一起因低加虚假水位导致跳机的事故分析.pdf

S 电 力 安全 技 术 第l 5 卷( 2 0 1 3 年 第8 期 ) 一 起因低加虚假水位导致跳机的事故分析 1 事故概述 严 亮 ( 淮浙煤 电有限责任公 司凤 台发电分公司，安徽 淮南 2 3 2 0 0 0 ) 某 电厂有 2台 6 0 0 MW 超临界机组。当 日，l 号机组带负荷 6 0 0 MW ，C C S正常运行。运行 中， 因 l 号机 8 B低加正常疏水阀卡在 5 位置处，必 须进行检修处理，因此隔离 8 B低加正常疏水调节 阀。在隔离过程中，8 B低加疏水水位高高高保护 动作，水侧切旁路。 随 后， 当 6号 低 加 水 位 开 始 上 升 并 达 到 1 2 0 ml T l 时 ，水 位 高 值保 护 动 作，6号 低 加 撤 出。接着 5号低加水位也开始上升，当水位上升至 1 2 0mm 时，水位高值保护动作 ，5 号低加 随即 撤出。由于 5 ，6 号低加水位高值保护动作，造 成除氧器压力、水温下降，四级抽汽量增大，负荷 波动，除氧器水位缓慢上升。发现除氧器水位异常 变动后，解除水位自 动手操制。 最终， 当除氧器水位达到高值 ( 2 4 1 0 mm) 时 ， 保护动作，四抽 电动总阀及 四抽至除氧器 电动阀关 闭。在将小机供汽切换至冷再高压供汽过程 中，小 机 出力快速下降，导致给水流量低低 MF T，主机 及小机 A B均跳闸，同时发电机逆功率保护动作 正确，厂用电切换正常。 2 原因分析 ( 1 )由于 8 B低加水位高值保护动作，水侧 切旁路 ，造成 5 ，6 号低加进水温度突然大幅下降， 5 ，6号低加出现严重虚假水位。低加疏水 自动调 节难 以控制住该虚假水位 ，导致 5 ，6号低加水位 快速上升至 1 2 0 mm高值，低加保护动作。由于 运行人员经验不足，对 8 B低加正常疏水调节阀隔 离过程 中产生的虚假水位估计不准 ，在关 8 B低加 正常疏水、开事故疏水的隔离操作过程中，没有控 制好 8 B低加水位 ，导致 8 B低加水位高值保护 一 一 动作，7 B，8 B低加水侧切旁路。 ( 2 )5 ，6号低加在工况快速变化时，产生严重 的虚假水位。7 B，8 B低加切水侧后 ，6 号低加正 常疏水 门开度 由 6 3 关至 4 9时，低加水位不升 反降， 由- 3 3 mm最低降至- 6 6 mm。 随后水位 回升 ， 自动调节系统增大疏水门开度以降低水位。疏水门 开度增大后 ，6号低加压力降低 ，汽 一水混合层沸 腾增厚 ，导致正向的虚假水位叠加在真实的水位上 升趋势上 ，严重干扰了低加水位的正常调节。6号 低加水位高 I I 值保护动作打开危急疏水 门后 ，6号 低加内压力继续瞬间降低，在虚假水位作用下低加 水位快速上冲至高值 ，最终导致 6号低加水位高 值保护动作 。 ( 3 )除氧器水位设计为 3路差压式水位计。差 压式水位容易受工况变化的干扰。此次事件中，除 氧器第 3点水位测量值与另外 2点水位测量值在低 加切 除后出现约 2 0 0 mm 的测量偏差 ，并且 3 个点 的水位计测量值波动幅度均明显加大。除氧器 的 3 个水位计沿除氧器由固定端 向扩建端布置，每个 间 隔约 1 0 m。初步分析原因是，因为安装位置不 同， 除氧器工况变化后 ，3 个测点受到的影响不同。造 成第 3点水位较其他 2点偏差大。 ( 4 )O VAT I O N系统 “ 三取中”模块设计有坏 值剔除功能 ，当有 1 点的水位测量值与其他 2点的 测量值的偏差超过预设报警值时，模块输出另 2点 的平均值 ；当另 2点的水位测量值 间的偏差也大于 预设报警值时，模块输出 3点中的最大值。该功能 易造成剔除掉的坏值重新进入运算的缺陷。此次事 件中，5 ， 6 号低加切除后 ， 除氧器第 3 点水位与第 1 ， 2点水位 的偏差开始增大 ，直至超过预设报警值 ( 1 5 0 m m) ，除氧器第 3 点水位被 自动剔除。