關于提高火電廠熱工保護裝置可靠性的探討

1、關于提高火電廠熱工保護裝置可靠性的探討論文導讀：本文以勝利發(fā)電廠2000年以來的一類障礙以上的事故為對象，在對熱工保護與控制系統(tǒng)的可靠性進行分析的基礎上，力圖找出熱工檢修與維護工作規(guī)律，探索進一步提高熱工保護可靠性的途徑。自2000年以來，勝利發(fā)電廠發(fā)生與熱工保護有關的一類障礙以上事故37起，按照事故類別，分析設備因素造成保護裝置拒動、誤動及可靠性降低的主要原因，并對如何提高保護裝置的可靠性和正確動作率提供依據。 關鍵詞：一類障礙，可靠性分析，設備因素，途徑0 前言 勝利發(fā)電廠2220MW和2300MW機組分兩期工程建設，分別于1992年和2003年相繼投產，一期工程熱工DCS采用上海新華的X

2、DPF-400系統(tǒng)，二期DCS是西屋公司的OVATION系統(tǒng)。一期的DCS市在1999年和2000年機組大修中改造完成的。本文以勝利發(fā)電廠2000年以來的一類障礙以上的事故為對象，在對熱工保護與控制系統(tǒng)的可靠性進行分析的基礎上，力圖找出熱工檢修與維護工作規(guī)律，探索進一步提高熱工保護可靠性的途徑。 1 熱工保護聯(lián)鎖裝置動作情況分析 自2000年以來，勝利發(fā)電廠發(fā)生與熱工保護有關的一類障礙以上事故37起，按照事故類別，分析設備因素造成保護裝置拒動、誤動及可靠性降低的主要原因，并對如何提高保護裝置的可靠性和正確動作率提供依據。 1.1熱工保護與控制情況分析 在37次一類障礙以上事故，保護正確動作15

3、次，保護動作正確率40.54%；誤動21次，誤動率56.76%；拒動1次，拒動率2.7%，分析保護誤、拒動作發(fā)生的原因是提高熱工保護與控制系統(tǒng)可靠性的關鍵。 1.2熱工保護與控制可靠性評價 從勝利發(fā)電廠2000年-2009年熱工保護動作情況統(tǒng)計分析看，在實施一期DCS系統(tǒng)改造后，熱工保護與控制系統(tǒng)的可靠性是比較好的。在一期DCS控制系統(tǒng)老化階段， 1次保護誤動造成一類障礙，有記錄的通道損壞造成輔機聯(lián)鎖保護誤動多次，在有針對性的采取措施后未再發(fā)生誤動。發(fā)生保護拒動1次，雖然次數不多，但是其造成的危害非常大，起因都是設備定期維護不到位因素。論文參考。在2007年期間，連續(xù)安全、穩(wěn)定運行了300多天

4、的紀錄。包括二期新機組調試、正常運行、一期設備老化各階段的56.76%的誤動率說明熱工保護與控制系統(tǒng)的可靠性是整個電廠安全穩(wěn)定運行的關鍵。 2 保護誤動原因分析 對造成保護誤動的原因進行深入的分析，找出深層次的原因，提出有效的解決方案并加以實施，是持續(xù)提高熱工保護與控制系統(tǒng)的可靠性的關鍵。 2.1熱工保護與控制誤動原因分布 造成熱工保護與控制系統(tǒng)的誤動、拒動原因主要表現(xiàn)在DCS系統(tǒng)本身、現(xiàn)場一次設備（執(zhí)行機構與測量設備）故障設計問題等方面。 各種原因分布情況分析： 1）DCS、DEH系統(tǒng)故障引起保護誤動11次，占整個誤動的52.38%，全部引發(fā)一類障礙，其中#1機組DEH電源故障8次，可見熱工

5、電源系統(tǒng)供電的穩(wěn)定性和可靠性十分重要。 2）人員失誤5次占保護誤動的23.8%，均引發(fā)一類障礙，是近年來安全生產的不穩(wěn)定因素。 3）一次設備原因（現(xiàn)場測量與執(zhí)行設備）造成8次保護動作，其中誤動4次，占保護誤動的19%，一次設備因素占保護誤動比例最高。 4）設計錯誤1次，引發(fā)一類障礙。 2.2原因分析 1）DCS系統(tǒng)故障因素 在11次DCS系統(tǒng)故障引發(fā)的保護誤動中，一期系統(tǒng)DEH電源故障占8次，其中7次發(fā)生在2005年4月份#1機組，而且都造成DEH保護跳閘，當時沒有查出出結論性原因，主要懷疑電氣UPS電源波動造成DEH控制器失電，采取在DEH電源入口安裝了一臺小型UPS措施，故障再沒發(fā)生。再一

