DCS失电故障 安全隐患预防措施.docx

DCS失电故障 安全隐患预防措施 近年来,火电机组由于DCS失电故障引起非计划停运事故多有发生,有些机组甚至由于掌握电源系统以及与机组安全相关的设备配置不合理,造成了设备损坏事故DCS失电故障已成为影响机组安全牢靠运行的一个重要因素 对此,X省电力试验研究院依据文献的相关要求,对X省内主要火电机组进行了专项的DCS失电故障预防、处理及安全措施的调查和研究,把握了X省内火电机组DCS及其它主要掌握系统电源的配置状况,分析了发生各种失电故障状况下的机组安全隐患,并从UPS供电结构、DCS内部电源配置、操作台按钮配置、热工主保护和DCS的安全牢靠性等多方面提出了具有针对性的建议,以削减机组的非计划停运和由于DCS失电故障引起的设备损坏事故 一、主要问题分析 调查发觉,各火电厂的DCS电源系统目前总体状况较好,但是由于基建设计和理解上的差异,还存在以下共性的问题 (1)大多机组DCS的电源配置不合理,部分机组采用单个UPS供应2路电源的供电方式(共用一根出口馈线应认为是单个UPS),还有部分老机组采用2台机组UPS互为备用的供电方式这样,当1台机组的UPS检修时,另1台机组掌握电源则为单路供电。

(2)部分机组抽汽逆止阀、燃油跳闸阀等设备采用双线圈掌握电磁阀,当掌握系统失电后,汽轮机则存在超速危急,锅炉不能完全切除燃料;个别新投产的机组磨煤机油泵、空气预热器掌握采用长信号掌握,一旦DCS失电,将导致磨煤机油泵、空气预热器停止运行,造成设备损坏 (3)部分无DEH功能的老机组汽轮机跳闸系统采用带电动作设计,又没有牢靠的电源(如直流电源)和电源回路结构,当掌握系统失电时,手动跳闸按钮无法跳闸汽轮机,只能就地打闸停止汽轮机运行 (4)部分机组不满意操作员站及少数重要操作按钮的配置应能在机组各种工况下的操作要求,特殊是紧急故障处理的要求,紧急故障状况的处理手段不完备,有的甚至没有配置MFT跳闸继电器组 (5)部分机组DCS及主要掌握、保护系统的电源监视、报警系统不完善 二、建议 2.lDCS供电电源配置 对UPS的工作电源、旁路电源、直流电源均应有失电报警功能,且各电源电压信号应进入故障录波装置和DCS,以便监视;DCS应由l路UPS、1路保安电源进行供电,或2路相互独立的UPS进行供电这2路供电电源应分别取自机、炉工作段;ETS、TSI、火焰检测等系统应采用和DCS相同的电源结构;应对UPS定期进行切换试验,工作电源和备用电源的切换时间应小于5ms。

2.2DCS内部电源配置 DCS内部的电源配置应采用以下2种方式:(1)ZN方式每个模件柜有2(或4)个电源模件,一半电源模件由主电源供电,另一半电源模件由副电源供电电源模件输出的直流电源并联,作为I/0模件、主掌握器和现场设备工作电源;(2)2路交流进线电源互为切换备用方式A(B)路电源的主电源为A(B)路交流进线电源,当A(B)路进线电源失去时,切换到B(A)路进线电源供电,当A(B)路进线电源恢复时,又切为A(B)路进线电源供电,切换后的A、B2路电源分别供应掌握系统一半的电源模件使用这样,即使电源切换不成功,也至少有一半的电源模件能够正常工作,以维持DCS正常运行部分老机组DCS电源不能互为备用,当1路进线电源丢失时,将有一半的电源模件和掌握器停止工作,这种电源方式极担心全,必需改造 火焰检测装置、TSI及热工仪表电源柜等均应由2路不同来源的交流电源供电(可与DCS机柜电源来源相同),或采用经过切换后的电源 各操作员站和工程师站应采用2路切换后的电源,或者将2路供电电源、切换后的电源分别向不同的操作员站供电,以保证一路电源丢失时,至少有1台操作员站可用。