当除 氧器第 1 ，2 点水位因测量值瞬间波动，偏差也超 过 1 5 0 ml l q_ 时，“ 三取 中”模块选择最大值 ，即第 3点输出。此时除氧器第 3点测量值为 24 2 7mI F l ， 第 l 5 卷 ( 2 0 1 3 年第 8 期 ) 电力 安 全 技 术 除氧器水位高高高 ( 2 4 1 0 mm) 保护动作 ，四抽 电 动总阀及四抽至除氧器 电动阀关闭 ，小机供汽由四 抽切至冷再供汽。 ( 5 )小机正常运行时由四抽供汽，冷再供 汽电 动 阀全开备用 ；当低调门开度超过 8 5 时，高调 门开启 ，冷再供气 电动阀开始供汽，小机供汽示意 如 图 1 所示 。 冷再供汽电 商 低 冷再供汽 四级抽汽 图 1 小机供汽示意 此次事件 中，除氧器水位高高高动作切除四级 抽汽后，四抽电动总阀与四抽至除氧器电动阀同时 关闭。四抽至除氧器 电动阀全关时间约为 9 0 s ，四 抽 电动总阀全关时 间约为 1 5 0 S 。四抽至除氧器 电 动阀先于四抽 电动总阀全关后 ，造成小机供汽压力 短时上升。自动控制系统为维持给水流量，将低调 门开度 由 5 6 8 关至 4 5 8。随后 四抽 电动总阀 关闭，低调 门快速开启 ，进而高调 门开启 ，但在此 之前小机供汽已经严重不足，给水流量极低保护动 作，锅炉 MF T，进而引起汽机跳 闸，发 电机逆功 率保护动作跳闸。 3 防范措施 根据上述原因分析， 可采取以下6 点防范措施。 ( 1 )O VATI ON系统 “ 三取 中”模块在输入值 偏差大时选择最高值作为模块输 出值 ，这种过于强 调保护设备 的设计方式 ， 增加了保护误动的可能性 。 据了解，AB B、西门子 、新华 、日立等 DC S系统 的 “ 三取 中”模块都没有这种异常时取最大值的功 能，只有偏差大报警功能。目前该厂通过将预设报 警值增大至一个极大值 ，屏蔽了 “ 三取中”模块剔 除坏值的功能，即无论任何情况模块输出值始终为 S 中间值。其他 “ 三取 中” 模块也按此原则进行修改。 ( 2 )小机供 汽 由四抽切换 至冷再供汽的过程 中，因为系统特性原因，冷再供汽不及时，造成汽 泵瞬间供汽严重不足，这是此次机组跳闸的直接原 因。事件后了解到 ，其他同类机组也曾发生过类似 跳机事件。为解决汽泵供汽切换不及时的问题，考 虑修改汽泵供汽切换模式： 汽泵低调门控制转速及 给水流量 ，高调门控制汽泵进汽压力 ，进汽压力设 定值为机组负荷的函数。这样当汽泵进汽压力发生 变化时 ，高调门就能够及时开启，从而保证汽泵供 汽稳定。 ( 3 )四抽总门采用的是进 口RO TO RK 电动执 行机构 ，四抽至除氧器隔离门采用的是常州 白云厂 生产的 电动执行机构。为解决 2个 门关闭时间不同 步 ，切断四抽时小机进汽压力先升后降 ，造成汽泵 低调 门关小的问题 ，计划在调停期间更换 四抽至除 氧器隔离门，降低 电动门的关闭速度，使 2个门的 关闭速度尽量同步。 ( 4 )针对除氧器水位测量问题，目前通过对 除 氧器水位测量值增加 5 S 惯性滤波 ，减弱变工况对 测量值跳动的影响。事件前已将 除氧器差压 式水位 计更改为雷达液位计列入技改项 目。雷达液位测量 计对安装方式要求低，不易受工况变化干扰，待技 改后 ，能彻底解决类似问题 。 ( 5 )针对 5 ，6 号低 加在工况快速变化时出现 严重虚假水位的 问题 。事件前 已将 5 ，6号低加水 位测量仪表更改为雷达液位计列入 下年度技改项 目。因雷达液位测量装置不易受工况变化干扰 ，待 技改后，能改善水位测量。作为进一步防范措施， 低加水位 自动系统如何克服 5 ，6号低加变工况时 出现严重虚假水位 的问题 ，以维持低加水位稳定 ， 还有待进一步试验摸索。 ( 6 )进一步加强技术管理精细化工作，加强运 行人员的业务技术培训 ， 提高他们的运行操作技能； 当运行方式出现调整时，加强工况变化对相关系统 参数的影响分析及