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汽轮机机组跳闸事故(七)除氧器倒汽源使水位波动引发机组跳闸事故

北极星电力网技术频道    作者:佚名   2012/5/4 9:17:01   

  所属频道:  火力发电    关键词:  除氧器 除氧器水位 DCS系统

事故经过:

2004年12月13日21点00分之前,2号机(600MW机组)为电动给水泵运行,22汽动给水泵运行。除氧器为辅助蒸汽加热方式,除氧器水位2146mm。

20点59分42秒开始打开四抽到除氧器的电动门,在打开过程中由于除氧器压力的波动造成2号除氧器水位(20LAA10CL102)和3号除氧器水位(20LAA10CL103)波动,导致除氧器水位三取二信号(20LAA10CL901)的三个信号两两偏差大于200mm,除氧器水位三取二信号(20LAA10CL901)变为坏点并向0水位变化。

21点00分55秒除氧器水位三取二信号(20LAA10CL901)降到950mm时,触发除氧器水位低跳给水泵信号,电动给水泵跳闸,22汽动给水泵跳闸,三台给水泵全停触发锅炉MFT,联跳汽轮机、发电机,最终导致2号机组跳闸。解除除氧器水位低跳给水泵保护信号,重新点火,冲转和并网发电,运行正常。事后对测量回路进行了认真检查,一次门、二次门、排污门开关位置正确,无渗漏现象,未见异常。重新启动后在除氧器汽源切换过程中,除氧器水位测量正常未重现故障时现象。

原因分析:

在由辅助蒸汽切至四抽为除氧器加热时,引起除氧器压力波动,导致除氧器水位波动,除氧器水位测量故障,致使电动给水泵跳闸,22汽动给水泵跳闸,引发三台给水泵全停锅炉MFT,是造成这次2号机组跳闸的直接原因。

根据除氧器水位波动前后数据报表及SOE纪录分析看除氧器水位没有真正波动,测量回路反应的为虚假水位,故障后对就地设备检查后未间异常,且除氧器水位故障后能迅速恢复,因此测量回路无问题(事后对测量回路作电磁干扰,数据显示正常,排除干扰原因),问题出在取样管路。且负压侧与除氧器水箱联通,压力与水箱保持一致,因此问题出在正压侧,因“水位-差压”转换装置(平衡容器)为反向换算差压越高、水位越低,除氧器水位波动时水位正方向波动,因此事故原因为除氧器汽源切换时平衡容器正压侧压力瞬间降低,可能原因:

1) 除氧器汽源切换时四抽蒸汽(温度268℃,压力0.13Mpa)进入除氧器(温度80℃,压力0.01Mpa)时,引起除氧器汽侧空间压力场扰动使2号除氧器水位(20LAA10CL102)和3号除氧器水位(20LAA10CL103)取样点处(共用一个取样点)压力瞬降引起平衡容器正压侧压力瞬间降低。

2) 辅助蒸汽向四抽切换过程中除氧器水位取样连通管路瞬间窜入气泡或堵塞导致平衡容器导致正压侧压力降低。

暴露的问题:

1) 除氧器水位的第2路除氧器水位(20LAA10CL102)和第3路除氧器水位(20LAA10CL103)的取样点共用一个取样点,取样测点设计不合理。

2) 西门子DCS系统模拟量三取二控制块判断规则为:当三路模拟量信号全部正常时,输出为三路输入量的平均值;当一路信号故障或与其它两路控制信号偏差越限时,输出为其它两路的平均值;当两路及以上信号故障或三路信号两两偏差越限时输出控制块积分初始值为零(由于西门子2V3模块功能限制此功能不可修改) 测量不可信或测量变送器故障时,未考虑水位保护应自动退出,故障消除时,保护自动投入,避免误动,保证保护的可靠。

3) 在工作过程中工作人员对设备和系统掌握程度不够,风险预估不足,没有做好合理的风险预控。

4) 运行人员在进行一般切换时,重视不够。

5) 机组在设计、建设、调试过程中还存在未考虑到的问题。

防范措施:

1) 对除氧器水位变送器及其取样表管进行检查。

2) 制定除氧器水位保护逻辑的修改方案,并实施修改,为防止保护误动,在除氧器水位保护逻辑中加入测点品质监测信号,在水位测量故障时自动将保护切除并发告警信号,当测量故障消失时,保护自动投入。

3) 制定今后机组启动过程中除氧器水位的安全措施(建议可暂时将除氧器水位保护切除)。

4) 将所有水位保护(如高加、低加、凝汽器等水位的测量回路和逻辑进行核对、检查)从逻辑上进一步优化完善,做好风险评估。

5) 第2路除氧器水位(20LAA10CL102)和第3路除氧器水位(20LAA10CL103)取样点共用一个取样点,在机组大修时将取样点分开,每个独立测量。

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