火電機組兩類典型非停故障的分析及預防

鄒月明++李平++姚坤++馬志國++李越男++孫建國

摘 要：本文針對兩類常見機組故障問題進行綜合分析，并提出了相應的預防及處理措施。首先，對于汽包水位跳變而造成鍋爐MFT動作，而導致汽機跳閘發電機解列的故障進行分析。然后，針對運行值班人員發現熱控電源柜存在直流接地現象，對熱控電源柜內所帶的設備進行檢查的必要措施進行分析，防止機組誤動作跳機。這對提高大功率火電機組運行安全穩定性具有一定的實際意義。

關鍵詞：汽包水位 MFT動作 直流接地 故障排查

中圖分類號：TM62 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）11（c）-0039-02

減小火電機組的非計劃性停機對于火電廠來講非常重要。不論是300MW級別機組，還是600MW級別機組，長期以來都是許多研究者的焦點所在。其中，鍋爐MFT動作導致停機是其中一類故障，其中，文獻[1]分析了MFT后聯跳和不聯跳汽輪機工況、機組可能存在的安全問題，提出采用汽輪機低汽溫保護替代鍋爐MFT聯跳汽輪機保護，實現停爐不停機。文獻[2]針對3臺國產鍋爐存在汽包水位控制問題，經常造成鍋爐誤動作停爐影響生產的問題，提出了即利用現有設備，調整自動化系統多個參數及相關工藝過程，既節約了資金，又保證了鍋爐生產穩定，創造了長期的經濟效益。文獻[3]以某MFT事故為研究對象，對一次風機在磨煤機停運過程中的失速現象進行深入分析，指出其工作在高風壓、低流量的工況點是造成一次風機失速的主要原因。文獻[4]針對火力發電廠由熱控電源故障引起的機組跳閘事件和異常運行狀況，分析了其故障機理及熱控直流電源可靠性，提出對在役機組采用專用直流電源切換裝置消除二極管耦合對直流電源可靠性的影響、對新建機組采用交流電源作為熱控控制電源的解決方案。文獻[5]指出直流系統常見的故障為接地，當直流系統中發生兩點接地時，可能會引起直流熔斷器熔斷或造成繼電保護和斷路器誤動作，及時查找到直流接地點，正確地將接地點隔離，保障發電機組安全穩定運行，同時在事故處理過程中不發生擴大事故是發電廠運行的重點工作。

因此，本文針對上述兩類常見機組故障問題進行綜合分析，并提出了相應的預防及處理措施，具有非常重要的實際工程意義。

1 汽包水位跳變MFT動作停機

1.1 機組故障工況

機組負荷250MW、熱網負荷446t/h、主汽壓力16.4MPa，煤量160t/h，5臺磨運行，汽包水位測點2開始跳變。汽包水位測點2跳變至1600mm時，檢查發現汽包水位測點2已結凍。水位測點1由于凍結測量值為1700mm，汽包水位測點3凍結，水位上升至458mm，上升過程中觸發水位高三值（250mm）。

