为制定有效的机组反事故措施,减少因接地异常对机组安全运行的影响,我们经各电厂热工专业的配合,在完成对浙江省电力行业各电厂机组接地系统运行情况初步调研的基础上,就热工自动化系统的接地问题进行了专题分析探讨后,提出了提高热工接地系统可靠性和搞干扰能力技术措施的初步意见,然后组织召开了省内电厂热工系统接地与干扰问题专题研讨会,通过事件案例和处理方法的交流、疑难问题的分析,深入探讨了我们提出的反措建议,我们准备带着一些尚未解决的问题,继续收集资料、寻求专家咨询和指教,完成提高热工系统接地可靠性与抗干扰能力的若干技术措施的研究。
3)热工控制逻辑优化研究
热工控制逻辑,仅根据被控设备的工艺要求设计,往往经不起实际运行的考验。一台新建机组(甚至运行多年的机组)的控制逻辑往往会发生这样或那样的问题,除了设计单位套用典型设计,未很好总结改进前者设计控制逻辑的优劣外,还因为构成热工控制系统的测量部件(测温元件、导压管、阀门、逻辑开关、变送器)、过程部件(继电器接点、模件等)、执行部件(执行机构、电磁阀、气动阀等)和连接电缆等,由于产品质量、环境影响、运行时间延伸和管理维护等因素的变化,容易出现故障而引起。经统计不少故障,仅仅是因为某一个位置开关接触不良或某一个挡板卡涩而造成机组跳闸,如逻辑设计时考虑周全性本就可以避免。
我们通过对历年热控自动化系统故障原因的分析和研讨,在总结、提炼热工自动化设备运行检修、管理经验和事故教训的基础上,对热工保护连锁信号取样点的可靠性进行论证确认,对控制系统的硬件、逻辑条件、定值进行可靠性梳理和评估分析,对机组设备安全运行有严重影响的热工保护逻辑从提高可靠性角度进行优化,对经常误跳又无法实现信号冗余的单点信号保护,如对安全运行影响不大或报警后通过运行人员的操作能确保设备安全的改为报警。
逻辑优化研究取得了良好的效果,大大提高了机组的安全运行可靠性,有效地减低了因热工控制问题引起机组非计划停运的次数和主要辅机保护的误动次数,如嘉兴发电厂Ⅱ期4×600MW机组于2005年先后投产后运行至今,除2007年1月11日#4机组#4瓦轴瓦温度误发信号(汽机内部元件出线磨损先接地后损坏)发生一次跳机外,未发生其它由于热控原因引起机组非计划停运。
4)单点信号保护逻辑优化
当用作联锁保护的测量信号本身不可靠时,对应系统的误动概率会大大增加。然而火电机组热工保护联锁系统中的触发信号,采用了不少单点测量信号。由于这些设备和系统运行在一个强电磁场环境,来自系统内部的异常(测量部件、装置异常等)和外部环境因素产生的干扰(接线松动、电导耦合、电磁辐射等),都可能引发单点信号保护回路的误动。如温度测量和振动信号易受外界因素干扰,变送器故障时有发生,位置开关接触不良或某一个挡板卡涩不到位,一些压力开关稳定性差等等。而事实上统计数据表明,热工单点信号保护回路的异动,相当部分是外部因素诱导下的瞬间误发信号引起,如2006年9月25日,我省宁海电厂#4机组开始冲管,当时两侧送/引风机运行,热井换水,锅炉水冲洗。突然发生送风机B跳闸。检查报警记录和历史曲线如图,发现风机轴承温度(共三点,三取二保护)同时大幅度跳变,当三点温度同时超过90℃后风机跳闸。经分析排除DCS卡件故障等可能的原因后,拆线检查发现:就地接线盒处电缆屏蔽层引出时有毛刺碰到金属电缆套管,形成两点接地产生地环电流引起信号误动。
因此为避免单个部件或设备故障而造成机组跳闸,在新机组逻辑设计或运行机组检修时,应采用容错逻辑设计方法,对运行中容易出现故障的设备、部件和元件,从控制逻辑上进行优化和完善,通过预先设置的逻辑措施来降低或避免控制逻辑的失效。如:
5)通过增加测点的方法,将单点信号保护逻辑,改为信号三取二选择逻辑。
6)无法实施1)的,通过对单点信号间的因果关系研究,加入证实信号改为二取二逻辑。
7)无法实施上述方法的单测点信号,通过专题讨论论证,可改为报警。
8)实施上述措施的同时,对进入保护联锁系统的模拟量信号,合理设置变化速率保护、延时时间和缩小量程提高坏值信号剔除作用灵敏度等故障诊断功能,设置保护联锁信号坏值切除与报警逻辑,减少或消除因接线松动、干扰信号或热电阻故障引起信号突变而导致的系统故障。
通过对联锁保护信号正确的取样方式及合理配置的研究,解决测量信号中存在的可靠性的问题,对提高联锁保护系统的可靠性是必不可少的一个环节。
2.4 热控设备可靠性分类与测量仪表合理校验周期及方法研究:
热控设备的可靠性区别很大,有的设备运行多年无异常,有的设备一投运问题就层出不尽,其原因除设计外,与设备选型也有很大关联。为保证经济效益的最大化,不同系统的设备应根据可靠性要求,选用可靠性级别不同的设备。而测量仪表的校验周期,按要求均得按规程进行周期校验,但由于现有的校验规程落后于仪表的发展,因此实际上现各电厂都自定了校验周期,有的仪表二年,有的仪表一个大修期,但拿不出一个制定的依据。
