1事件經(jīng)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(fù)荷492.7Mw,給水流量1610t/h,B汽動給水泵低調(diào)閥指令為90%。
20:23:25,B小機高調(diào)閥開度指令為9%,高調(diào)閥突然開始迅速增大,同時B小機轉(zhuǎn)速開始升高,A小機轉(zhuǎn)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(diào)閥開度指令為9%,高調(diào)閥開大至19%,B小機轉(zhuǎn)速增大至5860r/min,A小機轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)速為3606r/min,汽包水位為-1mm。
20:28:30,機組負(fù)荷為516Mw,勺管開度增至78%,機組給水流量增至428t/h,A小機轉(zhuǎn)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(diào)閥和低調(diào)閥指令邏輯
在MEH中,由小機目標(biāo)轉(zhuǎn)速和實際轉(zhuǎn)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(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行人員手操偏置值形成小機高調(diào)閥控制指令,如表1所示。
2.1.3汽動給水泵再循環(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)閥自動調(diào)節(jié)邏輯能夠及時正確控制。
超馳打開邏輯:當(dāng)汽泵出口壓力低于-1MPa時,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,超馳打開到100%。2.2熱工DCS系統(tǒng)事件記錄
調(diào)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(diào)閥操作記錄
調(diào)取事件發(fā)生前B小機高調(diào)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(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,高調(diào)閥迅速由5.7%開大到19%。
2.4事件發(fā)生前B小機高調(diào)閥伺服閥特性曲線
事件發(fā)生前,B小機高調(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。
2.5B小機高調(diào)閥伺服閥更換后的特性曲線
B小機高調(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(diào)閥的伺服閥故障,操作過程中,B給水泵汽輪機高調(diào)閥反饋未響應(yīng)指令,跟蹤不及時,造成B小機高調(diào)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(zhuǎn)速和電泵勺管,進行汽包水位調(diào)整。該過程中手動降負(fù)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(diào)閥伺服閥故障原因:B給水泵汽輪機高調(diào)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(diào)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(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(yù)想及應(yīng)急處置能力存在不足。B給水泵汽輪機高調(diào)閥反饋未響應(yīng)指令時,未及時做出事故預(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給水泵汽輪機高調(diào)閥開度突然增加后,運行人員對兩臺小汽輪機的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)速,應(yīng)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(shè)計調(diào)試。
5結(jié)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(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動作,造成鍋爐停運,提出以下建議:
(1）加強運行人員培訓(xùn),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(yīng)急處置能力。
(2）做好汽輪機調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)設(shè)備的檢修和維護工作。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,如在機組小修中對相關(guān)部件(如閥桿、伺服閥等）進行了維護,機組啟動前應(yīng)進行小汽輪機調(diào)閥的拉閥試驗,嚴(yán)格按照要求進行質(zhì)量驗收。
(4）完善機組RB控制邏輯并進行相關(guān)動態(tài)試驗。
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