電廠#4機組有功負荷突變至300MW,高、中壓調速汽門關閉,鍋爐過熱器、再熱器壓力升高,過熱器安全門、再熱器安全門動作,負荷下降至38MW。壓力下降后#4-2再熱器安全門不回座,#4爐投油,維持參數。
故障分析
1、DCS系統AI卡件故障是事件發生的主要原因
事件發生后,熱工人員檢查發現DCS系統#20DPU柜AI卡件,CPU、COM燈不亮,判斷為DCS卡件故障。#4機組正常運行方式為協調(CCS)控制下的負荷方式,DCS控制系統中發電機有功功率信號有兩路AI輸入,在DCS內部經過邏輯判斷,二選一高選作為DCS控制系統實發功率信號,DCS卡件故障使系統誤以為發電機有功功率為300MW(當時機組目標負荷設定值為215MW),導致DCS系統誤發指令,將汽機高、中壓調速汽門關閉。汽機#4-2、#4-4高調門,所有中調門同時關閉,#4-1、#4-3高調門在關閉過程中在52%左右保持1分鐘后才繼續關閉,使再熱器壓力升高,再熱器安全門動作。
2、再熱器安全門不回座是造成事件擴大的重要原因
在再熱器安全門動作過程中,流過安全門閥芯的蒸汽使閥芯和閥桿在高速汽流作用下劇烈震蕩,振斷閥芯導向翼,使閥芯閥桿失去徑向約束,從而更加劇了閥芯的擺動,導致閥桿與活塞掛接處猛烈撞擊,閥桿和活塞連接最終脫開,導致#4-2再熱器安全門主閥動作后無法回座。
處理方法
1、熱工人員更換#20DPU柜AI卡后,逐漸恢復負荷至110MW,檢修繼續處理#4-2再熱器安全門不回座缺陷。
2、#4-2再熱器安全門不回座故障經處理無效,申請中調批準,#4爐停爐消缺,#4機打閥停機。
3、對故障的#4-2再熱器安全門更換閥桿、閥芯后,報中調同意,#4爐點火,#4發電機組與系統并列。
存在問題和整改建議
1、DCS系統邏輯組態不完善,建議改為:
①增加信號品質判斷功能,當任一路發電機功率信號超出正常值范圍時,邏輯判斷應予以剔除,不影響DCS控制,并發出報警信號。
②當兩路發電機有功功率信號出現偏差并大于20MW,發出報警信號。
③當以上兩種情況任意一種出現時,DCS應將CCS(協調控制)切除,將DEH運行方式切為閥位控制方式,以避免功率信號故障引起負荷大幅波動。
2、對#4-1、#4-3高壓調門在50%左右停留1分鐘的原因進行分析,并要求設備制造廠家提供相關的資料。
3、再熱器安全門主閥為原蘇聯產品,結構上存在安全門動作后閥芯脫落從而無法回座的可能。一方面對故障的#42再熱暴安全門更換閥桿、閥芯,另外對同類型的安全門從結構上予以改造,必要時進行更換。