金曉東

（江蘇華電揚(yáng)州發(fā)電有限公司，江蘇 揚(yáng)州225000）

某公司有2臺(tái)330 MW燃煤機(jī)組及2臺(tái)400 MW級(jí)燃?xì)鈾C(jī)組，2×330 MW燃煤機(jī)組的汽輪機(jī)型號(hào)為N330-16.7/538/538，是哈爾濱汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的亞臨界中間一次再熱凝汽式汽輪機(jī)，單軸、雙缸雙排汽，高中壓合缸。鍋爐鍋爐為東方鍋爐廠生產(chǎn)的DGl036/18.2—Ⅱ4型鍋爐。鍋爐為亞臨界參數(shù)、四角切圓燃燒方式、自然循環(huán)汽包爐。#6機(jī)組DCS、DEH系統(tǒng)為上海新華公司的XDPS-400e系統(tǒng)，#7機(jī)組DCS、DEH系統(tǒng)為國(guó)電南自的MAX ICS系統(tǒng)。

1 背景

由于熱控保護(hù)的存在，電廠中的各種熱力設(shè)備在非正常運(yùn)行狀態(tài)下不會(huì)出現(xiàn)過(guò)大或毀滅性的損壞，從而大大提高了電廠的安全性和可恢復(fù)性。熱工保護(hù)可分為兩級(jí)保護(hù)，即事故處理回路和事故跳閘回路的保護(hù)。事故處理的目的是維持機(jī)組繼續(xù)運(yùn)行。但是，當(dāng)事故處理回路或其他自動(dòng)控制系統(tǒng)處理事故無(wú)效時(shí)，機(jī)組設(shè)備處于危險(xiǎn)工況下，或者這些自動(dòng)控制系統(tǒng)本身失靈而無(wú)法處理事故時(shí)，只能被迫進(jìn)行跳閘處理，使整套機(jī)組停止運(yùn)行。跳閘處理的目的是防止機(jī)組產(chǎn)生機(jī)毀人亡的惡性事故，所以跳閘處理是熱工保護(hù)最極端的保護(hù)手段，也稱(chēng)主保護(hù)。從近期集團(tuán)內(nèi)外的安全通報(bào)可以看出，由于主保護(hù)誤動(dòng)或者拒動(dòng)導(dǎo)致的機(jī)組非停、設(shè)備和人身事故仍然很多，迫切需要從這些事故中汲取教訓(xùn)，改善和提升熱控主保護(hù)的可靠性[1]。

隨著計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，DCS技術(shù)得以飛速發(fā)展，熱控主保護(hù)控制方式也越來(lái)越成熟?，F(xiàn)在的熱控主保護(hù)多采用軟件加硬接線技術(shù)，在DCS系統(tǒng)故障或失靈的時(shí)候仍然可以安全地停運(yùn)機(jī)組；源頭設(shè)備大多采用三取二方法采集信號(hào)，過(guò)程傳輸采用冗余技術(shù)。但DCS的硬件或者軟件出現(xiàn)問(wèn)題仍會(huì)引起主保護(hù)系統(tǒng)出現(xiàn)誤動(dòng)和拒動(dòng)；線路斷路或者虛接會(huì)引起系統(tǒng)保護(hù)故障；熱控設(shè)備電源故障也會(huì)引起主保護(hù)系統(tǒng)失靈；現(xiàn)場(chǎng)傳感設(shè)備、計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的基礎(chǔ)元件仍然是電子產(chǎn)品，隨著使用年限的增加，出現(xiàn)故障的概率在不斷增大，所以迫切需要提高熱控主保護(hù)系統(tǒng)的可靠性。

2 技術(shù)層面的幾個(gè)重要提升措施

2.1 完善主保護(hù)邏輯，合理設(shè)置主保護(hù)的定值

增加了主油箱油位的主保護(hù)，原來(lái)的油位是由油位變送器（差壓式）送模擬量信號(hào)至DCS系統(tǒng)，增加了兩路雷達(dá)式液位計(jì)，加上原有變送器信號(hào)共三路，根據(jù)油位低低定值產(chǎn)生三個(gè)開(kāi)關(guān)量信號(hào)，經(jīng)過(guò)三取二邏輯后，輸出兩路DO點(diǎn)，串聯(lián)后形成跳閘信號(hào)至機(jī)組ETS系統(tǒng)。

增加了MFT邏輯中的點(diǎn)火失敗邏輯，根據(jù)實(shí)際情況將點(diǎn)火失敗的時(shí)間定為1 h。增加了總風(fēng)量低邏輯。

原空預(yù)器全停延時(shí)時(shí)間為4 s，未考慮空預(yù)器馬達(dá)電機(jī)啟動(dòng)時(shí)間，一臺(tái)空預(yù)器跳閘后，另外一臺(tái)來(lái)不及啟動(dòng)，機(jī)組可能就已跳閘。將空預(yù)器全停延時(shí)時(shí)間修改為30 s?；饳z冷卻風(fēng)壓低低延時(shí)時(shí)間為5 s，不合理，改為延時(shí)2 min。

