王亮

摘要：高壓旁路（以下簡(jiǎn)稱高旁）系統(tǒng)做為火電廠單元機(jī)組的重要組成部分，在縮短啟動(dòng)時(shí)間，防止鍋爐超壓，保護(hù)機(jī)組安全等方面都起到重要作用，而高旁閥后溫度的故障會(huì)極大影響高壓旁路閥及其減溫水閥的自動(dòng)控制，本文針對(duì)本廠的旁閥后溫度的故障進(jìn)行分析，并提出要采用的對(duì)策和措施。為相關(guān)人士和單位提供一定的參考和幫助。

關(guān)鍵詞：高壓旁路;溫度;故障;對(duì)策

引言：

高旁閥后溫度的作用：良好的溫度控制對(duì)處于較高應(yīng)力下的閥門(mén)和管道的壽命來(lái)說(shuō)都是必要的。高旁噴水控制閥通過(guò)控制噴水量來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)高旁后溫度的控制。操作員可以通過(guò)改變溫度設(shè)定點(diǎn)來(lái)得到想要控制的高旁后蒸汽溫度。如果溫度控制不當(dāng)，溫度超過(guò)380℃延時(shí)20S會(huì)自動(dòng)快關(guān)高旁閥保護(hù)閥門(mén)和管路。

背景：

本廠的旁路系統(tǒng)為CCI的AV6+型旁路控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)采用施耐德PLC系統(tǒng)，高旁閥后溫度等參數(shù)經(jīng)MODBUS接口與艾默生DCS系統(tǒng)進(jìn)行通訊傳輸，實(shí)現(xiàn)在DCS系統(tǒng)畫(huà)面監(jiān)視和操作旁路系統(tǒng)設(shè)備。高旁閥后溫度為E型熱電偶元件，經(jīng)溫變轉(zhuǎn)換為4-20mA信號(hào)送至施耐德ACI卡件，再由MODBUS通訊模式送至DCS系統(tǒng)監(jiān)視畫(huà)面。

高旁閥后溫度在的安裝位置在接近旁路閥的閥后懸空管道，是一支帶保護(hù)套管，通過(guò)套管螺紋固定在溫包上的長(zhǎng)度約1米的E分度熱電偶，如圖1所示：

故障分析與改進(jìn)過(guò)程

故障一：高旁閥后溫變突然變高引起高旁閥快關(guān)

事故經(jīng)過(guò)：某日，#2發(fā)電機(jī)并網(wǎng)帶初負(fù)荷，#2機(jī)高旁閥手動(dòng)全開(kāi)，#2機(jī)低旁投自動(dòng)。高旁閥后溫度突然由312℃跳變至450℃，延時(shí)20S后高旁閥快關(guān)動(dòng)作。

故障分析：檢查發(fā)現(xiàn)高旁閥后溫度元件溫變的輸出線纜有一根已斷線，分析為高旁閥后管路閥門(mén)開(kāi)關(guān)過(guò)程中管道劇烈振動(dòng)導(dǎo)致溫變接線受力后斷線。另檢查溫變?cè)O(shè)置發(fā)現(xiàn)溫變量程設(shè)定是200-450℃，設(shè)置的斷偶保護(hù)是斷線輸出20mA信號(hào)，故導(dǎo)致PLC卡件在溫變斷線后誤判定高旁閥后溫度為450℃，延時(shí)20秒后快關(guān)高旁閥。

改進(jìn)措施：改設(shè)溫變的斷偶保護(hù)輸出3.75mA信號(hào)，防止高旁閥因斷線誤關(guān)，同時(shí)在管路附近位置加裝一支熱電偶直接接入DCS系統(tǒng)（新測(cè)點(diǎn)命名為高旁閥后溫度2，原測(cè)點(diǎn)命名為高旁閥后溫度1），防止斷線后無(wú)法監(jiān)視閥后管路真實(shí)溫度，另做該兩點(diǎn)溫度偏差超20℃大屏報(bào)警提示，溫度異常時(shí)運(yùn)行人員可以及時(shí)干預(yù)。

故障二：高旁閥后溫度1大幅晃動(dòng)后高旁閥快關(guān)