因此为提高在线运行仪表的质量,应开展热控设备可靠性分类与测量仪表合理校验周期及方法的专题研究,通过对仪表调前合格率和设备故障损坏更换台帐的统计分析,结合设备使用场合、可靠性和厂家服务质量,进行《热控设备可靠性分类研究》,其结果供电厂设备选型参考,并以此作为电厂热控测量仪表校验周期制定的依据,实现电厂仪表校验周期的规范性。并针对传统的测量仪表校验方法在人力和财力方面存在的浪费,且不一定能确保仪表在线精度的情况。进行新的仪表校验方法的探讨,比如若现场条件许可,仪表运行质量检查采用在线状态(零点和运行点)核对方式,当状态(零点和运行点)核对达不到要求的测量系统,则进行单体仪表的常规性校准。
2.5 实现测量仪表自动校验管理一体化的研究
要提高热工自动化系统的可靠性,首先要确保热工测量信号的准确性。但随着电厂机组容量的不断增大,热工自动化系统所依赖的测量仪表大量增加。这些仪表作为计量测量设备,需按照各种法规、标准的要求进行定期检验维护。但到目前为止,大量的热工压力测量仪表的校验仍一台台的进行,特别是机组检修中,不但要安排大量人员去进行一次次的重复工作,占用大量的检修工时,而且由于仪表校验工作基本都同时开展,又不得不花费大量的资金去配置大量的多台同样的计量标准仪表。加上手动校验时的人工读数和记录,再输入到计算机内,涉及到人员的操作技能、读数误差和人为原因,均会影响到校验数据的真实性。
提高测量仪表校验工作的效率,实现测量仪表全过程计算机管理,确保仪表校正结果的客观、准确、可靠,将是电厂仪表管理发展的必然趋势,也是现代化电厂科学规范管理必备的条件之一。我们根据多年积累的测量仪表校验实践经验和维护管理工作需要,结合现代计算机软件技术,研制开发了《测量仪表自动化管理系统》软件和《全自动多仪表快速压力校验装置》,二者结合,实现了测量仪表从从设备基础数据台帐的建立、设备校验计划和日常维护工作的产生、执行、校验、数据输入、终结及统计分析,周期调整等的全过程自动化管理。目前《测量仪表自动化管理系统》软件已应用于全省各电厂。
2.6 开展热工自动化系统与设备质量评估工作的研究
目前电力行业开展有设备安全评价、监督或设备评估等工作,但评估标准的细化程度和可操作性不够,参与评价人员对规程的理解与专业水准不同,评价的结果差别较大,且很少开展设计和基建的评估工作。因此有必要在贯彻落实热工自动化系统检修运行维护规程基础上,结合安全评价标准,收集、消化吸收我省和国内有关电厂技术管理经验,总结、提炼国内自动化设备运行检修和管理经验、事故教训,编制一个系统化、规范化、实用的、可付绪操作的《热工自动化系统与设备质量评估导则》,用于开展行业热工自动化系统设计、基建、运行维护、检修、监督的评估工作。
评估工作,对于新建机组,应从设计阶段的设备配置开始,重点深化基建热工的安装调试质量的评估,减少设计、选型、安装调试过程中的安全隐患和遗留问题,提高基建移交商业运行机组热控系统的可靠性,改变过去机组移交生产,也就是改造工作开始的那种局面。对于运行机组,则应从运行、维护、检修到管理,重点是对控制逻辑的条件合理性和系统完善性,保护信号的取信方式和配置,保护联锁信号定值和延时时间的设置,系统的安装调试和检修维护质量,热工技术监督力度和管理水平等方面的评估,通过对设备内部过程和微观变化的分析,掌握设备状况的变化趋势,以此判断安全程度,采取预防措施,防患于未然。
通过评估工作的开展,促进热工过程监督的科学化、规范化、精细化管理,提高机组安全经济运行的可靠性和监督工作的实效性。
3 . 拓展热工监督工作内涵,提高热工监督工作有效性热工技术监督是促进安全经济运行、文明生产和提高劳动生产率的不可缺少的手段,它的重要性体现在它所监督的热工自动化系统及设备,在保障机组安全启停、正常运行和故障处理过程中不可替代的作用,它所制定的规章制度并被严格执行,是热工设备可靠运行,减少事故发生的保证。随着电力行业的快速发展和热工自动化设备的日新月异,提高热工自动化系统可靠性技术研究工作,还应包括拓展热工技术监督监督内涵,确保所监控的参数准确和系统运行可靠,以对机组的安全经济运行真正起到实有成效的作用,本人认为当前尤其应开展以下方面的研究工作:
1)实现远程监控和动态监督
随着电力行业的飞速发展,各集团公司的机组数量和容量不断增加且分布全国各地,就目前状况要做到实时有效地生产管理难度大。 同样作为技术监督服务方的省级电科(试)院服务机组数量和服务范围的快速增加,专家型技术人员相对短缺,服务效率与客户要求的差距增大。
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