提高热控系统故障应急处理能力的研究

2013-10-08章卫军丁俊宏叶国满郑君初

浙江电力 2013年5期

章卫军，丁俊宏，叶国满，林成，郑君初

（1.浙能乐清发电有限责任公司，浙江乐清 325609；2.浙江省电力公司电力科学研究院，杭州 310014）

在发电厂中热控系统发生相同的故障，有的机组转危为安，有的则导致机组跳闸甚至发生锅炉爆炸事故，这其中的关键涉及热工与运行人员在热控系统故障时的应急处理能力，包括对热控系统控制对象的了解和故障处理技术的掌握。

为确保机组运行过程中发生热控系统故障时，运行和维护人员能够迅速、准确地处理故障，最大限度地降低故障造成的影响，在提高热控系统可靠性的研究中，通过收集、总结故障时的应急处理经验与教训，并在深入研究热控系统故障时的应急处理方法基础上，分别编制了ABB和T3000《分散控制系统典型故障应急处理预案》。

1 应急处理预案的编制

热控系统故障处理时导致故障扩大的原因，很多是因为故障应急处理的准备工作不充分，因此要提高热控系统故障时的应急处理能力，首先应在做好故障源辨识的基础上，做好应急处理预案的编制与验证工作。

1.1 故障源辨识

以热控系统设备的危险预测、预防为基础，辨识可能发生的重大设备故障源，根据其可能造成的后果分级为热控系统一、二、三级故障，进而制定相应的应急处理方案，是提高应急处理能力的手段，故障源辨识研究结果见表1。

1.2 预案编制

热控系统故障应急处理预案的编制，应在调研、收集、分析总结故障处理经验的基础上，以热控设备的危险预测、预防为基础，以保障人身安全、电网安全、设备可控、不污染环境为目标。

如DCS（分散控制系统）根据表1设备典型故障源及机组实际配置进行预案编制，内容应包括制定故障应急启动流程和各类故障的诊断与处理流程、典型故障快速查找表、处理操作卡和对应故障的现场故障处置方案。编制的各故障现场应急处理预案中，均应包括故障现象、原因、后果、处理等内容，并附加故障相关的关联信号列表和控制器主要控制对象，防止故障处理过程中因关联信号考虑不周、强制的关联点不全而出现漏洞，导致故障影响范围扩大。

为保证热控系统典型故障应急处理预案的可操作性和正确性，编制工作应由热控、运行、机务专业人员联合进行。

1.3 预案验证

编制完成的所有热控系统故障应急处理预案，均应利用机组检修机会，进行规范、全面的验证，以便预案指出性明确，直接用于指导故障快速查找定位，提高应急处理的正确性及可操作性，缩短故障分析查找和处理时间，减少人为失误，防止处置时关联操作不到位而导致处置失败。

2 故障应急处理基本要求

2.1 一级故障应急处理基本要求

一级故障应急处理基本要求是确保机组停运和机组跳闸后恢复过程中的人身、设备安全。对已触发停炉、停机的一级故障处理，应注重于机组跳闸后的恢复，对尚未触发重要设备停运的一级故障，若确定故障在规定时间内无法排除，应立即启动预案进行停炉停机处理。

2.2 二级故障应急处理基本要求

二级故障是故障应急处理中的重点，要确保机组不跳闸或故障不扩大，在加强运行监控的情况下，按相应的预案准确地进行故障处理。其基本导则是：

（1）对失去冗余类的二级故障，在处理故障中应做好随时升级为一级故障的各项准备。

（2）对A类热控系统任一对控制器全部故障、重要I/O模件故障等二级故障，须对所涉及的重要参数加强监控，若重要参数超过保护定值或无法通过后备手段监视时，则故障升级为一级故障，应立即按停炉、停机处理。

（3）对重要系统部分操作员站失去监控画面等二级故障，应利用应急监视手段和后备监视手段加强监控，若重要参数超过保护定值或失去监控则故障升级为一级故障，应立即按停炉、停机预案处理。

3 一级故障应急处置导则

3.1 DCS系统电源全部失去

按照紧急停机事故预案进行设备的检查和停运处理，重点防止失电后恢复来电时，油、粉、汽系统不安全状况的发生，并将所有热控系统电源开关置位于安全位置，以确保系统与设备安全。

