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1、华电电力科学研究院HUADIANELECTRICPOWERRESEARCHINSTITUTE 国家能源局25项重点要求热控部分解析 华电电力科学研究院HUADIANELECTRICPOWERRESEARCHINSTITUTE 二十五项反措的发展变化及编制依据 落实二十五项反措的基本要求 防止分散控制系统控制保护失灵事故 三 一 二 反措其它章节关于热控部分的要求 四 一 二十五项反措的发展变化及编制依据 安全生产中急需解决的若干技术问题 关于防止电力生产重大事故的重点要求 关于防止电力生产事故的二十项重点要求 1980年电力工业部15项 1987年水利电力部18项 1992年能源部20项 20
2、00年国家电力公司25项 关于防止电力生产事故的二十五项重点要求 各集团公司各自制定反措细则 2014年国家能源局25项 防止电力生产事故的二十五项重点要求 4 华电电力科学研究院HUADIANELECTRICPOWERRESEARCHINSTITUTE 一 二十五项反措的编制依据 1 火力发电厂锅炉炉膛安全监控系统在线验收测试规程 DL T655 2006 2 火力发电厂汽轮机控制系统在线验收测试规程 DL T656 2006 3 火力发电厂模拟量控制系统在线验收测试规程 DL T657 2006 4 火力发电厂顺序控制系统在线验收测试规程 DL T658 2006 5 火力发电厂分散控制系
3、统技术规范书 QDG1 K401 2004 6 火力发电厂热工保护系统设计技术规定 DL T5428 20097 火力发电厂设计技术规程 第12章热工自动化部分 DL T5000 2000 华电电力科学研究院HUADIANELECTRICPOWERRESEARCHINSTITUTE 一 二十五项反措的编制依据 8 火力发电厂分散控制系统在线验收测试规程 DL T659 2006 9 火力发电厂锅炉炉膛安全监控系统技术规程 DL T1091 2008 10 火力发电厂分散控制系统技术条件 DL T1083 2008 11 发电厂热工仪表及控制系统技术监督导则 DL T1056 2007 12 火
4、力发电厂热工自动化系统检修运行维护规程 DL T774 2004 13 火力发电厂厂级监控信息系统技术条件 DL T924 2005 14 大中型火力发电厂设计规范 GB50660 2011 15 火力发电厂热工自动化就地设备安装 管路及电缆设计技术规定 DL T5182 2004 华电电力科学研究院HUADIANELECTRICPOWERRESEARCHINSTITUTE 一 二十五项反措的编制依据 16 电力建设施工及验收技术规范 第5部分 热工仪表及控制装置 DL T5190 5 2004 17 火力发电厂辅助系统 车间 热工自动化设计技术规定 DL T5227 2005 18 电网与电
5、厂计算机监控系统及调度数据网络安全防护规定 国家经贸委令第30号 2002 19 电力二次系统安全防护规定 电监会5号令 二 落实二十五项反措的基本要求 华电电力科学研究院HUADIANELECTRICPOWERRESEARCHINSTITUTE 华电电力科学研究院HUADIANELECTRICPOWERRESEARCHINSTITUTE 二 落实二十五项反措的基本要求 1 坚持 安全第一 预防为主 综合治理 的方针在规划设计阶段 安装调试阶段 生产维护阶段 更新改造阶段都要坚决落实 二十五项反措 的基本要求 三 防止分散控制系统控制 保护失灵事故 华电电力科学研究院HUADIANELECTR