2.2 將重要的輔機(jī)信號(hào)分散到不同的DPU中布置

重要的輔機(jī)信號(hào)在同一DPU中，可能會(huì)因該DPU故障造成重大損失。分散控制系統(tǒng)應(yīng)遵循機(jī)組重要功能分開(kāi)的獨(dú)立性配置原則，各控制功能應(yīng)遵循任一組控制器或其他部件故障對(duì)機(jī)組影響最小。

分部利用某次DCS系統(tǒng)改造的機(jī)會(huì)，將兩臺(tái)火檢冷卻風(fēng)機(jī)、兩臺(tái)定子冷卻水泵、兩臺(tái)開(kāi)式水泵、閉式水泵A/B、真空泵A/B、兩臺(tái)循環(huán)水泵、兩臺(tái)凝結(jié)水泵、兩臺(tái)項(xiàng)軸油泵、交流油泵和直流油泵分散到不同的DPU中，極大地提升了機(jī)組的安全性。

2.3 將重要的信號(hào)由單信號(hào)源改成三取二邏輯判斷

在某次檢修中，將TSI中多個(gè)單點(diǎn)保護(hù)進(jìn)行改造。#7機(jī)組TSI至ETS保護(hù)跳機(jī)邏輯分別有#1～#6軸承振動(dòng)大、TSI超速、脹差大、軸向位移大共9條，均為單點(diǎn)保護(hù)形式。

改造方案：刪除TSI原組態(tài)中超速三取二判斷跳閘回路、脹差二取二判斷跳閘回路、軸向位移四取二判斷跳閘回路；在TSI系統(tǒng)組態(tài)中將#1/#3/#5軸振大跳機(jī)信號(hào)組成或邏輯、#2/#4/#6軸振大跳機(jī)信號(hào)組成或邏輯，并分別送出三路信號(hào)；三塊超速卡均根據(jù)實(shí)際轉(zhuǎn)速判斷超速信號(hào)，并分別輸出，送至ETS用作三取二跳機(jī)；在TSI組態(tài)中，對(duì)四路軸向位移信號(hào)進(jìn)行比較判斷，分別送一路跳機(jī)信號(hào)至ETS用作“（1+2）*（3+4）”四取二判斷；脹差跳機(jī)信號(hào)擴(kuò)展至2路，分別送一路跳機(jī)信號(hào)至ETS用作二取二判斷。

2.4 對(duì)主要輔機(jī)“運(yùn)行”“停止”信號(hào)采用開(kāi)關(guān)合閘、分閘、電流信號(hào)三取二進(jìn)行狀態(tài)判斷

對(duì)兩臺(tái)機(jī)組參與主保護(hù)的主要輔機(jī)，如送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、一次風(fēng)機(jī)、空預(yù)器等，在邏輯中將“運(yùn)行”“停止”信號(hào)采用開(kāi)關(guān)合閘、分閘、電流信號(hào)三取二進(jìn)行狀態(tài)判斷項(xiàng)目，提升了保護(hù)系統(tǒng)的可靠性。

2.5 原邏輯中信號(hào)源為通訊點(diǎn)，改為硬接線方式

空預(yù)器全停主保護(hù)邏輯中，信號(hào)為通訊號(hào)。通訊點(diǎn)作為保護(hù)信號(hào)不可靠，保護(hù)誤動(dòng)、拒動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)較高。

原邏輯中空預(yù)器A、B的停運(yùn)判斷邏輯分別位于DPU17、DPU18中，判斷結(jié)果以單點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)通訊的方式傳輸至DPU16，用于FSSS邏輯判斷。本次改造在DPU17中新增3個(gè)空預(yù)器A停運(yùn)信號(hào)DO點(diǎn)，DPU18中新增3個(gè)空預(yù)器B停運(yùn)信號(hào)DO點(diǎn)。同時(shí)，在DPU16中新增3個(gè)空預(yù)器A停運(yùn)信號(hào)DI點(diǎn)及3個(gè)空預(yù)器B停運(yùn)信號(hào)DI點(diǎn)，DO、DI點(diǎn)之間通過(guò)硬接線連接的方式進(jìn)行信號(hào)傳遞。

2.6 信號(hào)在同一塊卡件未分散布置，改為分散到不同卡件布置

每臺(tái)機(jī)組設(shè)置有5層共20條煤火檢信號(hào)，用于FSSS系統(tǒng)作保護(hù)判斷條件。由于機(jī)組投產(chǎn)時(shí)間較早，火檢信號(hào)以層為單位，分別布置在5塊DI卡上。DI卡故障導(dǎo)致煤層滅火信號(hào)存在誤發(fā)的可能。

