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高加故障引起主给水断水事故分析及对策

  • 来源: 大发彩票华北电力试验研究院
  • 作者: 赵锐
  • 发布时间: 2018-04-16

一、系统概况

某电厂某亚临界机组额定功率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。机组配备一台100%容量汽动给水泵,一台60%容量电动给水泵;高压加热器(以下简称高加)为卧式布置,三台高加整组大旁路方式, 当任一台故障时, 所有高加退出运行。

二、事故经过

2017年某日,机组负荷250MW,汽泵正常运行,给水流量545t/h,主蒸汽流量666 t/h。

21:30,隔离高加处理三号高加水侧安全门内漏,工作结束后恢复高加运行。23:11,高加水侧注水完毕,开启一号高加出口电动门正常,开启三号高加入口三通门未动。

次日01:41,检修人员处理三号高加入口三通门,“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,主给水断水。汽包水位迅速下降,运行人员立即停运D磨煤机并减少给煤指令至66t/h,关闭大机阀位至59%,降低机组负荷至230MW。手动开启电泵,勺管开度69%,此时电泵出口压力低于给水母管压力,所以电泵基本未出力。

01:42,就地手动开启高加出口电动门,给水流量恢复后汽包水位快速回升,运行人员停运电泵,手动调整汽包水位,降低汽泵转速并开启再循环门,受减速率限制,实际转速由4598rpm降至4542rpm(历时25秒),给水流量由834t/h降至766t/h。01:45,汽包水位仍然上升很快,最终至高三值联锁锅炉MFT。

三、原因分析

1.事故预想不到位。处理高加入口三通门前,未充分考虑防止高加出口阀门突然关闭的安全措施,造成给水中断。

2.高加阀门组逻辑不合理。高加出口电动门关联锁条件为,三号高加入口电动三通门关反馈延时1秒,是引起此次“关”反馈误发后同时切除高加主路、旁路的根本原因(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)。

3.在给水中断后,运行人员给水流量调整不当,造成事件的扩大。

四、防范措施

1.此次检修人员开工前,为防止设备误动,需要解除高加给水阀组的联锁;为保证人身安全,应断开相应阀门的动力电源。

2.完善高加系统组态,高加出口电动门关联锁条件修改为:一号高加水位高高,3秒脉冲;二号高加水位高高,3秒脉冲;三号高加水位高高,3秒脉冲;以上三个条件取“或”。这样既保证高加的安全,同时也能有效的抑制主给水断水的问题。

3.由于高加故障引起主给水断水后,运行人员采取了停磨减煤量和提高给水泵转速的措施。停磨减煤量减小了主蒸汽流量, 减缓了饱和汽水的转换,多余的水滞留在汽包中;给水泵转速的提高加大了给水流量,使得后期主给水恢复后,原有的物质平衡(给水流量与蒸发量的平衡)被打破,汽包水位飞升速度加快,难以快速恢复;同时伴随着机组负荷的突变,蒸汽压力在调节过程中波动明显,汽包产生“虚假水位”。整个过程汽包水位表现出大幅的先降后升,汽泵转速也是相应的先升后降,汽泵受汽源压力和升速率的限制,难以快速地将汽包水位调整到正常值。

对此,运行人员可以尝试手动“停运汽动给水泵”的方法维持汽包水位。在主给水恢复时,汽包水位突升,汽泵难以跟上水位调节时,采用手动停运汽泵,启动电泵,利用电泵液力偶合器勺管的快速性来稳定汽包水位。

应用该方法前首先做好以下几点准备措施:

1)做好电动给水泵的热备用:机组正常运行时,一般采用汽动给水泵运行、电动给水泵停运备用的方式。如果电动给水泵处于热备用,电动给水泵联锁启动后可以自动投入并列运行,同时较为快速地切至主控输出指令,稳定汽包水位。数秒之内完成整个过程,给水流量快速增加到最大出力,可以短时间内稳定汽包水位,实现汽泵与电泵间给水的“无扰切换”。如果由运行人员手动操作或者大量干预,汽包水位控制难度和风险很大,影响机组稳定运行。

2)应用转速随动控制系统:根据现场实际情况, 在电泵给水控制中运用闭环控制原理, 采用一个给水泵转速PI 闭环控制回路达到转速的无差调节, 提高电泵转速控制精度。控制回路的转速给定值为给水三冲量PID 输出, 转速测量值则为该泵的实际转速信号, 构成了一个转速随动控制系统。该控制系统的运用, 不仅可以显著增强电泵抗内扰的能力,而且此方案现场调试比较简单, 只需在停泵过程中大致调整勺管反馈信号。实践证明, 转速随动控制系统能够快速良好地稳定给水泵转速和汽包水位。


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