大型火電廠熱控安全評價規(guī)范的修訂與實踐

大型火電廠熱控安全評價規(guī)范的修訂與實踐

作為一種先進、科學(xué)的安全管理方法，安全評估工作在中國的許多行業(yè)都得到了逐步實施。作者3年多來參加華能國際電力股份有限公司安全性評價專家組，先后對華能系統(tǒng)近20家火電廠的熱控專業(yè)進行了安全性評價的初查及復(fù)查工作,在對各電廠的查評工作中，深深感到雖各電廠由于設(shè)備差異存在的安全隱患不同，但就總體而言，管理規(guī)范、嚴(yán)格的電廠安全隱患少、風(fēng)險度低，管理較差的電廠則問題多且嚴(yán)重。因此，如何提高電廠的管理水平是各電廠降低風(fēng)險度的關(guān)鍵。1熱控安全評價由于華能系統(tǒng)所屬電廠絕大部分為進口大容量機組，全部采用分散控制系統(tǒng)（DCS）控制，自動化程度高。因此在華北電力集團公司安全監(jiān)察部編著的《火力發(fā)電廠安全性評價》標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上對熱控安全性評價標(biāo)準(zhǔn)進行了修編，重點增加了DCS及模擬量控制系統(tǒng)內(nèi)容，并對查評標(biāo)準(zhǔn)進行了細(xì)化使其更具操作性，形成了華能國際電力股份有限公司熱控專業(yè)安全評價規(guī)范，通過近3年來的查評實踐，發(fā)現(xiàn)這對華能系統(tǒng)電廠熱控專業(yè)進行全面客觀的安全性評價起到了至關(guān)重要的作用。在3年多的查評工作中，發(fā)現(xiàn)盡管所查各廠機組設(shè)備及控制系統(tǒng)存在差異，但很多問題卻具有共性。這些問題既有設(shè)備、技術(shù)上的也有管理上的。表1是對12家重點電廠查評的平均得分統(tǒng)計。2評估與評估從查評的統(tǒng)計情況看，華能系統(tǒng)電廠熱控專業(yè)存在安全隱患較多的依次是：控制系統(tǒng)外部環(huán)境、熱工保護、模擬量控制系統(tǒng)、熱控技術(shù)管理。2.1控制系統(tǒng)存在問題評價的控制系統(tǒng)外部環(huán)境主要是3個方面：一是控制室及電子設(shè)備間的環(huán)境；二是控制系統(tǒng)供電電源及接地；三是儀表控制氣源的質(zhì)量。這3個方面對電廠熱控設(shè)備的安全運行都至關(guān)重要。查評中發(fā)現(xiàn)主要有如下安全隱患：(1）絕大部分電廠沒有對電子設(shè)備間的濕度及粉塵進行監(jiān)控，導(dǎo)致控制卡件故障，影響機組正常運行甚至跳閘。(2）違反規(guī)定，機組運行中在控制室和電子設(shè)備間使用移動電話或?qū)χv機，對機組的正常運行造成干擾。(3)DCS的供電系統(tǒng)存在諸多隱患：一是沒有獨立的UPS（不間斷電源）供電系統(tǒng)而是與其它設(shè)備共用，一旦因其它設(shè)備原因?qū)е耈PS故障勢必危及DCS的安全；二是DCS計算機柜供電未采取完全的冗余方式；三是UPS電源供電指標(biāo)未進行過試驗，僅有廠家提供的數(shù)據(jù)，實際情況不清楚；四是熱工電源開關(guān)柜無配置圖，電源開關(guān)無標(biāo)識或標(biāo)識不規(guī)范，易引起熱工人員停送電時的誤操作。(4）因控制系統(tǒng)接地故障造成的設(shè)備不明原因跳閘較多。主要存在以下問題：一是控制柜的接地未按規(guī)定要求進行定期檢查，如某廠有一段時間總是原因不明地出現(xiàn)設(shè)備跳閘，后在大修時檢查DCS的接地網(wǎng)發(fā)現(xiàn)銅排被人偷去一段，使整個接地網(wǎng)受到破壞；二是熱控設(shè)備接地不規(guī)范，有的信號線兩端接地或兩端懸空，導(dǎo)致不明原因的干擾信號發(fā)生。(5）控制氣源質(zhì)量好壞直接影響電廠氣動執(zhí)行機構(gòu)的可靠性與安全性，有的電廠并未給予足夠重視，主要表現(xiàn)在如下方面：一是在氣源儲氣罐和管路低凹處未安裝自動疏水器，而又不按規(guī)定定期排水導(dǎo)致儀用氣帶水，在冬季引起取樣管凍結(jié)導(dǎo)致事故；二是儀控氣源母管、分支管部分未采用不銹鋼管，由于年久管內(nèi)結(jié)垢，發(fā)生氣動執(zhí)行器噴嘴堵塞引起事故；三是有的電廠儀控氣源與雜用氣源混用，而對用氣管理又不嚴(yán)，導(dǎo)致事故。