电厂汽机侧热工设备可靠性管理提升 摘要:本文通过近年来电厂运行中出现的由于热工设备存在的安全隐患而导致的不安全事件,举一反三,结合我厂自身的汽机侧重要设备的实际运行情况,针对汽轮机的调门LVDT反馈、AST电磁阀供电电源、大小机TSI系统、给水泵再循环调节阀逻辑四个方面进行隐患排查专项检查,对存在的问题进行分析,制定了优化方案从多方面提高机组运行的稳定性和可靠性,同时为其他兄弟电厂的有关汽轮机可靠性提升提供技术参考与借鉴 关键词: LVDT;逻辑优化;供电电源;TSI系统;可靠性提升一、我厂大、小机LVDT现状及整改方案位移传感器(LVDT)作为汽轮机DEH系统重要的组成部分,对于机组的稳定运行起到关键的作用当机组运行过程中,机组负荷调节是通过控制高压调门的开度得以实现,由DEH计算出来的阀位信号与LVDT反馈进行偏差运算,经放大后传送到油动机的电液伺服阀,通过改变进油量控制阀门开度一旦LVDT反馈发生故障,调门阀位将失去控制,从而严重影响机组稳定运行近日,某电厂发生因LVDT传感器故障造成主汽门关闭,运行人员异常工况处置不当,导致锅炉水冷壁出口温度高保护动作机组跳闸事件。
经后续事故排查,DEH伺服卡内部存在LVDT反馈与指令偏差超过10%主汽门关闭的逻辑为防范此类问题再次发生,对我厂相关逻辑进行隐患排查检查我厂大、小机主汽门及调门的每一个门都配置两路冗余的LVDT,逻辑采用两个LVDT反馈值“取大值”,确保高调门不会因LVDT故障导致阀门全开造成汽轮机超速的发生,符合相关规定要求存在的问题:目前大、小机LVDT设置有两路反馈偏差大于8%报警,但没有切除自动的逻辑整改(技术)方案:汽轮机逻辑为所有带LVDT反馈的调门及主汽门,其两路反馈偏差大于5%时在DCS中输出报警值,以便提醒运行人员加强监视;对四个高调门逻辑增加LVDT两路反馈偏差大于10%时自动切除协调及相应的DEH自动;小机逻辑为LVDT两路反馈偏差大于5%时报警,低调门LVDT两路反馈偏差大于10%时,切除该故障小机的给水及MEH转速自动二、汽轮机危急遮断装置供电方式现状及整改方案AST电磁阀作为汽轮机跳闸的最终动作部分,其是否能准确无误的动作是保证汽轮机安全的重要保障当机组正常运行时四个AST电磁阀均带电,阻止安全油压泄漏,从而保证机组运行逻辑设置为“两或一与”当电磁阀失电时,电磁阀动作打开,泄掉安全油压后关闭汽轮机主汽门及调门。
我厂AST电磁阀采用110V直流电源供电,每台机组的两路110V直流电源均取不同的直流母线段,采用二极管单向导通特性竞争实现双电源切换,切换后对AST电磁阀供电近日,某电厂发生火灾紧急关断阀(ESD阀)关闭,导致全厂停止对外供电的事件经过排查,ESD阀的两路电源均取自同一配电段针对此隐患,我厂对AST电磁阀供电电源溯源进行核查存在问题:经核查我厂AST电磁阀供电电源虽然取自不同直流母线,但是,最终却是通过二极管竞争之后实现切换目前,110V直流柜中的二极管的工作年限已超过十五年,极有可能出现二极管故障时或本机组直流系统中任一点接地拉低电压时,造成本机组四个AST电磁阀同时失电而导致停机因而没有实现真正意义上的电源冗余整改(技术)方案:将AST电磁阀的供电电源由原来的二极管竞争之后,改为竞争之前,直接从两路电源根部获取,即:安全油进油侧两个遮断电磁阀即电磁阀1和电磁阀3,由一路直流110V供电,安全油泄油侧两个遮断电磁阀即电磁阀2和电磁阀4由另一路直流110V电源供电,避免能够使油路导通的两个电磁阀用同一路电源供电这样,即使有一路电源失去也只是同侧的两个电磁阀失电,根据4个电磁阀的逻辑依据,不会存在四个AST电磁阀同时失电而造成误动的事件发生,提高AST电磁阀供电电源回路的可靠性。
