沙角C电厂热工保护的完善验布机

沙角C电厂热工保护的完善

沙角C电厂热工保护的完善 2011年12月02日 来源： 广东沙角C电厂3台660 MW机组的自动化程度高、保护多，对保障机组安全运行起到很好的作用，但也发生了一系列误动。为此，该厂对其中发生拒动和误动的一些保护进行了完善。 1 冷却水保护系统的完善 1999年3月24日，化学人员对发电机定子冷却水取样、测量导电率时，按惯例开启3号机定子冷却水水箱水位计底部放水门，连续放水2～3 min。由于运行人员经验不足，操作不稳，引起水箱水位波动，出现水位低低报警，A冷却水泵跳闸。因水箱水位低低跳闸信号未复位前，联锁启动不了B冷却水泵，造成发电机定子冷却水中断，发电机绕组温度快速上升。当发电机绕组温度上升到85℃时，机组仍未跳闸，被迫手动打闸停机。 图1是定子冷却水保护逻辑图，当水箱水位过低时跳闸定子冷却水泵，5 s后再跳汽轮发电机组。 图1 发电机定子冷却水保护逻辑图 实际运行中，当水箱水位信号GST.021.LSLL出现低低时，立即跳闸2台定子冷却水泵。若此时的水位低低信号在5 s以内复位断开，2台定子冷却水泵都已被跳闸，但跳闸冷却水泵的指令继电器AXR.030.02和AXR.030.03因GST.021.LSLL断开而失电复位，时间继电器TMR.030.01也就停止了计时，TMR.030.01未计时到5 s钟，所以不会发出跳闸机组的指令。于是就出现了全部定子冷却水泵已停运，机组继续保持运行的危险工况。可见，冷却水泵的跳闸指令不能准确反映泵的已跳闸状态，更不能真实反映定子冷却水是否中断的情况。为了彻底消除保护拒动，最大限度地防止误动，在定子冷却水系统中，加装了3个流量开关，每个开关送出2组定子冷却水流量低低信号，分别送到2个不同的跳闸通道。在每个通道中进行三取二逻辑运算后发出跳闸机组的指令，以保护发电机组的安全。 2 修改DCS软件和联锁柜硬件 1999年8月10日，运行人员做1号机定期交、直流密封油泵联动实验过程中，密封油/氢差压发生波动，集控室CRT显示密封油/氢差压0.051 MPa，而励磁机侧却发出0.02 MPa低低信号，保护误动，机组跳闸。为了防止联动实验时出现密封油/氢差压低低保护误动，在DCS软件和联锁柜硬件中取消了主密封油泵PP041出口压力低025PSL自停运条件和交流紧急密封油泵PP042出口压力低026PSL自停运条件。当密封油泵出口压力低报警时，发出联动另一台交流或直流紧急密封油泵信号，同时继续保持自身运行，更有效地防止密封油压进一步降低，提高汽轮发电机组的安全性。 3 完善锅炉满水保护 增加了3个汽包水位高高信号，三取二后作为MFT的始发条件见图2，弥补了设计上的疏漏，完善了锅炉满水保护，以防止汽轮机水冲击事故，确保机组安全。 图2 锅炉满水保护逻辑图 4 取消失去一次风跳全部磨煤机的保护 过去，因过份依赖一次风/炉膛差压低低单信号跳闸全部磨煤机，导致多次保护误动，且因原测量参考点为多个仪表所共用，任一仪表膜盒穿孔或漏风都将影响参考点的压力，相互干扰严重，造成信号极不稳定。为此，取消了失去一次风跳全部磨煤机的保护(但仍保留其报警功能)，增加各台磨煤机风量小于60%跳闸单台磨煤机的保护，并采用多点测量，分散危险，减少保护误动。 5 B引风机控制的改善 2000年7月18日，3号机组A引风机驱动端轴承温度高，运行人员就地检查发现该风机的润滑油已变质，停A引风机进行换油。换油后启动时，A引风机由于振动高高而跳闸。再次启动A引风机，数秒后A引风机又因振动高高而跳闸。受其影响，B侧送、引风机切至手动控制，运行人员检查正常后投回自动。随后B侧引风机导叶急速关小，炉膛压力高高，MFT动作，机组跳闸。热控人员检查后发现B侧引风机控制逻辑不合理。结合多次风机振动高高，风机跳闸RUNBACK不成功的事故分析，采取了相应的措施： (1) 完善接地系统，消除雷电等外界电磁干扰。增加高、低通滤波和带通滤波过滤风机转速谐波和风机叶片共振谐波，有效防止变负荷调风量时振动高高保护误动。