3 管理層面的幾項(xiàng)重要舉措

3.1 建立健全完善的熱控主保護(hù)投入和切出管理制度，并嚴(yán)格遵照?qǐng)?zhí)行

近年來(lái)，部門(mén)從實(shí)際出發(fā)，先后制定和修訂了《熱控控制系統(tǒng)管理規(guī)定》《熱控分部保護(hù)自動(dòng)及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)投入退出管理制度》《熱控分部保護(hù)切投操作票制度》《熱控分部保護(hù)及邏輯修改制度》等多項(xiàng)切實(shí)可行的制度。在此基礎(chǔ)上，公司下發(fā)了《公司熱控保護(hù)、熱控定值及邏輯管理辦法》，并在實(shí)際工作中，狠抓制度的落實(shí)，嚴(yán)格制度的執(zhí)行，有力地防止了主保護(hù)系統(tǒng)人為誤操作和故障的發(fā)生，從源頭上保證了主保護(hù)系統(tǒng)的安全性[2]。比如第4條規(guī)定，機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中，主保護(hù)必須全程投入；第5條規(guī)定，機(jī)組運(yùn)行中主保護(hù)因故被迫退出運(yùn)行時(shí)，必須由主管生產(chǎn)的副總經(jīng)理或總工程師同意，制定落實(shí)可靠的安全運(yùn)行措施，并在8 h內(nèi)恢復(fù)；第12條規(guī)定，熱控主保護(hù)投退，由分部專(zhuān)工負(fù)責(zé)操作并設(shè)監(jiān)護(hù)人，操作前應(yīng)做好危險(xiǎn)點(diǎn)分析，并對(duì)操作的正確性負(fù)責(zé)。

3.2 提升日常巡迥檢查質(zhì)量，每日必查主保護(hù)設(shè)備，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)處理

為了提高巡迥檢查的效果，分部制定了《巡迥檢查制度》，制度要求各班組每天對(duì)燃機(jī)、煤機(jī)相關(guān)主保護(hù)的設(shè)備進(jìn)行仔細(xì)檢查。包括以下幾方面：①主保護(hù)系統(tǒng)硬件，包括就地設(shè)備（測(cè)點(diǎn)、探頭、變送器、壓力開(kāi)關(guān)等）、TSI機(jī)柜、ETS機(jī)柜等；②主保護(hù)系統(tǒng)軟件，包括DCS系統(tǒng)、DEH系統(tǒng)、TSI系統(tǒng)、ETS系統(tǒng)的DPU、卡件、通信模件等的運(yùn)行狀況；③外部環(huán)境，包括工程師站、電子設(shè)備間、就地端子箱、就地設(shè)備等的溫度、濕度檢查記錄，對(duì)空調(diào)運(yùn)行情況檢查；④對(duì)相關(guān)設(shè)備的電源系統(tǒng)進(jìn)行檢查，保證雙路電源全部正常，發(fā)現(xiàn)異常需及時(shí)匯報(bào)給班組、分部。

3.3 機(jī)組檢修及調(diào)停時(shí)間超過(guò)15 d，對(duì)熱控主保護(hù)系統(tǒng)性能及參數(shù)進(jìn)行全面試驗(yàn)

分部根據(jù)相關(guān)規(guī)程及規(guī)范要求，制定了《熱控分部DCS系統(tǒng)定期試驗(yàn)制度》，要求機(jī)組大、小修及調(diào)停時(shí)間超過(guò)15 d，需對(duì)熱控主保護(hù)系統(tǒng)性能及參數(shù)進(jìn)行全面試驗(yàn)，并嚴(yán)格執(zhí)行。

對(duì)熱控主保護(hù)系統(tǒng)性能及參數(shù)全面試驗(yàn)包括以下幾方面：①必要時(shí)對(duì)相關(guān)機(jī)柜及卡件柜進(jìn)行清灰工作；②對(duì)主保護(hù)系統(tǒng)相關(guān)的電源進(jìn)行切換試驗(yàn)；③必要時(shí)對(duì)相關(guān)的就地設(shè)備、延伸電纜、前置模塊等進(jìn)行檢查、校驗(yàn)；④對(duì)信號(hào)電纜的絕緣進(jìn)行檢查；⑤對(duì)相關(guān)邏輯進(jìn)行檢查和試驗(yàn)；⑥對(duì)DPU、卡件模塊等冗余模件進(jìn)行切換試驗(yàn)；⑦模擬動(dòng)作信號(hào)，檢查主保護(hù)動(dòng)作情況；⑧檢查相關(guān)的硬接線回路、繼電器、按鈕等設(shè)備。

4 結(jié)論

通過(guò)提高熱控主保護(hù)可靠性，機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行得到了充分保障。在今后的工作中，將一如既往對(duì)監(jiān)測(cè)其他電廠發(fā)生的熱控主保護(hù)事故，認(rèn)真排查設(shè)備隱患，把事故苗頭消滅在萌芽狀態(tài)。并不斷汲取行業(yè)內(nèi)的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)和做法，不斷提升熱控主保護(hù)系統(tǒng)的性能。