三、大、小机TSI系统现状及整改方案我厂汽轮机和小汽轮机的安全监测系统,都采用瑞士 Vibro-Meter开发的全数字化 TSI 系统VM600,通过现场采集的轴承振动、轴位移、偏心、转速等重要参数,经过模拟量判断最终通过本卡件继电器输出单点DO至大机ETS系统、小机MEH系统中,是汽机侧重要的主保护之一由于近期某电厂出现的有关TSI系统的不安全事件,避免此类事件的发生,对我厂大、小机TSI系统进行隐患排查1、我厂大、小机TSI系统均具有独立卡件框架,将轴向位移、振动保护测点已分散布置到不同卡件由两路电源组成,构成冗余备用,任一路电源失去DCS会发出报警信号,对系统不构成影响2、我厂TSI信号已经在TSI中设置报警及保护定值判断、输出开关量信号至ETS和MEH中做“两或一与”逻辑判断,最终输出跳闸信号3、我厂大、小机TSI系统输出的4-20mA信号仅作显示、报警功能,不参与保护4、我厂大机一共四个轴位移测点,在TSI中作保护定值判断,轴位移值超过±1.0mm,发出保护信号至ETS“两或一与” 逻辑判断输出跳闸信号小机一共两个轴位移测点,在MTSI中做保护定值判断,轴位移值超过保护定值,发出保护信号至MEH“二取二” 逻辑判断输出跳闸信号。
大、小机的轴位移均没有品质点参与保护判断条件,定值一旦超出,就会发出保护信号,所以不会出现轴位移快速变化超量程时造成保护拒动以上四点均符合相关规定要求存在的问题:经检查我厂大、小机TSI系统的通道及卡件故障信号目前均未传到CRT画面报警整改(技术)方案:对TSI的系统重新组态,将通道故障及卡件故障报警进行优化,将报警点上传至CRT画面,确保进入TSI系统中的监测探头出现故障或者卡件异常、电源故障时都能够及时报警,给运行人员提供异常预警,确保处理缺陷及时,防止事故扩大化四、汽泵再循环控制逻辑现状及整改方案汽泵再循环调阀调节的目的是为了防止汽泵对应转速下流量过低造成泵体内部给水汽化、产生汽蚀再循环是否开启依据汽泵入口流量是否接近或达到转速对应的流量进行调整结合某电厂出现的小机跳闸情况下给水泵再循环调节阀逻辑存在缺陷,导致非停案例,对我厂相关逻辑进行检查制定给水泵再循环优化控制策略存在的问题:我厂小机停机时汽泵再循环调整门没有超驰开至100%功能整改(技术)方案:用汽泵一次安全油压低信号作为判断汽泵已停信号,联锁汽泵再循环调整门超驰快开至100%,且优先级最高并且汽泵入口流量低超驰打开再循环调整门时,为防止汽泵入口流量和调阀耦合反复动作,造成主给水流量剧烈扰动,已设置以5%上升的速率打开。
五、结束语为防范由于热工设备异常导致的不安全事件再次发生,热工专业主动出击,举一反三,对汽机侧重要热工设备的展开隐患排查,所发现的问题,立即制定整改方案,通过逻辑优化,系统组态,控制回路优化配置等手段,从根本上消除了存在的设备隐患,大大提升了机组的运行可靠性同时整改的成功经验也给其他电厂提供参考价值参考文献:1《火力发电厂给水泵再循环控制系统优化研究》.中国电力 2014 09-011-07.岳建华2火电机组DCS系统失电故障安全隐患的调查及预防措施【J】.热力发电2008.37(3):5-7 刘复平 刘武林 朱晓星3 火电厂DEH系统中LVDT的常见故障及处理【J】.安徽电力,2011,28(3):61-62.丁小平4 LVDT在汽轮机组的应用及故障分析【J】.包钢科技,2011,37(2):43-45.翁莹 高士臣 -全文完-。