6、ICPOWERRESEARCHINSTITUTE 华电电力科学研究院HUADIANELECTRICPOWERRESEARCHINSTITUTE 三 防止分散控制系统控制保护失灵 2014年 集团公司火电机组强迫停运事件统计 华电电力科学研究院HUADIANELECTRICPOWERRESEARCHINSTITUTE 三 防止分散控制系统控制保护失灵 锅炉原因占60 2014年强迫停运按专业分 华电电力科学研究院HUADIANELECTRICPOWERRESEARCHINSTITUTE 三 防止分散控制系统控制保护失灵 华电电力科学研究院HUADIANELECTRICPOWERRESEARCHI
7、NSTITUTE 三 防止分散控制系统控制保护失灵 a 现场设备异常引起的占据首位约36 4 b 控制系统软硬件引起的占据次位约28 c 电缆接线 模件松动引起的约占18 2 d 检修维护不当引起的为13 6 某省电厂因热控专业问题引起故障原因统计 华电电力科学研究院HUADIANELECTRICPOWERRESEARCHINSTITUTE 三 防止分散控制系统控制保护失灵 某集团热控专业2000 2013年非停原因汇总棒状图 华电电力科学研究院HUADIANELECTRICPOWERRESEARCHINSTITUTE 三 防止分散控制系统控制保护失灵 某集团热控专业2000 2013年非停原
8、因百分比图 华电电力科学研究院HUADIANELECTRICPOWERRESEARCHINSTITUTE 三 防止分散控制系统控制保护失灵 热工缺陷原因分类 集团内热工缺陷原因分类统计 华电电力科学研究院HUADIANELECTRICPOWERRESEARCHINSTITUTE 三 防止分散控制系统控制保护失灵 9 1 1分散控制系统配置应能满足机组任何工况下的监控要求 包括紧急故障处理 控制站及人机接口站的中央处理器 CPU 负荷率 系统网络负荷率 分散控制系统与其他相关系统的通信负荷率 控制处理器周期 系统响应时间 事件顺序记录 SOE 分辨率 抗干扰性能 控制电源质量 全球定位系统 GP
9、S 时钟等指标应满足相关标准的要求 9 1分散控制系统 DCS 配置的基本要求 华电电力科学研究院HUADIANELECTRICPOWERRESEARCHINSTITUTE 三 防止分散控制系统控制保护失灵 19 分散控制系统 DCS 配置的基本要求 一般要求CPU负荷率在极端工况下不大于60 DCS模拟量控制扫描周期一般要求250ms 要求快速处理的控制回路可为125ms 温度等缓慢控制对象扫描周期可在500 750ms之间 开关量扫描周期一般为100ms ETS系统应不大于50ms OPC和0PT部分逻辑扫描周期不大于20ms 根据DL T659 2006 火力发电厂分散控制系统验收测试规
10、程 中规定 在繁忙工况下DCS数据通信总线负荷率不超过30 以太网通信负荷率不得超过20 从操作信号发出到DCS的I O输出发生变化的时间不应大于2S SOE测点分辨率不大于1ms SOE通道应有4ms防抖动滤波处理 不同控制器的SOE模件应有可靠的时钟同步措施 19 华电电力科学研究院HUADIANELECTRICPOWERRESEARCHINSTITUTE 三 防止分散控制系统控制保护失灵 分散控制系统 DCS 配置的基本要求 案例一 1997年 浙江某电厂7 8号机组发生频繁发生死机造成的机组停运事故 试生产的三个月内曾发生22次DCS故障和死机 机组因此跳机8次 主要原因就是通讯总线负
11、荷率过高 通讯负荷率超标建议对策 尽量按照工艺系统进行控制器分组 减少控制器间的通讯量 华电电力科学研究院HUADIANELECTRICPOWERRESEARCHINSTITUTE 三 防止分散控制系统控制保护失灵 分散控制系统 DCS 配置的基本要求 案例二 2008年 某电厂扩建机组因为造价原因DCS控制器配置对数较少 控制器负荷率严重超标 最高达到86 在机组整套启动前做试验的过程中发生延时等计时模块工作异常 导致设备联锁保护动作异常 主要原因就是控制器负荷率过高 控制器负荷率超标建议对策 在控制允许的情况下 根据不同系统要求 适当降低控制器扫描周期 或增加控制器对数 华电电力科学研究院
