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火电企业热控专业安全查评问题及改进

火电企业热控专业安全查评问题及改进

产品说明:摘要: 《防止电力生产事故的二十五项重点要求》[1]等一批新规定的实施,对火电企业安全性综合评价提出新的要求和重点,对近 2 年热控专业查评中存在的 5 类普遍且重要的问题进行了解析,并依据规程提出改进思路。

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  • 产品说明

     摘要: 《防止电力生产事故的二十五项重点要求》[1]等一批新规定的实施,对火电企业安全性综合评价提出新的要求和重点,对近 2 年热控专业查评中存在的 5 类普遍且重要的问题进行了解析,并依据规程提出改进思路。

    火电企业安全性评价为企业在设计及生产中进行 “人”、“机”、“环”、“管”系统本质安全化建设提供科学的依据,可以预测生产系统事故隐患,为预防性治理提供科学依据。随着 《防止电力生产事故的二十五项重点要求》、 《火力发电厂热工自动化系统可靠性评估技术导则》[2] (以下简称《导则》) 等一批热控专业新电力技术规范和标准实施,华电集团 2011 版 《火电企业安全性综合评价》热控部分进行了修订,新增了许多详细的隐患排查治理的要求, 《导则》作为重要查评依据,由于对规程的理解和执行存在较大差距,有 5 个方面存在相似或共性问题,特别值得注意。

    1 DCS 电源存在的问题与改进
    1. 1 外围辅控系统双电源供电不规范
    例如某厂 2 台机组,公用的空压机房控制系统PLC 的 2 路供电电源取自同 1 台机组,不符合 《导 则》规程 6. 5. 1. 1 条关于电源系统冗余配置的要求,本条款第 5 项规定: 公用系统电源,应分别取自 2 台机组 DCS 供电电源,经无扰切换后供给。某厂制氢站控制系统 PLC 电源虽然取自 2 台机组电源,但因为巡检不到位,又无电源报警,导致 1路电源长期没有电,实际失去了电源冗余配置,对于重要主、辅系统的热控电源,增加电源失去报警是很有必要的。

    1. 2 操作员站、工程师站电源不规范
    各操作员站、工程师站电源,未分配在 2 路电源上或只通过一个电源切换装置供电。例如: 某厂包括工程师站和操作员站在内的所有上位机,均通过 DCS 电源柜切换后的同一路电源供电,一旦电源切换装置故障,将导致所有上位机失电,现场设备失去监控; 某厂的 2 路数据交换机使用 1 个插排供电,一旦电源插排故障,所有上位机数据将中断。以上问题均不符合 《导则》规 程 6. 5. 1. 1 条关于电源系统冗余配置的要求,本条款第 2 项规定: 各操作员站、工程师站、实时数据服务器、通信网络设备的工作电源,应分别单独接自电源分配柜的冗余电源,通过双电源模块接入,否则操作员站和通信网络设备的电源应合理分配在2 路电源上。

    1. 3 控制器电源与机柜风扇电源不规范
    有一个问题需要引起特别重视,控制器电源与机柜风扇电源未分开布置。例如某厂 2 号机组 ETS 机柜风扇电源取自工作电源的第 2 路,风扇线圈短路导致 ETS 机柜工作电源故障,因此像控制机柜的冷却风扇、照明等电源,应利用检修机会敷设独立于控制系统之外的电源,确保控制系统电源的专用性、独立性、可靠性。

    2 对 DCS 应急处理预案方面的改进
    在查评中普遍存在的问题: 有的无 DCS 应急处理预案,有的 DCS 应急处理预案流于形式,编制不详细,指导性和可操作性不强,大都没有开展相关培训和演练。依据 《防止电力生产事故的二十五项重点要求》中 9. 3. 1 条的要求: 结合机组的具体情况,建立 DCS 故障应急处理机制,制订在各种情况下切实可操作的 DCS 故障应急处理预案,并定期进行有针对性的反事故演习。

    除对应急预案和演练不重视,有的则是不知道如何编制应急预案,建议按照 《火力发电厂分散控制系统故障应急处理导则》[3]的要求,参考 《火电厂热控系统可靠性配置与事故预控》附录,分类编制 DCS 应急处理预案,同时每年有针对性地按照 DCS 应急处理预案进行反事故演习,对演习中发现的不足和问题及时进行更改,确保 DCS 应急处理预案准确实用。随着 DCS 系统在役年限增长,DCS 系统故障几率不断增加,有效实用的 DCS应急预案制订会显现应有的作用。

    3 主机重要保护配置不合理的问题与改进
    3. 1 主保护信号不能全程冗余
    按照 《防止电力生产事故的二十五项重点要求》中第 9. 4. 3 条的要求: 所有重要的主、辅机保护都应采用 “三取二”的逻辑判断方式,保护信号应遵循从取样点到输入模件全程相对独立的原则,确因系统原因测点数量不够,应有防保护误动措施。但查评中依然发现存在以下几种类型的未全程冗余的情况: 如某厂 3 号、4 号机组 ETS 系统MFT1 和 MFT2 信号以及发电机保护 1、发电机保护 2、发电机保护 3 信号布置在同一块 DI 卡件上,一旦卡件故障将引起保护误动或拒动; 某公司失去火检冷却风主保护中,火检冷却风压力低 3 个开关使用了 1 根多芯电缆,未全程冗余,一旦该电缆故障,将导致主保护误动或拒动。