2.2保護系統(tǒng)不完善熱工保護是電廠安全的保證，但在安全性評價過程中發(fā)現(xiàn)保護系統(tǒng)存在問題仍較多,既有設(shè)計、設(shè)備、安裝方面的問題，也有管理、維護等方面的問題。主要突出表現(xiàn)在：(1）保護退投制度執(zhí)行不嚴(yán)：有的電廠保護退出與投用不辦理專用保護退投單；有的電廠雖填寫了保護投退單也僅是流于形式，其中要填寫的內(nèi)容如申請投退理由，退出方法、步驟、名稱、執(zhí)行人、監(jiān)護人、批準(zhǔn)人等殘缺不全。因而不可避免地發(fā)生了一些人為事故。(2）保護設(shè)計不完善：盡管華能大部分電廠保護系統(tǒng)的設(shè)計都高于一般國產(chǎn)機組，但仍有一些電廠達(dá)不到部頒要求，存在安全隱患。如有的電廠未設(shè)計滅火保護，水位高保護，爐膛壓力高、低保護；有的電廠汽輪機振動保護在汽輪機達(dá)到額定轉(zhuǎn)速（3000r/min）后退出；有的電廠爐膛火焰監(jiān)測裝置則因設(shè)計的原因不能全程投用,在低負(fù)荷時基本沒有滅火保護。(3）因保護誤動不查明原因即退出或取消保護：保護誤動的原因是多方面的，有保護設(shè)計本身的問題、定值的問題和主設(shè)備的問題，有些保護的必要性也值得研究。但不認(rèn)真分析即大量退出保護的后果是很嚴(yán)重的。如有一電廠因保護動作退出的保護就達(dá)80項；有一電廠同樣因保護動作取消的保護達(dá)34項。這些電廠雖避免了一時的設(shè)備跳閘，但潛在危險令人擔(dān)憂。(4）保護試驗不按規(guī)定定期進行或進行了試驗但不完整：其一未按規(guī)定對保護系統(tǒng)定期校驗，保護定值與實際相差過大。如某電廠1號機排汽溫度低保護定值為137℃，抽查2點試驗發(fā)現(xiàn)動作值分別只有131℃、133℃，保護的可靠性可想而知；其二由于各種原因如時間緊、人員少、設(shè)備不全等在保護聯(lián)鎖試驗中未能全部完成試驗項目，由此導(dǎo)致一些保護的誤動和拒動。(5）人為因素引起的機組跳閘還時有發(fā)生，主要表現(xiàn)在現(xiàn)場誤碰保護設(shè)備、修改邏輯時粗心或設(shè)備搶修時張冠李戴等。總計達(dá)七八次之多。2.3ds設(shè)備老化，導(dǎo)致誤動，隱患眾多(1）自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)投入率及性能不理想。自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)是電廠自動化水平的標(biāo)志。在所查評的電廠中絕大部分電廠協(xié)調(diào)系統(tǒng)投用正常，AGC功能達(dá)到電網(wǎng)要求。但還有少部分電廠自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)投用不理想，主要表現(xiàn)在以下方面：一是再熱汽溫調(diào)節(jié)性能不好（偏差大）；二是主調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)品質(zhì)不理想，負(fù)荷跟隨速率慢；三是高低壓旁路系統(tǒng)自動在機組正常運行中未投；四是機組給水調(diào)節(jié)品質(zhì)不好，抗干擾能力差；五是汽包水位調(diào)節(jié)系統(tǒng)的外擾控制能力差，影響機組的事故處理能力。如某廠3A風(fēng)機跳閘后，磨煤機組跳閘引起主蒸汽壓力大幅度下降，給水流量大幅度增加，水位快速上升，鍋爐主燃料跳閘（MFT）動作，充分反映了給水調(diào)節(jié)系統(tǒng)的外擾控制能力不強。(2)DCS故障時有發(fā)生。DCS故障表現(xiàn)突出的主要是一些運行了10年以上的電廠，從查評情況看，這些電廠的DCS設(shè)備已開始步入老化期，主要故障表現(xiàn)在：一是模件故障引起輔機跳閘和保護誤動；二是操作員站死機及黑屏現(xiàn)象頻繁。