鍋爐總風量低造成MFT滅火事故及防范措施分析

劉丹 彭中峰

摘 ?要：文章針對鍋爐總風量低造成MFT滅火事故進行原因分析，查找出問題所在，并對暴露出的問題制定了相應的防范措施，以保證公司機組安全、可靠、穩(wěn)定運行。

關(guān)鍵詞：總風量;MFT;分析;防范措施

中圖分類號：TK223.6 ? 文獻標識碼：A ? ? ?文章編號：1006-8937（2016）26-0053-02

1 ?概 ?述

發(fā)生事故的#3機組，鍋爐為武漢鍋爐廠生產(chǎn)制造的亞臨界、一次中間再熱、自然循環(huán)汽包爐，型號為WGZ1004/18.4-2型。鍋爐采用：單爐膛、平衡通風、雙調(diào)風軸向旋流燃燒器，前、后墻布置，冷一次風正壓直吹式制粉系統(tǒng)，刮板式撈渣機連續(xù)固態(tài)排渣，全鋼構(gòu)架懸吊結(jié)構(gòu)。汽輪機系北京重型電機廠引進法國阿爾斯通技術(shù)生產(chǎn)的N330-17.15/540/540型亞臨界一次中間再熱、單軸、三缸雙排汽、凝汽式汽輪機;發(fā)電機為北京重型電機廠引進法國阿爾斯通技術(shù)生產(chǎn)的T255-460型汽輪發(fā)電機組， 2003年12月06日168試運結(jié)束正式投入運行。

為了保證燃燒過程的正常進行，要求進入爐膛總?cè)剂狭啃∮诨虻扔谶M入爐膛的總風量所對應的經(jīng)濟燃燒的燃料量，當總風量過低時會觸發(fā)MFT，以保護設備和人身安全，避免事故擴大。

2 ?事故經(jīng)過

6月27日04：31，#3機組鍋爐MFT，首出“鍋爐總風量小于25%”。機組人員立即切換廠用電，快速減負荷至25MW，汽機切中缸控制，立即啟動鍋爐吹掃程序，聯(lián)系熱控值班人員檢查處理。經(jīng)熱控值班人員檢查，確認DCS系統(tǒng)10DPU柜內(nèi)D2卡件故障，隨即熱控人員進行D2卡件更換工作，05：13熱控人員完成D2卡件更換工作，鍋爐吹掃結(jié)束后點火，05：15啟動B磨逐漸升溫升壓，05：31依次啟動D、C磨逐漸加負荷，撤出所有油槍，06：21負荷逐漸加至280MW，申請中調(diào)投入AGC。事故曲線，如圖1所示。

3 ?事故分析

3.1 ?檢修經(jīng)過

#3機組鍋爐MFT后，熱工檢查發(fā)現(xiàn)#10DPU柜內(nèi)D2卡件時好時壞、指示燈一會閃爍、一會熄滅。遂判斷為卡件故障，D2卡件上第17、18通道為鍋爐總風量低于25%信號的輸出通道，因兩信號在同一卡件，當此卡件故障時，兩個信號同時動作，DPU經(jīng)過3取2運算，延時10秒發(fā)出MFT滅火信號。

至05：15分#10DPU柜內(nèi)D2卡件更換完成，在此過程中，由于D2卡件連續(xù)故障多次，致使鍋爐總風量低于25%MFT保護動作2次，將故障的卡件更換后，系統(tǒng)恢復正常。

3.2 ?原因分析

MFT是鍋爐安全保護的核心內(nèi)容，在出現(xiàn)任何危及鍋爐安全運行的危險工況時，MFT動作將快速切斷所有進入爐膛的燃料，即切斷所有油和煤的輸入，以保證鍋爐安全，避免事故發(fā)生或限制事故進一步擴大。

MFT設計成軟、硬兩路冗余，當MFT條件出現(xiàn)時，軟件會送出相應的信號來跳閘相關(guān)的設備;同時，MFT硬繼電器也會向這些重要設備送出一個硬接線信號來跳閘它們。

鍋爐總風量是一次風量與二次風量之和，本公司總風量低邏輯為兩個開關(guān)量信號和一個模擬量信號三取二后觸發(fā)MFT。#10DPU柜內(nèi)D2卡件上第17、18通道為鍋爐總風量低于25%兩個開關(guān)量信號的輸出通道，且此信號輸出繼電器采用常閉節(jié)點（正常工作時帶電），當卡件故障或失電時，輸出繼電器失電，導致風量低信號發(fā)出，觸發(fā)了MFT保護動作。

