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          火電企業熱控專業安全查評問題及改進

          火電企業熱控專業安全查評問題及改進

          產品說明:摘要: 《防止電力生產事故的二十五項重點要求》[1]等一批新規定的實施,對火電企業安全性綜合評價提出新的要求和重點,對近 2 年熱控專業查評中存在的 5 類普遍且重要的問題進行了解析,并依據規程提出改進思路。

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          • 產品說明

               摘要: 《防止電力生產事故的二十五項重點要求》[1]等一批新規定的實施,對火電企業安全性綜合評價提出新的要求和重點,對近 2 年熱控專業查評中存在的 5 類普遍且重要的問題進行了解析,并依據規程提出改進思路。

              火電企業安全性評價為企業在設計及生產中進行 “人”、“機”、“環”、“管”系統本質安全化建設提供科學的依據,可以預測生產系統事故隱患,為預防性治理提供科學依據。隨著 《防止電力生產事故的二十五項重點要求》、 《火力發電廠熱工自動化系統可靠性評估技術導則》[2] (以下簡稱《導則》) 等一批熱控專業新電力技術規范和標準實施,華電集團 2011 版 《火電企業安全性綜合評價》熱控部分進行了修訂,新增了許多詳細的隱患排查治理的要求, 《導則》作為重要查評依據,由于對規程的理解和執行存在較大差距,有 5 個方面存在相似或共性問題,特別值得注意。

              1 DCS 電源存在的問題與改進
              1. 1 外圍輔控系統雙電源供電不規范
              例如某廠 2 臺機組,公用的空壓機房控制系統PLC 的 2 路供電電源取自同 1 臺機組,不符合 《導 則》規程 6. 5. 1. 1 條關于電源系統冗余配置的要求,本條款第 5 項規定: 公用系統電源,應分別取自 2 臺機組 DCS 供電電源,經無擾切換后供給。某廠制氫站控制系統 PLC 電源雖然取自 2 臺機組電源,但因為巡檢不到位,又無電源報警,導致 1路電源長期沒有電,實際失去了電源冗余配置,對于重要主、輔系統的熱控電源,增加電源失去報警是很有必要的。

              1. 2 操作員站、工程師站電源不規范
              各操作員站、工程師站電源,未分配在 2 路電源上或只通過一個電源切換裝置供電。例如: 某廠包括工程師站和操作員站在內的所有上位機,均通過 DCS 電源柜切換后的同一路電源供電,一旦電源切換裝置故障,將導致所有上位機失電,現場設備失去監控; 某廠的 2 路數據交換機使用 1 個插排供電,一旦電源插排故障,所有上位機數據將中斷。以上問題均不符合 《導則》規 程 6. 5. 1. 1 條關于電源系統冗余配置的要求,本條款第 2 項規定: 各操作員站、工程師站、實時數據服務器、通信網絡設備的工作電源,應分別單獨接自電源分配柜的冗余電源,通過雙電源模塊接入,否則操作員站和通信網絡設備的電源應合理分配在2 路電源上。

              1. 3 控制器電源與機柜風扇電源不規范
              有一個問題需要引起特別重視,控制器電源與機柜風扇電源未分開布置。例如某廠 2 號機組 ETS 機柜風扇電源取自工作電源的第 2 路,風扇線圈短路導致 ETS 機柜工作電源故障,因此像控制機柜的冷卻風扇、照明等電源,應利用檢修機會敷設獨立于控制系統之外的電源,確??刂葡到y電源的專用性、獨立性、可靠性。

              2 對 DCS 應急處理預案方面的改進
              在查評中普遍存在的問題: 有的無 DCS 應急處理預案,有的 DCS 應急處理預案流于形式,編制不詳細,指導性和可操作性不強,大都沒有開展相關培訓和演練。依據 《防止電力生產事故的二十五項重點要求》中 9. 3. 1 條的要求: 結合機組的具體情況,建立 DCS 故障應急處理機制,制訂在各種情況下切實可操作的 DCS 故障應急處理預案,并定期進行有針對性的反事故演習。

              除對應急預案和演練不重視,有的則是不知道如何編制應急預案,建議按照 《火力發電廠分散控制系統故障應急處理導則》[3]的要求,參考 《火電廠熱控系統可靠性配置與事故預控》附錄,分類編制 DCS 應急處理預案,同時每年有針對性地按照 DCS 應急處理預案進行反事故演習,對演習中發現的不足和問題及時進行更改,確保 DCS 應急處理預案準確實用。隨著 DCS 系統在役年限增長,DCS 系統故障幾率不斷增加,有效實用的 DCS應急預案制訂會顯現應有的作用。

              3 主機重要保護配置不合理的問題與改進
              3. 1 主保護信號不能全程冗余
              按照 《防止電力生產事故的二十五項重點要求》中第 9. 4. 3 條的要求: 所有重要的主、輔機保護都應采用 “三取二”的邏輯判斷方式,保護信號應遵循從取樣點到輸入模件全程相對獨立的原則,確因系統原因測點數量不夠,應有防保護誤動措施。但查評中依然發現存在以下幾種類型的未全程冗余的情況: 如某廠 3 號、4 號機組 ETS 系統MFT1 和 MFT2 信號以及發電機保護 1、發電機保護 2、發電機保護 3 信號布置在同一塊 DI 卡件上,一旦卡件故障將引起保護誤動或拒動; 某公司失去火檢冷卻風主保護中,火檢冷卻風壓力低 3 個開關使用了 1 根多芯電纜,未全程冗余,一旦該電纜故障,將導致主保護誤動或拒動。