DI模件的查询电压建议为直流+48V,以增加信号的抗干扰能力 此外,还应对DCS及ETS、TSI、火焰检测装置等的任意1路电源进行监视,如有条件还可设计DCS电源电压超限、2路电源偏差大、风扇故障以及隔离变压器超温等报警信号,以便准时发觉DCS电源系统故障 2.3操作台按钮配置 手动停炉和停机按钮应各配置2个,每个按钮供应多对常开(闭)触点,2-2串(并)联输出,即只有2个按钮同时按下时,才发出手动停炉或停机指令其中部分触点作为DI信号进入FSSS和ETS构成触发停炉、停机的软件跳闸信号,部分触点串联接入MFT跳闸继电器、紧急跳闸系统(AST)跳闸电磁阀的掌握回路中,实现硬件跳闸信号 给水泵汽轮机手动停机按钮和交、直流润滑油泵的起动按钮均必需设置为:给水泵汽轮机的手动停机信号,可以采用1路进入DCS参与规律运算,1路串联接入跳闸电磁阀的掌握回路中,保证失去电源也能够牢靠停机;交、直流润滑油泵的起动按钮,应直接接入润滑油泵电气起动回路中,同时润滑油压力低的信号也应串联接入电气起动回路这样,一旦发生DCS失电停机,润滑油泵在没有DCS掌握的状况下也能够自动起动,保证汽轮机的安全运行。

2.4热工主保护系统的配置 对于采用DCS实现MFT保护的机组,应配置独立的MFT跳闸继电器组该跳闸继电器组可以采用带电动作或失电动作设计:假如设计为带电动作,应使用由2路不同电源(1路交流220V,直流1lOV)构成并联回路,即任意回路动作都应停炉交流220V和直流1lOV2路电源都应有失电报警信号假如设计为失电动作,则不能使用2路交流电源(交流电源切换时可能造成短暂失电),可使用FSSS公用机柜本身供应的直流电源MFT跳闸继电器组的输出应不通过DCS,直接接入就地设备的跳闸回路 ETS采用失电动作设计危险遮断系统无论是和ETS一体化布置,还是和DEH一体化布置,均应将手动停机按钮输出接点在危险遮断回路中与掌握系统发出的软件跳闸信号并联 2.5其它相关设备的配置 抽汽逆止阀、疏水阀、燃油跳闸阀等建议从热工仪表电源柜中取电源,并采用单线圈电磁阀失电动作的设计机组最好配有空气引导阀,当DCS失电引起汽轮机跳闸后,切断抽汽逆止阀和疏水阀的压缩空气,使抽汽逆止阀能够关闭,疏水阀能够打开目前大多机组在疏水阀后串联了1个电动阀,若该电动阀在失电时不能转变状态,则依据汽轮机防进水保护的要求,在机组正常运行中该电动阀必需打开。

受DCS掌握且在停机停炉后不应立刻停运的设备,如空气预热器电机、重要辅机的油泵、火焰检测冷却风机等,必需采用脉冲信号掌握,以避免当DCS失电引起停机停炉后,这些设备停运可能损坏重要辅机甚至主设备 2.6制定DCS失电故障的反事故措施 由于机组设备的复杂性,DCS失电的故障状况有多种,有些可能是部分失去,有些只是短暂失去(小于1s),有些可能长时间失去甚至全厂失电为了防止DCS失电故障处理不当而扩大事故,需要制定牢靠的DCS失电故障的反事故措施,并经常预演和不断完善 三、结语 DCS失电故障的预防和处理,关系着火电机组的安全牢靠运行,若有不慎,很可能引发辅机甚至主设备损坏事故通过对X省内多台新老火电机组现状的调查和分析表明,在DCS失电的故障状况下,大多数火电机组均存在或多或少的安全隐患通过一系列技术改进措施,以及制定牢靠的反事故措施,是能够消退这些隐患,从而更牢靠地保障机组的安全运行 编辑部职责网吧职责网点职责 网站职责网管员职责网管职责 - 6 -。