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          壓力變送器

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          一起全廠壓力變送器系統壓力突降的故障分析

          一起全廠壓力變送器系統壓力突降的故障分析

          產品說明:〔摘? 要〕某火電廠壓力變送器系統運行中突然發生了母管壓力快速降低的故障,檢查后確認故障的根本原因為儀用空壓機干燥塔電源設計不合理。提出了將干燥塔電源由單回路改為雙回路,以及干燥塔電源運行信號、壓縮空氣母管壓力信號接入機組 DCS (分布式控制系統),并顯示在其監控畫面的整改措施。設備整改效果良好,對同樣設計的同類型機組有借鑒作用。

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          • 產品說明

             〔摘  要〕某火電廠壓力變送器系統運行中突然發生了母管壓力快速降低的故障,檢查后確認故障的根本原因為儀用空壓機干燥塔電源設計不合理。提出了將干燥塔電源由單回路改為雙回路,以及干燥塔電源運行信號、壓縮空氣母管壓力信號接入機組 DCS (分布式控制系統),并顯示在其監控畫面的整改措施。設備整改效果良好,對同樣設計的同類型機組有借鑒作用。

              引言
              發電廠壓力變送器系統作為儀用控制氣源,是發電機組氣動裝置 ( 開關型及調節型氣動閥等 )的操作動力。某電廠共配置了 3 臺 L132C—09A型噴油螺桿式儀用空氣壓縮機,以及相應的 3 套干燥塔,作為 2 臺 300 MW 機組公用設備的組成部分。設備和系統正常運行時,單臺空壓機工作壓力 0.6~ 0.8 MPa,系統供汽母管壓力不低于0.7 MPa。

              1 故障經過
              2018-07-14,該電廠儀用空壓機 A,B 投運中,儀用空壓機 C 熱備用狀態。11:38,運行人員監盤發現 1,2 號機組氣動閥操作異常,閥門不能被正常打開、關閉和調節。檢查就地設備,3 臺儀用空壓機工作正常,但 3 臺儀用空壓機的干燥塔都失電停運,干燥塔入口電磁閥全部斷電自動關閉,壓力變送器供氣母管壓力快速降低。

              現場進一步檢查發現:3 臺儀用空壓機干燥塔的上級電源“空壓機室熱控配電箱”停電,再上級電源“380 V 儀用空壓機 MCC 段”母線失壓。排除空壓機室熱控配電箱及其負荷(空壓機干燥塔等)自身故障,確認故障為儀用空壓機 MCC 段內其他負荷異常引起。將故障點隔離后,對“380 V 儀用空壓機 MCC 段”和“空壓機室熱控配電箱”上電,3 臺儀用空壓機干燥塔恢復供電重新投入,其入口電磁閥得電后也都自動打開,壓力變送器供氣母管壓力逐漸升高至正常壓力。

              2 故障分析
              2.1 干燥塔電源設計不合理
              3 臺儀用空壓機干燥塔及入口電磁閥控制箱的電源都取自儀用空壓機室熱控配電箱,該配電箱電源為單回路,僅引自 380 V 儀用空壓機 MCC 段,無備用電源。當儀用空壓機 MCC 段發生母線失壓故障后,儀用空壓機室熱控配電箱及其負荷 A,B,C 儀用空壓機的干燥塔都斷電停運,干燥塔入口電磁閥也都停電自動關閉,造成壓力變送器供氣母管壓力迅速降低。而此時 2 臺機組的氣動閥因動力氣源壓力過低而不能正常開關和調整,1 號、2 號發電機組的安全運行受到嚴重威脅。儀用空壓機干燥塔電源接線原始設計如圖 1 所示。

              2.2 干燥塔電源工作狀態信號回路設計不完善
              在干燥塔電源設備就地,未安裝干燥塔電源工作狀態遠方監視元件,未設計電源信號遠方監視回路。運行人員不能從集控室監視到干燥塔電源的工作狀態,當干燥塔電源異常時,不能及時發現并采取相應的處理措施。

              2.3 壓力變送器系統壓力信號回路設計不完善
              在壓力變送器母管就地,未安裝系統壓力測量和數據遠傳元件,未設計系統壓力信號遠方監視回路。集控值班員不能從遠方監視到壓力變送器系統的母管壓力,當系統和母管壓力發生變化時,值班員不能立即發現并迅速采取應對措施,導致設備和系統故障時間延長。

              3 整改措施
              3.1 改進干燥塔電源
              3 臺儀用空壓機干燥塔供電方式變更,由單路電源供電改為雙路電源供電,2 路電源相互閉鎖、自動切換,提高干燥塔的供電可靠性,具體改進方法如下。
           