              3. 2 主要保護未投入或存在拒動
              如某發電企業鍋爐總風量低保護信號未投入,不但不符合 《火力發電廠鍋爐爐膛安全監控系統技術規程》[4]第 5. 5. 1 條中關于 MFT 動作基本條件的要求,也體現了對安全和技術管理的缺失。某公司設置的失去火檢冷卻風保護邏輯設計為火檢冷卻風壓低且火檢冷卻風機全停,起不到保護火檢作用,當壓力已經很低而火檢風機運行時,機組不能觸發 MFT 動作。5. 5. 1 條關于 MFT 動作條件中第s) 項: 失去火檢冷卻風應設置邏輯為火檢冷卻風壓低,或火檢冷卻風全停其中之一,或火檢冷卻風保護延時時間過長。

              3. 3 對汽機主要保護重視程度不夠
              如某廠 3 號、4 號機組 ETS 系統汽輪機高壓排汽壓力高、汽輪機超速保護信號等均為單點信號,汽輪機高壓排汽壓力高保護從 DEH 系統到 ETS 只有一路硬接線信號,汽輪機超速保護從 DEH 系統到 ETS 只有一路硬接線信號,保護存在誤動、拒動的風險; 多個公司未投入主油箱油位低跳機保護,沒有吸取某公司主油箱漏油的事故教訓。應依據 《防止電力生產事故的二十五項重點要求》第 8. 4. 9 條要求: 設置主油箱油位低跳機保護,采用測量可靠、穩定性好的液位測量方法,并采取三取二的方式,保護動作值應考慮機組跳閘后的惰走時間。機組運行中發生油系統泄漏時,應申請停機處理,避免處理不當造成大量跑油,導致燒瓦。

              4 后備硬手操回路設置的問題與改進
              4. 1 手動跳機硬手操回路問題
              某公司手動跳機硬手操回路檢查接線發現,手 動 ETS 按鈕回路接至 DEH,由經 DO 輸出驅動 ETS停機回 路,沒有直接至停機驅動回路,不 符 合《大中型火力發電廠設計規范》[5]第 15. 6. 1. 4 條:在控制臺上必須設置總燃料跳閘、停止汽輪機和解列發電機的跳閘按鈕,并應采用雙重按鈕或帶蓋的單按鈕; 跳閘按鈕應直接接至停爐、停機的驅動回路的要求。后備硬手操回路一定注意硬接線接入和保護優先的原則。

              4. 2 鍋爐安全門后備操作回路不完整
              如某公司因原鍋爐安全門控制系統中的就地數顯表故障,壓力高起座和低回座通過高溫過熱器出口變送器在 DCS 中取門坎值送至控制回路,導致后備操作功能不完整; 某公司鍋爐安全門在操作員站實現操作,壓力高起座和低回座開關直接在邏輯中實現開關鍋爐安全門,無后備手操按鈕; 某公司因鍋爐安全門電磁閥故障無備品投入,以上情況均不符合 《大中型火力發電廠設計規范》第 15. 9. 8條的要求: 在控制系統發生電源消失、通信中斷、全部操作員站失去功能、重要控制站失去控制和保護功能等全局性或重大故障的情況下,應設置確保機組緊急安全停機的獨立于控制系統的硬接線后備操作手段的規定要求。

              5 機組快速減負荷( RB) 試驗未開展的問題
              RB 試驗通常作為防止鍋爐內爆的重要保護手段,《防止電力生產事故的二十五項重點要求》第 6. 2. 3. 3 條中對 600 MW 機組快速減負荷 (RB) 功能應可靠投用作出明確要求。在查評中發現,某公司 2 臺 600 MW 機組自投產以來未投入過 RB 功能,某公司 1 號、2 號機組大修后均未進行 RB 試驗?!痘鹆Πl電機組輔機故障減負荷技術規程》[6]中第5. 2. 2. 1 條,對進行 RB 試驗時間做出了要求,在以下情況下應進行 RB 動態試驗: ①新建機組正式移交生產前; ②有與 RB 功能相關的主要熱力系統和熱力設備變更或改造后; ③ MCS、FSSS 或 者DEH 改造后; ④機組大修后要求在修后進行 RB 靜態和動態試驗。
              經過調研發現,許多發電廠 RB 功能理解不深,有的靜態 RB 試驗都未進行過,有的因為進行動態試驗過程中發生機組跳閘,所以不敢進行 RB動態試驗,甚至 RB 不投入。 《火力發電機組輔機故障減負荷技術規程》中對 RB 有明確的技術要求,關于 RB 后燃料系統聯動的 “自上而下切粉+自動投油”控制邏輯在實踐中成功率較高,可以做嘗試,但從近兩年出現的一些 RB 不成功案例看,輔機出力限制問題也應該引起重視,在機組檢修后進行重要輔機的出力試驗,避免 RB 后單臺輔機運行出力超限,而引起機組跳閘的情況。

              6 結束語
              安全性評價的每一條款都是經驗與教訓的總結,對一些共性問題進行說明并不代表其他條款不重要,因此建議火電企業的熱控專業,將安全性綜合評價與熱工自動化系統可靠性評估、技術監督結合起來,從設計源頭上保證設備符合標準要求,利用機組檢修,按照由主保護到輔機保護,由 DCS系統到就地設備的順序,進行不間斷的隱患自查工作,對不能整改的問題做到心中有數,同時做好風險評估和預控,不斷提高熱控系統本質安全的程度。

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