增加一套振动测量系统，修改保护逻辑(见图3)，只有当2套系统同时检测到持续10 s的振动高高信号，才发出跳闸指令。 图3 风机保护逻辑图 (2) 取消风机轴承温度高跳闸保护，增加风机轴承温度高光字牌报警。将E分度热电偶中性点接地式温度测量改为Pt100热电阻绝缘式温度测量，消除了mv信号易受干扰、保护误动对风机安全运行的威胁。 (3) 纠正了软件中风机停止和跳闸信号不分的逻辑错误，实现了风机联动，完善了风机RUNBACK功能。 (4) 将风机动叶执行机构的反馈电位器改为电感式反馈装置，防止电位器故障引起反馈信号与控制信号不平衡导致调节系统误关动叶、炉膛压力保护误动发生MFT信号。 6 给水加热保护的改善 1999年11月11日，运行人员按检修工作票的要求将1号机组3，4号低加退出运行。14:22，3，4号低加水位高高，发出开3，4号低加旁路门信号。由于设计安装时错误地将该信号接到关闭3，4号低加旁路电动门的端子上，强制关闭了3，4号低加旁路电动门，除氧器上水中断。14:32，汽包水位低低，MFT保护动作，机组跳闸。查明原因后及时作出了纠正。为了进一步完善给水加热保护，减少高、低加水位保护误动，增加了高、低加液位高联动全开危急疏水门逻辑，加装一水位高开关，并将易卡涩的浮筒式液位计更换为1151差压水位计，消除了高温气流的影响。 7 给水泵保护的完善 2000年3月3日，1号机组启动过程中，B给水泵轴承漏油，被迫停运且退出备用。00:30，负荷加至230 MW时，C给水泵平衡水温度高跳闸，联动A给水泵启动。A给水泵运行几十秒后因给水流量信号取样管脱落，误发给水泵进/出口差压低信号而跳闸。3台给水泵全停，锅炉断水，汽包水位迅速下降，手动打闸停机，随后出现汽包水位低低。综合分析历次给水泵故障引起的跳闸事故，有针对性地进行了改造。 (1) 更换了平衡水温度测量卡的通道电阻，将测量范围从0～200℃改为0～300℃，使跳闸报警值220℃落在量程的2/3处，避免了保护拒动，提高了测量信号的稳定性和准确性；增加一块ENTEK-IRD温度监视卡和2个平衡水温度测点TE010B、TE010C，3个平衡水温度测量信号分别送到3块测量卡，卡件输出接点进行三取二逻辑运算后才发出跳给水泵指令(见图4)。用这样的方法分散危险，有效地减少了误动。 图4 给水泵保护逻辑图 (2) 为彻底消除轴向测量给水泵转速时的误信号，避免给水调节不稳时给水泵易跳闸的故障，将测速方式改为径向，消除了变负荷时串轴的影响。 (3) 考虑增加3台给水泵全停信号，作为MFT的触发条件，和现有的汽包水位低低、炉水循环不良、再热保护一起完善锅炉断水保护。 8 控制系统的完善 1998年10月15日，UPS电源发生故障，在UPS电源瞬间切换的过程中，各机组循环水泵全部跳闸，造成全厂机组跳闸、对外事故停电。经过多次模拟实验分析，控制系统瞬间失电，其模拟量输入卡的组态数据也随之丢失。恢复上电的过程中，主机上电自检完毕开始正常工作，按特定的时间顺序扫描I/O映象表中的数据并执行程序。因模拟量输入卡上电后的初始化组态是靠主机执行程序中BTW指令来完成的，所以在模拟量输入卡组态好，正常工作之前所采集到的数据均不正确，错误采到循环水泵电机绕组温度高于130℃的坏值，程序执行后导致误跳循环水泵。充分研究可编程控制器硬件、软件和分析梯形逻辑图后，利用可编程控制器自检的反馈信息，取I/O机架故障信号，作为循环水泵电机绕组温度高跳闸信号的闭锁条件，在机架故障或I/O卡上电5 s内闭锁循环水泵电机绕组温度高信号(见图5)，防止循环水泵电机绕组温度高信号引起保护误动。从此，杜绝了瞬间失电或电压不稳引起的跳泵跳机大事故。 图5 循环水泵保护逻辑图 经过几年的完善，纠正热工保护系统逻辑的不合理设计，改造现场仪器设备的安装位置，加装遮雨棚和空气过滤器，重要仪表取样管和仪用空气管替换为不锈钢管，从一次元件到保护逻辑的可靠性都得到了较大提高，机组事故跳闸次数明显减少。(苏乐春)

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