3.2 A类热控系统冗余电源均失去

对于FSSS，DEH，ETS等关键性保护类系统故障，按照DCS系统电源全部失去的情况进行处理。

表1 DCS设备典型故障源列表

对于MCS系统，如DAS（数据采集系统）的负压、主汽压、主汽温和汽包水位或主给水流量等重要参数在正常范围时，则可安排就地手操方式进行调节运行，并通知和确认调度的AGC（自动发电控制）指令不变；确认所属调节装置处于安全位置后，热控人员进行故障排除和电源恢复工作；无法恢复正常或DAS系统关键性参数不可观察时，通知值长按照紧急停机事故预案操作。

对于SCS，MEH和脱硫等系统冗余电源失去时，切除AGC自动，运行人员将所属主要辅机置于就地位置运行，并安排操作就地停止按钮的人员；确认机组主、辅机保护和RB（快速减负荷）功能等均正常投入后，热控人员进行故障排除和电源恢复工作。

3.3 A类热控系统网络全部瘫痪

在规定时间（1 min）内，网络故障无法恢复且无后备监视手段时，运行人员应在操作盘上手动按下锅炉MFT（主燃料失去）、汽轮机和发电机跳闸按钮，并按照紧急停机事故预案操作。

有后备监视手段时，如参数显示无明显变化，热控人员应迅速检查网络设备状态，排除故障。

3.4 A类热控系统操作员站全部失去监控

有后备监视手段且工程师站和控制器运行及通信正常时，则利用应急操作站进行操作，并保持机组稳定，减少不必要的操作，热控人员应迅速进行故障排除。

3.5 主保护控制器均故障（包括电源失去）

如机组已经跳闸停机，按照紧急停机事故预案进行处理，运行和维护人员应注重跳闸后的故障处理和系统恢复过程中的安全。

如机组还在运行，运行人员稳定负荷，维持机组参数稳定，同时密切关注锅炉主保护相关的各项参数，如有参数超限应按运行规程处理，切除AGC自动、切除锅炉主站自动，打闸按钮保护罩处于打开位置，安排专人准备打闸，迅速检查控制器状态，进行故障排除，并应防止控制器初始化时信号误发。

3.6 DEH基本控制器故障（包括电源失去）

若机组已经跳闸停机，按照紧急停机事故预案进行处理。运行和维护人员进行跳闸后的故障处理和系统恢复工作。

若汽轮机没有跳闸，运行人员在操作盘上手动按下锅炉MFT、汽轮机跳闸、发电机跳闸按钮后，并按照紧急停机事故预案操作。

3.7 A类热控系统的1对冗余控制器均故障

判断重要控制系统控制器失去冗余后，机组仍可正常运行，确认该控制器的控制范围，运行人员减少对该控制器内设备不必要的操作，同时加强对故障控制器系统的监控。热控人员迅速检查故障控制器，进行故障排除，做好防误操作措施，并在恢复过程中控制器初始化时，防止信号误发导致就地机构误动。

在进行上述故障处理时，应防止误操作、预防事故扩大化，同时通知值长按照紧急停机事故预案做好相关准备措施。当无法恢复故障设备正常时，通知值长按照紧急停机事故预案操作。

在此次停工吹扫期间，严格把关。在流程较长和换热器较多的管线吹扫过程中，先从后端换热器给汽贯通赶油，可确保快速贯通和赶油，再依次从后往前赶油贯通，直至整个流程贯通，在吹扫过程中快速贯通是关键，一方面可有效保证管线大量油赶至塔内，主路畅通，另一方面可确保蒸汽和主线温度，防止产生大量冷凝水。贯通赶油完毕后，关死或关小后端给汽点蒸汽，再从前往后给汽憋压吹扫。在憋压吹扫期间，逐台换热器进行憋压吹扫。每台换热器憋压至少三次，直至出口放空蒸汽无油渍，换热器吹扫干净后，出口重污油过汽，换热器跨线过汽5 min，吹扫线路上每个放空均要确保畅通和见汽。