1事件經過

某電廠型號N600-16.7/538/538的600Mw機組汽輪機為亞臨界、一次中間再熱、單軸四缸四排汽凝汽式汽輪機。機組配有2臺50%容量的汽動給水泵、1臺30%容量的電動給水泵。2019年7月3日,汽輪機組因汽包水位低低保護動作而停運,事件發(fā)生前機組負荷492.7Mw,給水流量1610t/h,B汽動給水泵低調閥指令為90%。

20:23:25,B小機高調閥開度指令為9%,高調閥突然開始迅速增大,同時B小機轉速開始升高,A小機轉速開始降低,機組給水流量為1624t/h,且開始升高,汽包水位為-10mm。

20:25:40,B小機高調閥開度指令為9%,高調閥開大至19%,B小機轉速增大至5860r/min,A小機轉速降低至3614r/min,機組給水流量升高至1867t/h,汽包水位為99mm。

20:26:15,B小機轉速為5980r/min,機械超速保護動作并跳閘,機組給水流量開始迅速降低,A小機轉速為3614r/min,汽包水位為92mm。

20:26:27,機組退出AGC方式運行,進入閥位手動方式。

20:26:28,4號機組電動給水泵聯(lián)鎖啟動,勺管開度由28%迅速開啟,機組給水流量降至345t/h,A小機轉速為3606r/min,汽包水位為-1mm。

20:28:30,機組負荷為516Mw,勺管開度增至78%,機組給水流量增至428t/h,A小機轉速為3882r/min,汽包水位為-456mm。

20:28:48,機組給水流量增至548t/h,鍋爐MFT主保護項"汽包水位低低"延時5s,保護正確動作。

20:28:50,聯(lián)鎖跳閘汽輪機。

2檢查情況

2.1邏輯檢查

2.1.1汽包水位低低保護

觸發(fā)條件:汽包水位低于-480mm,延時5s,汽包水位低低保護動作。

實際保護定值為-480mm,延時時間為5s,定值正確,事件發(fā)生時熱工MFT保護動作正確。

2.1.2小機高調閥和低調閥指令邏輯

在MEH中,由小機目標轉速和實際轉速進行PI閉合運算形成小機綜合閥位指令,該綜合閥位指令調整范圍為0%～200%,綜合閥位指令經過流量特性曲線分配形成小機低調閥控制指令,綜合閥位指令經過流量特性曲線分配并加上運行人員手操偏置值形成小機高調閥控制指令,如表1所示。

2.1.3汽動給水泵再循環(huán)調節(jié)閥控制邏輯

汽泵再循環(huán)調節(jié)閥投入自動模式后,調節(jié)汽泵入口流量。本次事件過程中,B汽泵再循環(huán)調節(jié)閥自動調節(jié)邏輯能夠及時正確控制。

超馳打開邏輯:當汽泵出口壓力低于-1MPa時,汽泵再循環(huán)調節(jié)閥超馳打開到100%。該超馳打開控制邏輯不合理,應設置汽泵入口給水流量低于一定值時,超馳打開到100%。2.2熱工DCS系統(tǒng)事件記錄

調取主機DCS系統(tǒng)事件記錄,4號機組鍋爐于2019-07-03T20:28:48跳閘,跳閘原因顯示為"汽包水位低低"。

2.3事件發(fā)生前B小機高調閥操作記錄

調取事件發(fā)生前B小機高調閥操作記錄、操作運行曲線。在20:05:15一20:25:40期間,運行人員緩慢手動增加B小機高調閥指令偏置值,高調閥指令由0%逐步增加到9%:20:23:25時,高調閥迅速由5.7%開大到19%。

2.4事件發(fā)生前B小機高調閥伺服閥特性曲線

事件發(fā)生前,B小機高調閥伺服閥的特性較差,閥位指令與閥位反饋偏差大,并且伺服閥線圈電壓值頻繁波動。

2.5B小機高調閥伺服閥更換后的特性曲線

B小機高調閥伺服閥更換后特性明顯提升,閥位反饋能夠很好地跟蹤閥位指令,并且伺服閥線圈電壓值比較平穩(wěn)。

3原因分析

（1）機組跳閘原因:汽包水位低低保護動作。

（2）汽包水位低低動作原因:由于B小機高調閥的伺服閥故障,操作過程中,B給水泵汽輪機高調閥反饋未響應指令,跟蹤不及時,造成B小機高調閥迅速開大,造成B小機機械超速保護動作。B小機跳閘后,電泵備用聯(lián)啟成功,運行人員手動控制A小機轉速和電泵勺管,進行汽包水位調整。該過程中手動降負荷不及時,造成汽包水位快速下降到保護跳閘值。

（3）B小機高調閥伺服閥故障原因:B給水泵汽輪機高調閥在2019年4月機組小修過程中,分別對閥桿進行更換,對伺服閥進行返廠檢修。事故發(fā)生后針對伺服閥進行了空載拉閥試驗,發(fā)現(xiàn)高調閥反饋與指令偏差大,跟蹤不及時。更換伺服閥后進行試驗對比,發(fā)現(xiàn)高調閥調節(jié)特性明顯提升。因此判斷該伺服閥返廠修復后,伺服閥線圈仍然存在故障導致運行過程中線圈電壓值頻繁波動。

4暴露的問題

(1）運行人員在事故狀態(tài)下的事故預想及應急處置能力存在不足。B給水泵汽輪機高調閥反饋未響應指令時,未及時做出事故預判,2min內連續(xù)8次增加高調門開度指令,對閥門異常情況下可能產生的事故后果預想不足:B給水泵汽輪機高調閥開度突然增加后,運行人員對兩臺小汽輪機的轉速控制不及時,B給水泵汽輪機超速跳閘后也未及時提升A給水泵汽輪機轉速,應急處置能力不足,進而造成汽包水位無法控制,機組跳閘。

(2）機組不具備自動RB功能,主要原因是目前電廠RB整體邏輯不正確,需要重新設計調試。

5結語

本次停爐的直接原因是B小機高壓進汽閥的伺服閥故障,造成B汽動給水泵跳閘。機組重要輔機故障后,機組RB自動降負荷控制邏輯不完善,RB功能不能投入。針對汽包水位低低保護動作,造成鍋爐停運,提出以下建議:

(1）加強運行人員培訓,規(guī)范運行操作管理,在操作過程中發(fā)現(xiàn)異常要及時匯報處理,待正常后再進行下一步操作。定期開展反事故演練,強化運行操作技能,尤其要提升運行人員的事故判斷能力和應急處置能力。

(2）做好汽輪機調節(jié)控制系統(tǒng)設備的檢修和維護工作。在檢修過程中,嚴格控制對重要部件修復廠家資質和業(yè)績的審核,提高伺服閥等重要部件的檢修質量。

(3）針對本次出現(xiàn)的問題,如在機組小修中對相關部件(如閥桿、伺服閥等）進行了維護,機組啟動前應進行小汽輪機調閥的拉閥試驗,嚴格按照要求進行質量驗收。

(4）完善機組RB控制邏輯并進行相關動態(tài)試驗。