(3）汽包水位測量數(shù)據(jù)不一致。檢查發(fā)現(xiàn)大多數(shù)電廠汽包水位CRT、電接點水位計、就地牛眼水位計三者顯示相差30～80mm,個別電廠甚至超過了100mm。由此引起的MFT時有發(fā)生，如某電廠3號爐汽包電接點水位計僅2000年1月就因偏差大引起2次MFT；有1次電接點水位計顯示大于250mm，鍋爐MFT時，CRT上僅為126mm，相差達(dá)124mm之多。同時汽包水位指示與電接點水位計指示間的偏差較大，給運行操作帶來一定困難。如某廠2000年，3號機組因水位控制的問題多次發(fā)生MFT，其中有1天就發(fā)生了3次MFT。(4）部分電廠鍋爐火焰檢測裝置（火檢裝置）不可靠。此問題主要出現(xiàn)在鍋爐低負(fù)荷或變負(fù)荷工況下。有的電廠鍋爐煤、油燃燒器沒有各自分開的火檢裝置，火檢裝置公用（通過軟件邏輯區(qū)分），經(jīng)常發(fā)生誤信號。如某電廠3、4號機組火檢裝置在安全性評價期內(nèi)多次導(dǎo)致磨煤機跳閘；油火焰檢測器在投煤后不能檢測油火焰，安全性評價期內(nèi)曾導(dǎo)致過油槍燒壞。鑒于火檢裝置經(jīng)常誤動，有的電廠就將火檢裝置的聯(lián)鎖保護功能取消僅作指示用，帶來嚴(yán)重的安全隱患。(5）部分電廠未進行輔機故障減負(fù)荷（RB）試驗，降低了機組的事故處理能力。在查評中發(fā)現(xiàn)有部分電廠由于設(shè)備或認(rèn)識上的原因沒有對機組進行RB試驗，發(fā)生了許多輔機故障引起而本不該引起的機組跳閘事故。如某廠2000年的1號機組1號送風(fēng)機跳閘、2號機組1號送風(fēng)機失速、4號機組1號一次風(fēng)機跳閘等引起的機組跳閘事故均是由于沒有成功進行RB引起的后果。(6）現(xiàn)場設(shè)備存在的主要隱患。一是現(xiàn)場執(zhí)行機構(gòu)的誤動，如某廠安全性評價期內(nèi)曾多次發(fā)生因凝結(jié)水精處理入口電動門全關(guān)、循環(huán)水泵出口門關(guān)反饋信號故障等引起的跳機事故；又如某廠4號機凝結(jié)水精處理入口電動門全開反饋信號故障導(dǎo)致的汽輪機跳閘等；二是調(diào)節(jié)閥位置檢測裝置（LVDT）的故障，如某廠運行中的4B給水泵跳閘造成水位變化，聯(lián)跳4A泵，跳閘原因為LVDT壞；3A給水泵調(diào)門擺動EH油壓降低，影響負(fù)荷，查原因為LVDT壞；三是儀表測量管道安裝不規(guī)范存在安全隱患，如某電廠1999年磨煤機因儀控信號儀表管松脫跳閘多次，灰漿泵、密封水泵1A出口的儀用氣管斷引起灰漿泵密封水泵跳閘，且此類事故在多個電廠發(fā)生；四是設(shè)備標(biāo)志牌不全不清楚，引起人為事故，查評中發(fā)現(xiàn)多個電廠因運行人員誤操作設(shè)備或檢修人員弄錯設(shè)備發(fā)生的事故。2.4運行管理方面，各部門對自動控制系統(tǒng)按功能(1）檢修臺賬內(nèi)容不全、不規(guī)范，不能起到應(yīng)有的技術(shù)管理作用。主要表現(xiàn)在臺帳中無實際內(nèi)容，對設(shè)備進行了維護、檢修、更改而大部分電廠在設(shè)備臺帳上均沒有反映，實際上只是設(shè)備清冊。未能將日常維護情況直接記錄到臺賬中，形成設(shè)備的故障歷史記錄，為檢修提供依據(jù)。（2）校驗報告存在較多問題。如有的報告沒有標(biāo)準(zhǔn)儀器的名稱、精度等級；有的存在涂改及沒有審核人簽名等；有的甚至沒有校驗結(jié)果。（3）有的電廠組態(tài)圖管理欠規(guī)范，對其修改直接在圖紙上進行手動修改，計算機中實際執(zhí)行的組態(tài)與現(xiàn)用圖紙是否相符很難查對，在安全上留下了隱患。（4）模擬量控制系統(tǒng)整定試驗報告與參數(shù)設(shè)置記錄不全。有的電廠根本沒有制訂模擬量試驗制度,擾動試驗從未做過；有的電廠雖做了試驗但沒有模擬量控制系統(tǒng)整定試驗與參數(shù)設(shè)置記錄，因此對自動控制系統(tǒng)的性能及投入率沒有保證。（5）熱控運行設(shè)備的巡檢制度執(zhí)行不嚴(yán)，巡檢記錄不詳細(xì)。