1事件經(jīng)過

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

20:23:25,B小機(jī)高調(diào)閥開度指令為9%,高調(diào)閥突然開始迅速增大,同時(shí)B小機(jī)轉(zhuǎn)速開始升高,A小機(jī)轉(zhuǎn)速開始降低,機(jī)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(jī)高調(diào)閥開度指令為9%,高調(diào)閥開大至19%,B小機(jī)轉(zhuǎn)速增大至5860r/min,A小機(jī)轉(zhuǎn)速降低至3614r/min,機(jī)組給水流量升高至1867t/h,汽包水位為99mm。

20:26:15,B小機(jī)轉(zhuǎn)速為5980r/min,機(jī)械超速保護(hù)動(dòng)作并跳閘,機(jī)組給水流量開始迅速降低,A小機(jī)轉(zhuǎn)速為3614r/min,汽包水位為92mm。

20:26:27,機(jī)組退出AGC方式運(yùn)行,進(jìn)入閥位手動(dòng)方式。

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

20:28:30,機(jī)組負(fù)荷為516Mw,勺管開度增至78%,機(jī)組給水流量增至428t/h,A小機(jī)轉(zhuǎn)速為3882r/min,汽包水位為-456mm。

20:28:48,機(jī)組給水流量增至548t/h,鍋爐MFT主保護(hù)項(xiàng)"汽包水位低低"延時(shí)5s,保護(hù)正確動(dòng)作。

20:28:50,聯(lián)鎖跳閘汽輪機(jī)。

2檢查情況

2.1邏輯檢查

2.1.1汽包水位低低保護(hù)

觸發(fā)條件:汽包水位低于-480mm,延時(shí)5s,汽包水位低低保護(hù)動(dòng)作。

實(shí)際保護(hù)定值為-480mm,延時(shí)時(shí)間為5s,定值正確,事件發(fā)生時(shí)熱工MFT保護(hù)動(dòng)作正確。

2.1.2小機(jī)高調(diào)閥和低調(diào)閥指令邏輯

在MEH中,由小機(jī)目標(biāo)轉(zhuǎn)速和實(shí)際轉(zhuǎn)速進(jìn)行PI閉合運(yùn)算形成小機(jī)綜合閥位指令,該綜合閥位指令調(diào)整范圍為0%～200%,綜合閥位指令經(jīng)過流量特性曲線分配形成小機(jī)低調(diào)閥控制指令,綜合閥位指令經(jīng)過流量特性曲線分配并加上運(yùn)行人員手操偏置值形成小機(jī)高調(diào)閥控制指令,如表1所示。

2.1.3汽動(dòng)給水泵再循環(huán)調(diào)節(jié)閥控制邏輯

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

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

調(diào)取主機(jī)DCS系統(tǒng)事件記錄,4號機(jī)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(jī)高調(diào)閥操作記錄

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

2.4事件發(fā)生前B小機(jī)高調(diào)閥伺服閥特性曲線

事件發(fā)生前,B小機(jī)高調(diào)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(dòng)。

2.5B小機(jī)高調(diào)閥伺服閥更換后的特性曲線

B小機(jī)高調(diào)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(jī)組跳閘原因:汽包水位低低保護(hù)動(dòng)作。

（2）汽包水位低低動(dòng)作原因:由于B小機(jī)高調(diào)閥的伺服閥故障,操作過程中,B給水泵汽輪機(jī)高調(diào)閥反饋未響應(yīng)指令,跟蹤不及時(shí),造成B小機(jī)高調(diào)閥迅速開大,造成B小機(jī)機(jī)械超速保護(hù)動(dòng)作。B小機(jī)跳閘后,電泵備用聯(lián)啟成功,運(yùn)行人員手動(dòng)控制A小機(jī)轉(zhuǎn)速和電泵勺管,進(jìn)行汽包水位調(diào)整。該過程中手動(dòng)降負(fù)荷不及時(shí),造成汽包水位快速下降到保護(hù)跳閘值。

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

4暴露的問題

(1）運(yùn)行人員在事故狀態(tài)下的事故預(yù)想及應(yīng)急處置能力存在不足。B給水泵汽輪機(jī)高調(diào)閥反饋未響應(yīng)指令時(shí),未及時(shí)做出事故預(yù)判,2min內(nèi)連續(xù)8次增加高調(diào)門開度指令,對閥門異常情況下可能產(chǎn)生的事故后果預(yù)想不足:B給水泵汽輪機(jī)高調(diào)閥開度突然增加后,運(yùn)行人員對兩臺小汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速控制不及時(shí),B給水泵汽輪機(jī)超速跳閘后也未及時(shí)提升A給水泵汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速,應(yīng)急處置能力不足,進(jìn)而造成汽包水位無法控制,機(jī)組跳閘。

(2）機(jī)組不具備自動(dòng)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(shè)計(jì)調(diào)試。

5結(jié)語

本次停爐的直接原因是B小機(jī)高壓進(jìn)汽閥的伺服閥故障,造成B汽動(dòng)給水泵跳閘。機(jī)組重要輔機(jī)故障后,機(jī)組RB自動(dòng)降負(fù)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(hù)動(dòng)作,造成鍋爐停運(yùn),提出以下建議:

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

(2）做好汽輪機(jī)調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)設(shè)備的檢修和維護(hù)工作。在檢修過程中,嚴(yán)格控制對重要部件修復(fù)廠家資質(zhì)和業(yè)績的審核,提高伺服閥等重要部件的檢修質(zhì)量。

(3）針對本次出現(xiàn)的問題,如在機(jī)組小修中對相關(guān)部件(如閥桿、伺服閥等）進(jìn)行了維護(hù),機(jī)組啟動(dòng)前應(yīng)進(jìn)行小汽輪機(jī)調(diào)閥的拉閥試驗(yàn),嚴(yán)格按照要求進(jìn)行質(zhì)量驗(yàn)收。

(4）完善機(jī)組RB控制邏輯并進(jìn)行相關(guān)動(dòng)態(tài)試驗(yàn)。