通過檢查，故障卡件內(nèi)部電路板外觀干凈，無明顯損壞現(xiàn)象，遂判斷為卡件質(zhì)量問題。#10DPU內(nèi)D2卡件中信號分布，如圖2所示。

3.3 ?存在的問題

鍋爐總風量低于25%的2個信號取自同一卡件，存在較大安全隱患。

鍋爐總風量低于25%的2個信號輸出繼電器采用常閉接點，正常時繼電器長期處于動作狀態(tài)，一旦卡件故障或失電時，易誤發(fā)信號造成MFT。

4 ?防范措施

根據(jù)《防止電力生產(chǎn)事故的二十五項反措》要求，為保證公司機組安全、可靠、穩(wěn)定運行，最大限度的消除熱控專業(yè)存在的問題，需對熱控系統(tǒng)設備、保護聯(lián)鎖進行整改完善。

冗余的單點保護，應采取必要措施確保其正確可靠（不是特別重要的開關(guān)量保護信號應采用節(jié)點閉合方式觸發(fā)保護或聯(lián)鎖），冗余信號應全程獨立取樣，并接入DCS不同輸入卡，信號之間偏差大應進行一級報警以提醒運行人員及時發(fā)現(xiàn)。

為防止DCS一對控制器故障導致機組被迫停運事件發(fā)生，并列或主/備運行的重要輔機（包括其輔助設備）聯(lián)鎖和保護控制邏輯應按照下列原則配置控制器：

其一，送風機、引風機、一次風機、空預器、密封風機、掃描風機、凝結(jié)水泵、循環(huán)水泵、給水泵、閉式泵、定子冷卻水泵等二臺并列運行或主/備運行的重要輔機，其保護和聯(lián)鎖邏輯應分別配置在二對不同控制器中。

其二，磨煤機、給煤機、給粉機、漿液循環(huán)泵、氧化風機等多臺組合運行的重要輔機應按照工藝要求將保護和聯(lián)鎖邏輯配置在二對或以上控制器中。

其三，為保證某一對控制器故障時，重要監(jiān)控信號不會失去監(jiān)視，汽包水位、主汽壓力、主蒸汽溫度、再熱蒸汽溫度、爐膛壓力等重要參數(shù)的CCS控制信號所在控制器和DAS信號所在控制器應不相同。

其四，汽輪機潤滑油壓力低信號應直接接入事故潤滑油泵的電氣啟動回路，確保在DCS故障同時發(fā)生潤滑油壓力低情況下，事故潤滑油泵能可靠自動啟動，保證汽輪機安全。

其五，合理設計快速調(diào)節(jié)系統(tǒng)的“信號壞質(zhì)量”或“指令和反饋偏差大”觸發(fā)自動控制回路切手動或設備聯(lián)鎖動作邏輯，相關(guān)信號的測量量程應合理放大以防止在緊急工況下參數(shù)超量程而變“壞質(zhì)量”，“指令和反饋偏差大”應事先進行一級報警，提醒運行人員關(guān)注和調(diào)整。要避免在事故處理過程中，由于工況不穩(wěn)定引起不必要的“信號壞質(zhì)量”或“指令和反饋偏差大”條件觸發(fā)，導致爐膛壓力、汽包水位等自動控制回路切手動或給水泵再循環(huán)閥快開，造成運行工況更加惡劣。

其六，在機組檢修期間安排對DCS、DEH進行在線卡件熱插拔試驗，確認任何單一卡件（包括CPU、電源、通訊、I/O等各種卡件）故障和故障處理時對機組、設備造成影響的范圍和程度，通過邏輯和系統(tǒng)配置優(yōu)化，努力做到DCS、DEH任何一塊卡件（特殊要求卡件除外）故障不造成機組跳閘，并可在線恢復。

5 ?結(jié) ?語

DCS（分散控制系統(tǒng)）是監(jiān)控機組啟、停、運行及故障處理的神經(jīng)中樞，DCS工作的安全及可靠與否，對機組安全穩(wěn)定運行至關(guān)重要。針對本次鍋爐總風量低造成MFT滅火事故暴露的問題，公司制定了嚴格的防范措施，依據(jù)防范措施對熱控專業(yè)存在的安全隱患進行逐項排查并治理，并進行相關(guān)的技術(shù)改造，努力保證公司機組安全、可靠、穩(wěn)定運行。

參考文獻：

[1] 林文孚，胡燕.單元機組自動控制技術(shù)[M].北京：中國電力出版社，2008.

[2] （國能安全[2014]161號，防止電力生產(chǎn)事故的二十五項重點要求[S].