最終，鍋爐MFT動作，聯鎖汽機跳閘，發電機解列。

1.2 原因分析

主要原因有以下幾點。

（1）環境溫度低直接造成儀表凍管，控制部對防寒防凍檢查不到位，對儀表保溫保護柜只停留在巡檢的層面，未進行測溫、伴熱效果檢查。

（2）汽包水位測點2出現凍管測量異常后，在檢查邏輯時，未登錄控制器查看保護實際狀態。

（3）發現涉及機組主保護的測點故障后敏感性差，未引起足夠重視，未嚴格執行缺陷管理辦法，主保護測點異常未通知所有相關人員。

（4）運行人員對主保護測點故障技術分析膚淺，不深入，未對測點采取足夠措施。

1.3 暴露的問題及防范措施

1.3.1 暴露的問題

（1）控制部對于防寒防凍工作布置不全面、不具體。

（2）對DCS系統使用不熟練，對汽包水位跳變分析不到位，未登錄控制器查看保護實際狀態，就做出判斷。

（3）控制部培訓缺乏針對性，對于DCS系統與測點故障等現場問題培訓不到位。

（4）未形成良好的溝通、聯絡體系，對于現場的發現的問題，不能及時盯辦到位。

（5）對主保護重視程度不夠，對重要測點跳變發現不及時，采取措施不到位。

（6）對于測點保護故障的事故培訓開展不到位。

1.3.2 防范措施

（1）重新梳理、修訂并下發防寒防凍措施，內容涵蓋各部門具體措施，根據本部門的措施及設備部下發的措施重新進行防寒防凍檢查。

（2）發生重要設備三類及以上障礙，及時通知所有相關人員，組織消缺力量。

（3）編寫切實可行的人員培訓計劃。

2 直流電源柜接地排查

2.1 柜內設備介紹

1K為OPC-1電源；2K為OPC-2電源；3K為211合閘開關電源一、211分閘開關電源一、501合閘開關電源一；4K為211合閘開關電源二、211分閘開關電源一、501合閘開關電源一；5K為211合閘開關電源三、211分閘開關電源三、501合閘開關電源三；31K為MFT柜A面總電源；46K為MFT柜B面總電源。當電源柜兩路電源中有一路存在問題，不能進行切換；熱控直流電源柜進行切換時，一定要明確電源問題。

2.2 動作原理及所采取的措施

（1）1K與2K為OPC電磁閥電源，OPC電磁閥為帶電動作，即當兩個OPC電磁閥均失電后將無法動作，并且DEH邏輯中，沒有地方可以強制OPC動作。

（2）3K-5K為211合閘繼電器、211分閘繼電器、501合閘繼電器電源，無論是合閘還是分閘繼電器均為3取2動作，所以，當其中1路失電時，不會造成機組跳機，為防止機組誤動作，需在DEH邏輯中強制兩處。如果不進行邏輯強制，一旦發生直流電消失，211分閘繼電器狀態消失會導致ETS動作；201合閘繼電器或者501合閘繼電器狀態消失會導致機組甩負荷。

（3）31K、46K為MFT柜A、B面的電源，一路電源消失不會對MFT動作產生什么影響，當兩路電源均消失，則MFT柜由于失去電源將無法動作，為確保不因為保護誤動作跳機，可在DCS中斷線、強制FALSE、連線，保證不因為直流電消失使保護動作。endprint

2.3 處理原則及順序

2.3.1 處理原則

（1）空開拉合試驗要在保護措施做好后，一路一路進行試驗，拉下空開由運行人員監視直流報警是否消失，若仍未消失則合上空開，確保沒有問題后，再進行另外一路空開試驗，試驗過程統一指揮，一致動作。

（2）處理順序按照設備保護級別由輕至重的順序，先進行OPC空開試驗，對于DEH、ETS與MFT保護級別相同，考慮到由于DEH、ETS新近增加接線，所以順序暫定為先DEH、ETS空開試驗，最后進行MFT空開試驗。

2.3.2 實際處理過程

（1）對1K、2K空開做拉合試驗，報警仍未消失，證明不是1K、2K空開及其下屬設備發生接地。

（2）對3K、4K、5K空開做拉合試驗，3K、4K拉開報警仍未消失，當進行到5K開關時，報警消失，證明5K及其下屬設備發生接地。

（3）由于5K空開控制211合閘開關電源三、211分閘開關電源三、501合閘開關電源三，所以，在機組汽機電子間DEH及ETS柜進行查線。發生接地時，兩根線一根對地無電壓、另一根對地220V電壓。查線順序從電源進線開始，延環路，最終到出線，每根線都要解線，進行測量，當接地消除時，兩根線對地均為110V電壓。本次接地，最終查出211開關合閘進線發生接地，處理辦法更換電纜，再電纜更換后接地報警消除。

（4）保護恢復前確認工作，再消除接地報警后，確認就地接線恢復完畢，在DEH邏輯中查看各點狀態正確，并且接到保護投入單，方可投入保護，并密切關注。

3 結論

針對兩類常見機組故障問題進行綜合分析，提出了相應的預防及處理措施。

（1）分析了汽包水位跳變造成鍋爐MFT動作，而導致汽機跳閘發電機解列的故障，提出相應防范措施。

（2）針對熱控電源柜存在直流接地的現象，對熱控電源柜內所帶的設備進行檢查的必要措施進行分析。

這對減小機組非停概率具有一定的實際借鑒意義。

參考文獻

[1] 朱峰.鍋爐MFT后聯跳與不聯跳汽輪機的對比分析[J].中國電力，2008，41（1）：68-71.

[2] 劉亞坤.鍋爐汽包水位波動成因分析及解決方案[J].科學技術與工程，2011，11（27）：6717-6719.

[3] 童家麟，華國鈞，方磊，等.一次風機失速導致鍋爐MFT的事故分析[J].電站系統工程，2016（4）：79-80.

[4] 岳建華.火力發電廠熱控直流電源配置方案研究[J].中國電力，2015，48（10）：48-53.

[5] 李龍.火力發電機組直流系統接地故障分析[J].科學與信息化，2017（18）：94.endprint