12、HUADIANELECTRICPOWERRESEARCHINSTITUTE 三 防止分散控制系统控制保护失灵 分散控制系统 DCS 配置的基本要求 案例三 某电厂2号机组负荷200MW 8时23分 各控制器依次发时钟故障报警 部分主控制器先后离线 备用控制器变主控后一段时间也先后离线 原因是主副时钟控制软件分装在工程师站和一个操作员站 两个时钟时间不同步 造成控制器离线 该厂5号机组在2002年试运期间曾发生DCS时钟与GPS时钟不同步 引发DCS操作员站失灵事件 由于网上传送的数据均带时间标签 时钟紊乱后给运行机组带来严重后果 系统时钟不可靠 华电电力科学研究院HUADIANELECTRIC
13、POWERRESEARCHINSTITUTE 三 防止分散控制系统控制保护失灵 分散控制系统 DCS 配置的基本要求 9 1 2分散系统的控制器 系统电源 为I O模件供电的直流电源 通信网络等均应采用完全独立的冗余配置 且具备无扰切换功能 采用B S C S的分散控制系统的服务器应采用冗余配置 服务器或其供电电源在切换时应具备无扰切换功能 华电电力科学研究院HUADIANELECTRICPOWERRESEARCHINSTITUTE 三 防止分散控制系统控制保护失灵 分散控制系统 DCS 配置的基本要求 火力发电厂分散控制系统技术条件 DL T1083 2008 从控制对象角度要求 用于机组主
14、控和重要辅机系统的DCS的控制处理器均为主要控制器 应冗余配置 重要辅机设备可包括送风机 引风机 一次风机 空气预热器 制粉系统 给水泵 凝结水泵 循环水泵 真空泵 重要冷却水泵 重要油泵等 同时规定虽然控制处理器故障 而短期内不影响机组稳定运行的辅助控制系统的DCS 可不要求冗余配置 华电电力科学研究院HUADIANELECTRICPOWERRESEARCHINSTITUTE 三 防止分散控制系统控制保护失灵 分散控制系统 DCS 配置的基本要求 案例四 2013年11月16日某厂 2机组 19控制器故障切换导致汽包水位低报警 汽包水位最低到 328 69mm后逐步恢复 2台小机指令突变至1
15、2 4 事后检查 19控制器主从已切换 查看历史曲线以及设备日志 发现 19站主控制单元A故障报警后恢复正常 控制器切换不能无扰 在控制器故障时部分数据出现了跳变 华电电力科学研究院HUADIANELECTRICPOWERRESEARCHINSTITUTE 三 防止分散控制系统控制保护失灵 分散控制系统 DCS 配置的基本要求 案例五 某电厂DCS为采用B S C S结构的DCS系统 其服务器为单台设计 由于运行年限较长 服务器出现故障死机 导致上下位信息无法交换 操作员操作指令无法下发 控制器的控制和监视信息无法上传 监控画面无法刷新 最后只能启动停机预案 本次事故是典型的系统核心节点硬件设
16、计缺陷导致 说明关键服务器冗余设置的必要性 华电电力科学研究院HUADIANELECTRICPOWERRESEARCHINSTITUTE 三 防止分散控制系统控制保护失灵 分散控制系统 DCS 配置的基本要求 9 1 3分散控制系统控制器应严格遵循机组重要功能分开的独立性配置原则 各控制功能应遵循任一组控制器或其他部件故障对机组影响最小的原则 9 1 3是从独立性原则考虑 从控制器包含机组功能角度来阐述控制器的配置原则 防止DCS某一对控制器故障导致机组停运 应避免将重要功能集中在一对控制器的配置方式 达到最大程度实现风险分散的目的 新增加的条款 华电电力科学研究院HUADIANELECTRICPOWERRESEARCHINSTITUTE 三 防止分散控制系统控制保护失灵 分散控制系统 DCS 配置的基本要求 重要的并列或主备用运行的辅机或者辅助设备控制 应按下列原则配置控制器 1 送风机 引风机 一次风机 凝结水泵和非母管制的循环水泵等两台并列运行的重要辅机 以及A B段厂用电控制装置 应分别配置在不同的控制器中 但允许送风机和引风机等按介质流程组合在一个控制器内 2 给水泵控制系统