6、類問題是，一期的DCS系統(tǒng)已經運行10年，處于老化邊緣，端子板、卡件通道、電源模塊故障率逐年上升，對機組的安全運行帶來了隱患。 2）一次設備因素 一次設備因素是最容易造成熱工保護誤動的環(huán)節(jié)，統(tǒng)計中發(fā)生一類障礙的4次,占保護誤動的19%，下面對一些常見故障分類探討。 a)一次測量元件損壞造成保護誤動，經統(tǒng)計四臺機組重要6KV輔機上，由單個溫度、振動等信號帶保護的達到200多點，這些測點的可靠性，直接影響保護的正確動作率。 b)鍋爐風煙系統(tǒng)壓力開關帶保護的，主要是滅火保護及一次風壓保護，測點存在容易積灰造成取樣管路堵塞現(xiàn)象，發(fā)生過個別開關拒動問題。 c)儀表防水、冬防保溫也是保證保護裝置正確動作的

7、重要環(huán)節(jié)，所以每年冬季和雨季前都要做好相應措施。 d)電磁閥、執(zhí)行器等環(huán)節(jié)設備故障，造成保護誤動4次，應該認真執(zhí)行各閥門等定期試驗制度，確保保護可靠。 3）設計因素 #3機組1次由于設計問題造成熱工保護系統(tǒng)動作，發(fā)生在2009年3月脫硫工程試運階段，新增脫硫系統(tǒng)增壓風機對鍋爐動力場產生了影響，造成送、吸風自動調節(jié)系統(tǒng)相互震蕩發(fā)散，最終造成鍋爐滅火。 3 提高熱工保護與控制可靠性的途徑 根據統(tǒng)計，設備因素造成的一類以上障礙共15次，是保護誤動作的主要原因。對設備問題首先應解決好DCS老化期問題；其次要發(fā)揮技術人員的創(chuàng)造性，有針對性的解決保護各環(huán)節(jié)的故障點，提高可靠性；同時，要在生產管理中，嚴格監(jiān)

8、督落實有關保護裝置的規(guī)程和制度，保障保護裝置完好并及時投入。 3.1有針對性解決設備老化問題 2008年一期DCS控制系統(tǒng)運行10年進入老化期，卡件通道故障頻繁，造成多次保護拒動和誤動。分析原因是控制系統(tǒng)計算機模件老化后造成I/O點損壞，特別是開關量信號故障，不容易被及時發(fā)現(xiàn)，給保護聯(lián)鎖裝置埋下嚴重隱患。從2009年開始對機組DCS系統(tǒng)進行全面升級改造，解決設備本身老化問題，新系統(tǒng)實現(xiàn)了電源模塊故障在線更換、網絡由總線環(huán)網改為更安全的星型結構、系統(tǒng)為低功耗，性能和可靠性全面提升。 3.2革新改進消除隱患，提高保護裝置可靠性 在長期的檢修實踐中，熱工技術人員吸收事故經驗教訓，在一次設備環(huán)節(jié)中，通

9、過采取有針對性的改進措施，消除設備中的故障環(huán)節(jié)，并做好定期維護工作，提高了保護裝置的可靠性。論文參考。 a) 為了解決輔機單測點帶保護可靠性差的問題，在邏輯上采用報警信號與跳閘信號相與的方式，增加可靠性。 b) 針對保護誤投跳閘事故，在滅火保護邏輯中，增加了跳閘信號沒有復歸保護禁投功能，避免了保護誤投事件的發(fā)生。論文參考。 c) 針對溫度保護信號線接觸不良故障，現(xiàn)場采用可靠的接線端子箱，每根線頭都要采取掛錫后接線，并定期進行端子緊固工作。 d) 根據檢修規(guī)程和導則的要求，對保護裝置實行定期試驗檢查，如鍋爐風煙系統(tǒng)測點取樣管路每月吹掃一次，預防儀表管路堵塞和失準現(xiàn)象。 3.3強化規(guī)章制度落實，確保保護裝置投運良好 嚴格執(zhí)行規(guī)程中有關保護裝置的管理規(guī)定，是確保保護裝置完好并及時投入的重要保障。在建廠初期，由于保護裝置管理混亂，曾經造成“鍋爐放炮、汽輪機斷油燒瓦”等惡性事故。在生產管理中應重點抓好“保護裝置定期試驗規(guī)定”通過正確的試驗保證保護裝置的完好；嚴格執(zhí)行“保護裝置投退管理規(guī)定”，保證保護裝置隨設備運行及時投入，未經審批嚴禁推出；定期進行“熱工保護定值”修訂，使定值可靠有效，這是保障保護裝置完好的三個重要環(huán)節(jié)。 4 結束語 20