300?MW汽輪機組熱工報警的優化

田 寧

(陜西商洛發電有限公司，陜西 商洛 726000)

0 引言

大型汽輪機組系統復雜，參數很多，控制要求高，且配備一套復雜的控制系統及裝置。為了監視和控制機組的工作狀態和運行參數，保證安全、經濟運行，需要一套十分可靠、合理的熱工保護系統。

汽輪機組熱工保護系統分為保護跳閘、越限報警、聯鎖保護3種。在運行參數已達到危險值或動作值時，保護跳閘和聯鎖保護使機組跳閘或聯鎖設備動作。在參數值偏離正常范圍時，越限報警提醒運行人員注意，以便采取相應措施來調整，從而避免不安全情況的發生。由此可見，及時性和有效性對于熱工報警非常重要。這樣可以迅速提醒人員注意參數的不正常變化，以便盡快消除事故隱患。

1 熱工報警存在的問題

某廠5號汽輪機是哈爾濱汽輪機廠生產的引進型300 MW機組，型號N300—16.7/537/537，機組型式為亞臨界參數、中間再熱、單軸、反動式、兩缸兩排汽。目前熱工報警裝置存在以下幾個問題。

1.1 熱工報警信號不足

對機組的運行參數，熱工系統進行連續監測，發現越限則聲光報警，提醒人員注意并及時采取調整措施，這對于預防事故的發生極為重要。但是5號機組在一些重要參數上卻沒有有效的報警信號，如真空低、軸向位移大、EH油壓低、差脹大等均沒有報警光字，僅有跳閘光字以顯示首發原因，因而不能在參數越限后及時提醒人員進行調整。

1.2 熱工報警定值不合理

當運行設備發生缺陷，運行人員操作不當或監控不力時，運行參數會出現不正常的變化以致越過限額值。此時熱工報警裝置動作，提醒人員及時采取調整措施，使參數盡快歸于正常，以避免因處理不及時而導致這些參數變化至跳閘值。

5號機組已投產運行20多年，參數的變化范圍基本確定，但是一些報警值的設定卻明顯不合理，導致發生異常時不能及時報警。

如凝汽器真空，正常運行中壓強經常在90.0 kPa以上，即使夏季循環水溫較高時，最低真空也在87.0 kPa以上，但報警定值設置為80.0 kPa，導致真空異常降低時不能及時報警。另外，這一定值離跳閘值非常接近，跳閘保護定值為77.0 kPa，報警定值和跳閘值之間僅有3.0 kPa的差距，因此即使報警發生，也不能留夠充足的處理時間，增加了機組跳閘的風險。分析5號機組的其他參數，也存在類似的情況，該機組的重要參數定值和實際運行值如表1所示。從表1中可以看出，報警值、跳機值和一年中不同時期的實際運行值確實存在一些差距。

2 熱工報警優化的意義

汽輪機組運行中，熱工保護裝置對運行參數進行連續監測，發現異常變化后對運行人員進行報警提示，以預防事故發生。優化熱工報警提高熱工報警的及時性和有效性，可避免因設備缺陷、熱工元件異常和人員失誤造成的機組跳閘事故。

表1 重要參數定值及實際運行值

2.1 避免因設備缺陷造成機組跳閘

機組運行中發生設備故障后會引起參數變化，及時有效地報警可使缺陷被及時發現、及時處理，防止參數惡化到跳閘值。如1994年3月廣東珠江電廠300 MW汽輪機跳閘后，交、直流潤滑油泵未聯動造成斷油燒瓦；2002年6月廣東湛江電廠EH油泵跳閘，備用泵未聯動造成機組跳閘。如果在潤滑油壓降低、EH油壓降低后能及時報警，提醒運行人員采取措施，則有可能避免事故的發生。

2.2 避免因人員失誤造成機組跳閘

由于人員誤操作導致參數異常變化時，如果能及時有效地報警，給出足夠的處理時間，則可以避免參數持續發展到跳閘值。如2002年7月前述該5號機組凝結水回收水箱疏水切換不當，引起真空低跳機；2009年9月該5號機監盤人員不注意，造成凝汽器水位高引起真空低跳機，都是因為真空低報警太晚而導致事故發生。

2.3 避免因熱工元件異常造成機組跳閘

由于熱工檢測元件異常，使得檢測數據異常變化時，如果報警及時、迅速聯系熱工人員進行修復，就可避免因參數誤發造成的保護動作跳閘。如2011年2月大壩電廠300 MW機組因差脹變送器故障，造成機組跳閘；2014年12月前述5號機組因“潤滑油壓低”ETS模塊進油門堵塞，使保護動作跳閘等。如果熱工元件的異常狀況能夠早報警、早發現、早處理，就可以避免后續事故的發生。

3 熱工報警優化措施

根據以上分析和討論，該廠專業技術人員對5號汽輪機熱工報警進行了優化。

(1) 擴充DCS畫面中參數報警內容。當有報警時頁面內對應的光字就會閃亮，任務欄中的報警提示按鈕會閃爍并發出提示聲音，重要參數報警時還會彈出對話框。這樣，運行人員能有效接收到參數報警的提示信息，及時進行查看和處理。

(2) 增加監視段壓力報警。為了保證汽輪機運行中通流部件的安全，要求監視段壓力不高于最大工況時的限額值。這次優化中，將監視段壓力根據廠家規定值做了相應的報警設置，這樣當某個壓力升高至限額值時，發出該參數報警，提醒人員注意并做處理，保證了汽輪機運行的安全。

(3) 合理設置熱工報警定值。對于設有跳閘保護的參數，根據運行現狀設置符合實際的報警值，以便及時提醒運行人員處理，防止不安全情況擴展。如將5號機的真空低報警值從以前的80.0 kPa修改為85.0 kPa，主機潤滑油壓低報警值從以前的0.08 MPa修改為0.10 MPa等。經過這樣的修改，能給運行人員更多的處理時間，提高了運行的安全裕度。

1 國家電力公司發輸電運營部.防止電力生產重大事故的二十五項重點要求[M].北京：中國電力出版社，2001.

2 孫立明，孫衛東.汽輪機跳閘的原因分析及改造措施[J].電力安全技術，2013，15(4)：43-44.