,热控人员开票重新定位三号高加入口电动三通门,2月4日01:41:11定位“关”反馈,手摇高加入口电动三通门时,“关”反馈信号误发(实际阀门刚脱离开位,高加未切到旁路),联锁高加出口门关闭,给水流量突降为0,汽包水位迅速下降,最低降至-280mm,运行人员立即手动停运D磨煤机(同时令检修人员就地手动开启高加出口门),并减少总煤量至66t/h,关闭大机阀位至59%后又开启至63%,降低机组负荷至230MW,期间启动电泵后停止电泵运行(由于电泵出口压力低于给水母管压力,基本未打水)。

01:42:28,高加出口电动门就地手动开启,给水流量上升较快,汽包水位快速回升,运行人员切除汽包水位自动控制,手动调整汽包水位,汽泵转速由5100rpm降至4580rpm;开启汽泵再循环气动门(阀门开启过程中延时8秒报警),给水流量由834t/h降至766t/h;切除小机遥控方式至自动控制,设定转速4000rpm,受减速率限制,实际转速由4598rpm降至4542rpm(历时25秒);开启大机调门由63%至71%,主汽压力由16.25MPa下降至14.7MPa。

由于汽包水位仍然上升很快,准备进行灭火不停机操作,01:45:08,再次启动电泵。01:45:11,汽包水位至240mm高二值联锁锅炉MFT灭火。01:45:12,手动跳闸汽泵。01:46:09,汽包水位快速由170mm降至-56mm,手动开启电泵勺管由69%至76%,汽包水位快速升高至280mm高三值联锁汽轮机跳闸,发电机解列。

机组停运后,热控人员更换三号高加入口电动三通门控制单元,至04:07机组重新启动,恢复并网运行。

二、非计划停运原因分析

通过现场调查分析,主要原因如下:

直接原因分析(汽包水位高三超限跳机):三号高加入口电动三通门在实际开位附近时误发“关”反馈信号,并联锁关闭高加出口门,导致高加主路、旁路同时被关闭切除,主给水中断,抢水处理过程中,最终汽包水位超限引起锅炉MFT,汽轮机跳闸。(高加入口三通门“开”定义为走给水主路,“关”定义为走给水旁路)

间接原因分析(三号高加入口三通门电动头控制单元故障):该三通门为AUMA电动执行机构,自机组2007年12月投产应用至今已近10年,本次“关”反馈信号误发,初步诊断原因为电动头控制单元在停送电过程中受瞬时强电流冲击,引起老化的电路板损坏,导致阀门反馈电位计和反馈信号失准。同时,由于高加出口门联锁关闭逻辑为“入口三通门关,出口门关允许;入口三通门关延时1s,联锁关出口门”,即只要入口三通门关信号来、延时1s后即联关出口门,没有高加切除、高加水位保护等作为联关的必要“与”条件,触发了高加给水主路、旁路同时关闭的事件。

其他次要因素:

1.小机调节不稳:查看历史曲线,尤其表现为机组降负荷时小机出力受限,转速指令反馈偏差最高至459r/min(组态中偏差<60 r/min允许投遥控),分析主要原因为四抽机械逆止门门杆松脱导致小机驱动汽源节流。机组重新并网后停汽泵处理后,小机转速调节跟踪趋势平稳。


2.汽泵出口流量与主给水流量偏差较多:给水中断后,主给水流量降至0,而汽泵出口流量显示447t/h(再循环未开)。机组启动后,投运高加系统,流量偏差又恢复正常。初步诊断,除了阀门内漏等因素,逻辑中主给水流量函数计算时未设置温度修正造成偏差。此外各给水流量节流原件设计参数和实际运行参数是否匹配待进一步核实。

三、暴露问题

设备问题:

1.高加阀门组控制逻辑存在不合理、不完善之处。

2.在检修定位高加入口三通门开关信号前,未充分分析考虑防止高加出口阀门突关闭、导致锅炉给水中断的各种安全措施。

3.未做好因检修高加给水阀组可能造成给水中断的事故预想。

四、防范措施

1.重要辅助设备、阀门组件的控制逻辑应给与充分重视,及时梳理核查控制逻辑设计不合理之处。

2.长期运行机组或者设备老化机组,应针对重要执行机构做好寿命管理,进行例行检查,及时或定期进行维护更换。

3.重要辅机执行机构检修前,应做好充分事故预想,应制定完善安全措施,对可能引起的故障、事故做好操作预案和操作演练。

4. 参与控制、保护的重要模拟量测点,应加强运行监视和检查校验。


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