事件經(jīng)過(guò)：某日， #3發(fā)電機(jī)并網(wǎng)帶初負(fù)荷，#3機(jī)高旁閥手動(dòng)全開(kāi)，#3機(jī)低旁投自動(dòng)。起初時(shí)發(fā)現(xiàn) #3機(jī)高旁閥后溫度1（進(jìn)保護(hù)）由269℃跳變至195℃，#3機(jī)高旁減溫水調(diào)節(jié)閥緩慢由55%關(guān)至37%。隨后#3機(jī)高旁閥后溫度1恢復(fù)正常后溫度緩慢上升，#3機(jī)高旁減溫水調(diào)節(jié)閥緩慢開(kāi)啟調(diào)節(jié)正常。幾分鐘后#3機(jī)高旁閥后溫度1（進(jìn)保護(hù)）再次跳變至195℃，#3機(jī)高旁減溫水調(diào)節(jié)閥緩慢關(guān)閉，#3機(jī)高旁閥后溫度2隨之緩慢上升并到達(dá)顯示上限439℃。#3機(jī)高旁閥后溫度1立即瞬時(shí)由195℃跳變至457℃，#3機(jī)高旁減溫水調(diào)節(jié)閥自動(dòng)開(kāi)啟至60%。延時(shí)20S后，#3機(jī)高旁閥后溫度1（進(jìn)保護(hù)）下降至452℃、#3機(jī)高旁閥后溫度2下降至413℃，高旁閥后溫度高報(bào)警，#3機(jī)高旁快關(guān)動(dòng)作，#3機(jī)高旁閥由99%瞬時(shí)關(guān)至94%，#3機(jī)高旁減溫水調(diào)節(jié)閥超馳關(guān)閉。

故障分析：檢查發(fā)現(xiàn)#3機(jī)高壓旁路啟動(dòng)后存在振動(dòng)，同時(shí)溫度元件保護(hù)套管亦存在晃動(dòng)，拆除套管檢查晃動(dòng)原因，發(fā)現(xiàn)元件安裝固定套管螺紋磨損，晃動(dòng)使得熱電偶接線晃動(dòng)虛接，進(jìn)而使得熱電偶斷偶。溫變的段偶保護(hù)設(shè)定輸出3.75mA，分析認(rèn)為#3機(jī)高旁閥后溫度1（進(jìn)保護(hù)）故障時(shí)跳變至195℃的原因是#3機(jī)組高旁閥后溫度1接線松動(dòng)導(dǎo)致溫度變送器故障輸出，進(jìn)而使得高旁減溫水調(diào)閥誤關(guān)小開(kāi)度，使得高旁閥后的管內(nèi)溫度升高至439℃，在溫變接線接觸正常時(shí)觸發(fā)高旁快關(guān)信號(hào)。

改進(jìn)措施：針對(duì)#3機(jī)組，在高旁閥后溫度保護(hù)套管位置增加固定支架減少元件晃動(dòng)。如下圖2所示：

在后續(xù)啟動(dòng)過(guò)程中觀察發(fā)現(xiàn)固定支架可以增加保護(hù)套管與溫包連接處的穩(wěn)定性，但是元件溫變接線電纜處晃動(dòng)仍然影響較大，多次出現(xiàn)元件端蓋受震動(dòng)后脫落。后來(lái)改用5米長(zhǎng)的熱電偶元件，用橄欖頭接頭在溫包處固定，抱箍固定端蓋，利用元件長(zhǎng)度留足晃動(dòng)空間，用元件柔韌度抵消管道振動(dòng)產(chǎn)生的影響。

后期遇到#2機(jī)組因DCS系統(tǒng)改造（艾默生系統(tǒng)改為浙大中控系統(tǒng)，旁路的施耐德PLC系統(tǒng)也一同改至DCS系統(tǒng)），系統(tǒng)可直接接收熱電偶電壓信號(hào)，取消高旁閥后溫度1溫度變送器，通過(guò)減少中間環(huán)節(jié)來(lái)減少故障點(diǎn)。另高旁閥后溫度1和溫度2均接入了DCS系統(tǒng)，可以優(yōu)化高旁閥后溫度邏輯設(shè)計(jì)，高旁閥后溫度1取兩路信號(hào)，高旁閥后溫度2取一路信號(hào)，增加溫度保護(hù)的測(cè)點(diǎn)壞質(zhì)量判斷及速率判斷，控制實(shí)現(xiàn)“三取中”，保護(hù)實(shí)現(xiàn)“三取二”。

總結(jié)

通過(guò)故障原因分析和改進(jìn)措施落實(shí)后的效果來(lái)看，高旁閥后溫度主要需考慮如何減少高旁閥開(kāi)關(guān)時(shí)管道振動(dòng)對(duì)溫度測(cè)量回路的影響。在管路振動(dòng)無(wú)法消除的情況下，有條件時(shí)可以可以盡量減少測(cè)量回路的中間環(huán)節(jié)，減少故障點(diǎn)。另外從控制回路思考，在測(cè)點(diǎn)故障時(shí)如何減少測(cè)量故障對(duì)控制回路的影響，減少誤動(dòng)作的可能。

參考文獻(xiàn)：

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