    3. 2 主要保护未投入或存在拒动
    如某发电企业锅炉总风量低保护信号未投入,不但不符合 《火力发电厂锅炉炉膛安全监控系统技术规程》[4]第 5. 5. 1 条中关于 MFT 动作基本条件的要求,也体现了对安全和技术管理的缺失。某公司设置的失去火检冷却风保护逻辑设计为火检冷却风压低且火检冷却风机全停,起不到保护火检作用,当压力已经很低而火检风机运行时,机组不能触发 MFT 动作。5. 5. 1 条关于 MFT 动作条件中第s) 项: 失去火检冷却风应设置逻辑为火检冷却风压低,或火检冷却风全停其中之一,或火检冷却风保护延时时间过长。

    3. 3 对汽机主要保护重视程度不够
    如某厂 3 号、4 号机组 ETS 系统汽轮机高压排汽压力高、汽轮机超速保护信号等均为单点信号,汽轮机高压排汽压力高保护从 DEH 系统到 ETS 只有一路硬接线信号,汽轮机超速保护从 DEH 系统到 ETS 只有一路硬接线信号,保护存在误动、拒动的风险; 多个公司未投入主油箱油位低跳机保护,没有吸取某公司主油箱漏油的事故教训。应依据 《防止电力生产事故的二十五项重点要求》第 8. 4. 9 条要求: 设置主油箱油位低跳机保护,采用测量可靠、稳定性好的液位测量方法,并采取三取二的方式,保护动作值应考虑机组跳闸后的惰走时间。机组运行中发生油系统泄漏时,应申请停机处理,避免处理不当造成大量跑油,导致烧瓦。

    4 后备硬手操回路设置的问题与改进
    4. 1 手动跳机硬手操回路问题
    某公司手动跳机硬手操回路检查接线发现,手 动 ETS 按钮回路接至 DEH,由经 DO 输出驱动 ETS停机回 路,没有直接至停机驱动回路,不 符 合《大中型火力发电厂设计规范》[5]第 15. 6. 1. 4 条:在控制台上必须设置总燃料跳闸、停止汽轮机和解列发电机的跳闸按钮,并应采用双重按钮或带盖的单按钮; 跳闸按钮应直接接至停炉、停机的驱动回路的要求。后备硬手操回路一定注意硬接线接入和保护优先的原则。

    4. 2 锅炉安全门后备操作回路不完整
    如某公司因原锅炉安全门控制系统中的就地数显表故障,压力高起座和低回座通过高温过热器出口变送器在 DCS 中取门坎值送至控制回路,导致后备操作功能不完整; 某公司锅炉安全门在操作员站实现操作,压力高起座和低回座开关直接在逻辑中实现开关锅炉安全门,无后备手操按钮; 某公司因锅炉安全门电磁阀故障无备品投入,以上情况均不符合 《大中型火力发电厂设计规范》第 15. 9. 8条的要求: 在控制系统发生电源消失、通信中断、全部操作员站失去功能、重要控制站失去控制和保护功能等全局性或重大故障的情况下,应设置确保机组紧急安全停机的独立于控制系统的硬接线后备操作手段的规定要求。

    5 机组快速减负荷( RB) 试验未开展的问题
    RB 试验通常作为防止锅炉内爆的重要保护手段,《防止电力生产事故的二十五项重点要求》第 6. 2. 3. 3 条中对 600 MW 机组快速减负荷 (RB) 功能应可靠投用作出明确要求。在查评中发现,某公司 2 台 600 MW 机组自投产以来未投入过 RB 功能,某公司 1 号、2 号机组大修后均未进行 RB 试验。《火力发电机组辅机故障减负荷技术规程》[6]中第5. 2. 2. 1 条,对进行 RB 试验时间做出了要求,在以下情况下应进行 RB 动态试验: ①新建机组正式移交生产前; ②有与 RB 功能相关的主要热力系统和热力设备变更或改造后; ③ MCS、FSSS 或 者DEH 改造后; ④机组大修后要求在修后进行 RB 静态和动态试验。
    经过调研发现,许多发电厂 RB 功能理解不深,有的静态 RB 试验都未进行过,有的因为进行动态试验过程中发生机组跳闸,所以不敢进行 RB动态试验,甚至 RB 不投入。 《火力发电机组辅机故障减负荷技术规程》中对 RB 有明确的技术要求,关于 RB 后燃料系统联动的 “自上而下切粉+自动投油”控制逻辑在实践中成功率较高,可以做尝试,但从近两年出现的一些 RB 不成功案例看,辅机出力限制问题也应该引起重视,在机组检修后进行重要辅机的出力试验,避免 RB 后单台辅机运行出力超限,而引起机组跳闸的情况。

    6 结束语
    安全性评价的每一条款都是经验与教训的总结,对一些共性问题进行说明并不代表其他条款不重要,因此建议火电企业的热控专业,将安全性综合评价与热工自动化系统可靠性评估、技术监督结合起来,从设计源头上保证设备符合标准要求,利用机组检修,按照由主保护到辅机保护,由 DCS系统到就地设备的顺序,进行不间断的隐患自查工作,对不能整改的问题做到心中有数,同时做好风险评估和预控,不断提高热控系统本质安全的程度。

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