由于巡檢不到位引起的事故時有發(fā)生，如某電廠發(fā)生的因總風(fēng)量取樣管接頭由于振動慢慢松脫引起的“總風(fēng)量低”導(dǎo)致的機組跳閘即為典型事例。（6）針對采用DCS的大容量機組熱控的有些工作使用熱力機械工作票在安全上存在漏洞，近年華能公司在總結(jié)了各個電廠熱控事故經(jīng)驗教訓(xùn)后提出熱控工作票制度，對減少熱工人為事故起到了很好的作用。但檢查中發(fā)現(xiàn)有的電廠并沒有執(zhí)行。（7）計算機軟件管理存在漏洞。有的電廠無專人集中管理，而是分散在各相關(guān)部門；有的電廠未按規(guī)定時間進行備份保存；有的電廠存貯條件達(dá)不到相關(guān)要求，一旦在用系統(tǒng)發(fā)生崩潰，可能因軟件問題得不到及時恢復(fù)。3完善熱控技術(shù)管理，強化技術(shù)保障(1）加強現(xiàn)場設(shè)備的檢修管理。目前新建電廠普遍人員少、設(shè)備多，應(yīng)充分利用計算機技術(shù)進行設(shè)備管理，將校驗報告、設(shè)備缺陷、檢修歷史記錄、維護記錄有機的綜合起來形成設(shè)備的狀態(tài)分析報告，真正掌握設(shè)備特性，逐步向狀態(tài)檢修過渡，即科學(xué)合理地進行檢修項目的制定和工藝質(zhì)量的控制，真正做到應(yīng)修必修、修必修好。防止檢修項目的盲目性和工藝過程的自由化，防止檢修“走過場”。(2）進一步強化DCS導(dǎo)則的執(zhí)行力度。許多問題表明在DCS導(dǎo)則的執(zhí)行中存在問題，特別是未將導(dǎo)則的各種規(guī)定真正落實到檢修與維護中。建議對以下幾方面工作進行有效的實施：一是熱控工作票和保護投退制度。要明確格式，統(tǒng)一規(guī)格，并在此基礎(chǔ)上建立典型的工作票與保護退投單，使熱控工作更加完善。二是DCS檢修工藝與規(guī)程。按導(dǎo)則要求修訂DCS檢修工藝與規(guī)程，并組織交流討論，對防止DCS故障，提高DCS應(yīng)用水平具有重要意義。三是DCS軟件備份與圖紙的管理。應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行軟件備份與存放要求，確保圖紙與實際DCS組態(tài)一致。(3）加強熱控專業(yè)計算機的應(yīng)用，提高管理水平。應(yīng)根據(jù)熱控特點在計算機管理上完成一些短、平、快的專業(yè)化計算機管理項目，如熱控設(shè)備臺賬、保護試驗、保護退投單、校驗報告等，這對技術(shù)管理的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化具有重要現(xiàn)實意義。(4）加強熱控技術(shù)管理?，F(xiàn)代化電廠保證安全最重要的手段是確保熱控保護、電氣保護及各類自動裝置的可靠，而這些設(shè)備的維護、檢修、技術(shù)管理等要求人員素質(zhì)及平均技術(shù)水平較高，因此熱控技術(shù)管理應(yīng)做好以下幾方面工作：一是保持熱控人員的相對穩(wěn)定，防止技術(shù)流失，分配上適當(dāng)提高熱控人員的待遇；二是在技術(shù)管理中應(yīng)積極推進計算機數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用，如保護、設(shè)備臺賬、儀表校驗、周期檢定等數(shù)據(jù)庫，為數(shù)據(jù)共享奠定基礎(chǔ)；三是加強熱工監(jiān)督工作。由于電力體制改革，技術(shù)監(jiān)督工作行政監(jiān)管有所減弱，特別是市場化后各電廠的技術(shù)監(jiān)督工作應(yīng)從過去的上級監(jiān)管及時轉(zhuǎn)變?yōu)槠髽I(yè)的自覺行為，在企業(yè)內(nèi)部進行強化。(5）加強熱控人員的培訓(xùn)。加強對熱控人員的培訓(xùn)是提高熱控整體技術(shù)水平的重要途徑。查評中發(fā)現(xiàn)一些電廠利用舊設(shè)備建立了一些最小試驗系統(tǒng)，對人員培訓(xùn)起到了事半功倍的效果。同時對進一步提高對DCS的認(rèn)