傅望安，郑卫东，孙文程

（华能玉环电厂，浙江 玉环 317604）

华能玉环电厂装机容量为4×1 000 MW，循环水系统的控制方式采用扩大单元制，每台机组设置2台循环水泵（简称循泵）和2只出口蝶阀，一、二期的循环水系统均设置联络管和2只联络阀，由2台机组的操作员分别操作。如一期的2只联络阀，1号机组操作员只能操作1号联络阀，2号机组只能操作2号联络阀。循泵的设计裕量较大，即使在夏季，只要不出现极端高温的天气，单泵运行已能满足单元机组满负荷运行的要求，这种运行方式对循环水控制系统/设备的可靠性的要求非常高，即一方面要求运行循泵减少误动，另一方面又要求备用循泵的联动绝对可靠。

1 控制系统的可靠性分析

机组投产至今，循环水系统已经发生过几起不安全事件，主要典型事例有：

（1）某机组B级检修后，因循环水系统的整体调试需要，对循环水母管进行注水，期间因出口蝶阀后的排气阀冒水导致蝶阀坑满水，相邻运行机组的循泵A出口蝶阀行程开关误发全关信号 （A泵运行，B泵备用），循泵A跳闸，循泵B联启；同样，循泵B也有出口门“关”的误发信号存在，循泵B跳闸，循环水系统全停，机组因真空低保护动作而跳闸。

（2）某机组运行中循泵A跳闸，B泵联启过程中因出口蝶阀15°开关信号未曾收到 （因蝶阀坑长年较阴湿，且海边空气中盐分含量高，蝶阀行程开关存在锈蚀现象，接点未能正确闭合），B泵未能正常启动。所幸运行人员重新紧急启动A泵成功，避免一次机组非计划停运。

（3）由于出口蝶阀“开”信号失去30 min后，将导致循泵跳闸。而出口蝶阀“开”信号曾经出现时有时无现象，对循泵的安全运行形成极大威胁。

虽然循泵和出口蝶阀的设备没有问题，但是循环水控制系统与仪控就地设备的可靠性不高，这是影响循环水系统运行的主要隐患。针对此情况，可从两个方面提高循环水系统的可靠性：一是进一步优化循泵联锁逻辑，减小循泵误动或拒动的概率；二是从测量方面考虑提高出口蝶阀各行程开关的可靠性及冗余度。

循环水系统的控制逻辑较简单，循泵启停与出口蝶阀的相互联锁逻辑关系如图1、图2所示。

图1 循泵启停与出口蝶阀的逻辑关系

图2 循泵跳闸条件

从图1可以看出，当发出循泵“启”指令时，控制系统第一步是开出口蝶阀，此时循泵本身并不启动；第二步当出口蝶阀快速开到15%位置时（即此时控制系统接收到15°位置信号），循泵真正发出启动指令，循泵运行，同时出口蝶阀依旧缓慢开启至100%。如在此过程中未接收到出口蝶阀15°开关信号，那么从发出循泵启动指令开始，延时20 s后出口蝶阀将发出自动关指令，出口蝶阀关闭，循泵将不会启动，反之停泵亦然。在循泵启/停的整个过程中，出口蝶阀15°位置信号的作用非常重要，一旦其故障或因各种原因未能正确动作，将使循泵无法正常启/停，会对循泵的安全造成威胁，更会对机组的安全运行带来极大隐患，极易发生前文介绍的第二种不安全事件，即机组因此而发生非计划停运事件。

从图2看出，导致循泵跳闸的条件有3个，一是循泵本身温度保护，因每点温度保护都有较完善的温升率限制和质量坏点剔除条件，误发率非常低；二是蝶阀开反馈失去，但因有延时30 min条件，在此期间，大屏报警将会提醒运行人员及时判断与采取措施，也能有效避免循泵误跳；三是蝶阀关反馈触发，将会立即触发循泵跳闸，前文介绍的第一种不安全事件即属于此类。

2 逻辑优化与可靠性改进

通过分析循泵与出口蝶阀的相互联锁关系，发现存在的隐患主要是：

（1）蝶阀关反馈与15°位置信号的逻辑类似于传统的单点保护，应考虑通过增加冗余点或增加验证条件加以完善。

（2）阀坑内常年较潮湿，且由于地处海边，易受腐蚀，应将行程开关换成防腐蚀型。

在实地考察了蝶阀行程开关安装位置后发现在相同地点并列增加冗余点难度非常大，此方案基本不可取。因此在逻辑中增加验证条件的辅助判断相对比较现实。蝶阀关反馈验证条件为：如果该蝶阀在运行中确实发生自关事件，那么在阀关闭过程中，开反馈失去、75%行程信号触发、15%行程信号触发这3个条件至少会出现1个。考虑到联锁保护拒动的风险，将触发3个条件中的1个作为蝶阀关反馈的验证逻辑。具体改进逻辑见图3。

图3 出口蝶阀全关反馈验证条件增加

对于出口蝶阀15%反馈，虽然同一地点不能安装2个开关，但是否能在相邻位置再安装1个开关（即串联安装）呢？循泵启动时，出口蝶阀的开度对循泵本身的振动大小至关重要。为降低循泵启动时的振动值，对启动循泵时碟阀的最佳位置作了大量的试验。通过研究循泵调试阶段的资料、曲线，发现蝶阀在开到13%～20%位置范围内启动循泵，循泵振动值相差不大，对循泵本身的安全应该无影响。于是在出口蝶阀14%位置与18%位置处串联安装了2个行程开关，相互冗余，在逻辑上均作为出口蝶阀15%反馈，具体见图4。

图4 增加出口蝶阀15%反馈后逻辑

除了逻辑优化外，热工设备的可靠性对于安全运行也至关重要。为此，对设备作了如下改进：

（1）更换出口蝶阀的行程开关，选用了一款带延伸电缆的全密闭防腐蚀、防浸水行程开关。根据实际操作试验，将行程开关浸入海水中，1 h后没有误发信号且动作均正常，说明这款全密闭行程开关质量可靠，可大幅提高出口蝶阀动作的准确性与可靠性。

（2）在一、二期2个阀坑里分别安装2个压电式液位计，将液位计信号引入DCS系统，一旦水位上涨到某一高度，将以大屏报警形式提醒运行人员采取相应措施，从而有效提高循环水系统运行的可靠性。

3 结语

玉环电厂单台机组容量较大，机组运行的可靠与否对电网的安全影响较大，同时机组启停一次的耗资也相应较多，因此电厂在避免和控制“非停”方面均投入了大量的人力、物力、财力，以期获得好的结果，尤其要避免辅机故障引发的主机不安全事件。机组投产后，曾几次因循环水系统的问题而导致机组降负荷或非计划停运。改进循环水控制逻辑及就地设备后，有效提高了循环水系统运行的可靠性，机组再未因此发生不安全事件。希望这些改进措施能对其它电厂有一定的借鉴作用。

[1]DL/T 774-2004火力发电厂热工自动化系统检修运行维护规程[S].北京：中国电力出版社，2004.