              (1) 在 380 V 公用 PC 配電室安裝 1 套雙路電源自動切換裝置 (CXMQ2-63/4P 型,配箱體 ),其電源分別引自 380 V 公用 PCA 段和 PCB 段的備用開關間隔,其出線接入儀用空壓機室熱控配電箱的電源進線端。此接線方式下,儀用空壓機室熱控配電箱的電源由引自 380 V 儀用空壓機 MCC 段,改為引自雙路電源切換裝置的出線端,供電電源由單回路變為能夠自動切換的雙回路。

              (2) 3 臺儀用空壓機干燥塔的電源仍都引自儀用空壓機室熱控配電箱,以上接線方式下,每臺儀用空壓機干燥塔也實現了雙路電源供電 ( 間接方式 )。雙路電源自動切換裝置的主要技術參數:交流輸入和輸出電壓 380/220 V,額定電流 63 A,斷電切換時間不大于 30 s。雙路電源切換過程中,儀用空壓機室熱控配電箱及其負荷 ( 干燥塔及入口電磁閥控制箱等 ) 會短時斷電停運,電源切換完畢后,干燥塔控制電路重新得電,干燥塔自動投入,其入口電磁閥自動開啟,無需人員就地重啟設備和進行其他操作 ( 干燥塔原始電控設計具有的功能 )。雙路電源切換斷電時間在 30 s 以內,機組運行工況允許 3 臺儀用空壓機干燥塔可同時斷電停運5 ~ 7 min,雙路電源切換時間能滿足壓力變送器系統正常工作的要求。

              (3) 在 380 V 公用 PCA 段和 PCB 段配電柜處,雙路電源切換裝置對應的電源開關額定電流都選用80A,新敷設雙路電源切換裝置的進線、出線電纜(ZR-VV22-4×6 mm2)。

              3.2 完善干燥塔電源工作狀態信號監視回路
              在雙路電源自動切換裝置箱內部安裝 1 只中間繼電器 ( MY4 型,線圈電壓 AC 220 V ),繼電器線圈電源引自雙電源切換裝置的出線端。利用繼電器的常開、常閉信號觸點,使雙電源切換裝置的合閘信號 ( 干燥塔帶電工作狀態 )、分閘信號 ( 干燥塔失電停運狀態 ) 進入機組DCS 控制系統,并顯示在 DCS 監控畫面上。敷設雙電源切換裝置的運行狀態信號 DCS 監視電纜( DJVPVP-3×2×1.0 mm2)。
              3.3 完善壓力變送器系統壓力信號監視回路
              在壓力變送器母管上安裝 1 只信號遠傳壓力變送器 (智能型、數顯式,電源 24 V DC,輸出4 ~ 20 mA DC,量程 0 ~ 1.6 MPa),使壓力變送器的系統壓力信號進入機組 DCS 并顯示在其監控畫面上。敷設壓力變送器母管壓力信號 DCS監視電纜 ( DJVPVP-2×2×1.0 mm2)。改進后的儀用空壓機干燥塔電源和 DCS 監控接線如圖 2 所示。

              3.4 全面檢修設備
              將 3 臺儀用空壓機干燥塔逐臺停運,對其本體及電控、熱控元器件進行一次全面檢查和保養,消除設備缺陷。

              3.5 整改時間安排
              因儀用空壓機及其干燥塔為機組公用設備,3臺空壓機及其干燥塔不能同時斷電停運??諌簷C干燥塔的電源改進及相關信號監視回路的完善工作,安排在 2 臺機組全部停運期間進行。
              4 整改效果
              儀用空壓機干燥塔電源改為雙電源后,提高了干燥塔的供電可靠性,避免了因 380 V 儀用空壓機MCC 段母線失壓,3 臺儀用空壓機干燥塔長時間斷電停運,其入口電磁閥持續關閉,壓力變送器供氣母管壓力下降這一故障的發生,滿足了干燥塔及其附屬設備穩定工作的要求,保證了壓力變送器供氣母管壓力穩定和現場氣動閥的正常動作。干燥塔電源信號和壓縮空氣母管壓力信號接入機組 DCS 控制系統后,運行人員能從集控室遠方實時監視和掌握 3 臺干燥塔電源工況,以及壓縮空氣母管壓力變化情況,及時發現和處理設備異常,縮短設備故障持續時間,避免故障擴大。儀用空壓機干燥塔電源改進,電氣回路設計簡單合理,運行效果良好,為壓力變送器系統和 2臺機組的安全穩定運行創造了條件。

              5 結束語
              火電廠壓力變送器系統壓力降低后,會造成汽機和鍋爐就地開關型、調節型氣動閥無法正常開
          關、調整,若系統壓力在一定時間內不能恢復正常,還會導致發電機組主設備損壞和機組跳閘。因此,在現場工作中,要從電氣、熱工等方面采取各種措施,確保儀用空壓機及其干燥塔可靠工作,壓力變送器系統壓力穩定,并始終保持在合格范圍內。