《旁路系统Q》PPT课件.ppt

提高旁路控制系统的可靠性 热控自动班QC小组 发布人 韩建玲 小组概况 段君寨男40大学生产厂长组长孙学军男35大学主任组织协调韩荣利男35大学副主任组织协调邵鹏男34大专设备组长技术指导陈贞杰男37大专班长班组管理闫超男29大专技术员方案设计张秀云女31大专设备组长方案实施孙风泉男31大专设备组长方案实施刘飞男29大专设备组长方案实施林端辉男32大专设备主人方案实施宋莉男31大专设备主人方案实施韩建玲女34大专设备主人活动记录 旁路及其控制系统简介 旁路 是与汽轮机并联的蒸汽减温减压系统 作用 一是在机组故障时 快速投入旁路系统 二是在旁路投入后 进行蒸汽压力和温度调节 旁路系统可分为高旁和低旁两大部分 高旁主要作用是机组启动时 加快启动速度 改善启动条件 在停机和RB时防止再热器超温和改善机炉匹配条件 低旁的作用是回收工质 组成 旁路蒸汽管道 阀门及其控制系统 执行机构 主汽阀 调节汽阀 主蒸汽 冷 再 热 蒸 汽 再热调节汽阀 再热主汽阀 热再热蒸汽 低压缸 冷凝器 高压缸 中压缸 连通管 低旁压力阀 高旁压力阀 高排逆止阀 再热器 低旁喷水 高旁喷水 旁路及其控制系统现状 5机组为上海汽轮机厂设计 制造的N125 13 24 535 535型汽轮机组 旁路系统包括 级旁路减压减温装置 级旁路减压减温装置 减温装置 原旁路控制系统 执行机构均采用上海电站辅机厂的设备 由于上海电站辅机厂控制系统中的执行机构运行过程中容易卡涩 远方无法操作 影响机组的正常启动 而且设备构造简单 陈旧老化 控制系统及执行机构老化 在运行中存在较大安全隐患 系统简介 旁路及其控制系统现状 2003年1 12月 5机组旁路控制系统异常情况统计表 确定课题方向 针对 5机组的旁路控制系统的动作可靠率仅为82 3 且无联锁保护功能 远远低于可靠率100 的公司标准 因此我们选择了课题 提高旁路控制系统的可靠性 确定课题 旁路控制系统的动作可靠率目标柱状图 课题目标 100 旁路控制系统10090807050300 动作可靠率 82 3 100 自动保护率 0 可行性分析 1 是提高设备健康水平的要求 2 是我厂安全性评价的要求 3 是我厂保持企业形象的要求 1 小组成员参加过30万机组旁路系统的调试工作 对旁路的结构原理熟悉 掌握其问题规律 2 小组成员业务素质较高 解决问题的能力较强 信心足 干劲高 3 成员对改进思路有充分的构想 4 目前 国内的各DCS系统性能准确可靠 对机组改造加装DCS系统经验丰富 必要性 可行性 原因分析 确认一 回路设计不完善 验证人 刘飞宋莉时间 2004 1 28 确认二 运行人员操作量大且无法投入自动 开停机组时 运行人员根据汽压 温度时刻进行手动调节阀门开关 机组跳闸时运行人员监控和调节的参数较多 旁路阀压力 温度无法自动控制 曾经延迟了阀门的动作 引起锅炉安全阀动作 但是 并没有由于操作不当而造成过旁路系统的操作故障 结论 非要因 验证人 陈贞杰时间 2004 2 17 确认方法 向运行人员调查了解 确认三 无故障信号报警 旁路产生的故障 阀门操作不动阀后压力超压阀后温度超温 分析认为 由于运行操作原因或设备原因引起设备故障 而集控室没有故障信号报警 一旦旁路系统有故障出现时 就不能被及时发现 及时处理 这样势必直接影响旁路阀的可靠动作 运行人员无法及时发现而发生故障 结论 要因确认人 韩建玲验证日期 2004 3 15 确认四 设备陈旧 无后备操作设备不冗余 验证人 闫超验证日期 2004 3 26 结论 是要因 分析认为 伺服机构是执行器动作可靠的基础 在实际工作中 旁路系统各阀门由DCS直接发出220V交流电压直接驱动电动执行器转动 通过连杆带动阀门开关 执行器电机和位置反馈常年运行老化 是影响旁路系统可靠性 阀门拒动的主要原因 且执行器一旦发生故障后 控制室远方无法操作 只能通知检修人员到就地检修 且无法及时修复时 只能就地手动开关阀门 确认五 无控制逻辑 不能实现快开快关功能 确认六 手动操作 阀门间无闭锁保护限制功能 旁路控制逻辑无法实现 各阀门均为纯手动操作 开关顺序均由运行人员评经验操作 一旦阀门出现故障或操作错误 就会引起再热器超温超压 损坏设备 事故情况下还会造成安全阀动作 影响企业形象 结论 是要因 验证人 孙风泉张秀云时间 2004 4 11 确认七 执行器与阀门配合设计不当 配合方式 执行机构与阀门之间采用复杂的杠杆连接 机械摩擦阻力大 导致执行机构启动力矩大 不能正常动作 严重影响了调节门动作质量 机组满负荷跳闸时 低旁减压阀门背压大 导致执行机构开阀门时 将连杆顶弯 以上充分说明执行机构设计不当 但是设备属于机务 所以是非要因 结论 非要因 验证人 韩建玲林端辉时间 2004 5 18 主要原因 对策实施一 控制回路设计不完善 为保证改造成功 QC小组事先向兄弟电厂和部分厂家进行了大量的调查和收资 针对原N125MW机组旁路控制系统设备单一 陈旧老化的现状和调查情况上报公司和厂部申请改为新华公司生产的旁路系统 上海新华公司生产的XDPS 400分散控制系统BPC V型BPS控制系统 加装 DPU控制柜 就地阀门控制部分 操作员 工程师站与DEH系统公用 旁路系统操作画面设计三个按钮开关 分别是 旁路投入 切除 按钮 旁路联锁投入 切除 按钮 旁路闭锁投入 切除 按钮 操作时均有确认画面 实施人 邵鹏闫超时间 2004 2 2004 6 对策实施一 控制回路设计不完善 操作站控制柜电源分散处理单元输入 输出卡端子板站控制卡就地执行机构 控制系统结构示意图 对策实施一 控制回路设计不完善 自动控制具有以下4个控制回路高旁压力调节高旁温度调节低旁压力调节低旁温度调节阀位软手操在CRT上手动操作各个旁路阀门可分别投入 自动 软手操 运行方式硬手动控制通过开关电磁阀直接操作阀门 对策实施二 无故障信号报警 根据机组安全运行要求 增加10条重要的报警故障信号 发生故障时及时通知运行人员进行问题分析和检修人员处理缺陷 具体条目见左图 旁路报警画面 设计实施人 段君寨闫超时间 2004 11 对策实施三 无后备操作 设备不冗余 阀位软手操正常时 在CRT上手动操作各个旁路阀可分别投入 自动 软手操 运行方式开关 控制执行机构电液比例伺服阀动作阀门 硬手动控制在电液比例伺服阀油口堵塞 操作不动情况下通过快开 快关按钮控制开 关和闭锁电磁阀直接操作阀门动作 每次动作20 左右阀门行程 设计实施人 邵鹏闫超时间 2004 11 对策实施三 无后备操作 设备不冗余 采用新华电液伺服机构 控制动力源为EH油 开关电磁阀与伺服阀油路并联 由闭锁阀切断两者油路 开关电磁阀操作阀门时 伺服阀指令自动跟踪当前阀位 设计 段君寨实施 陈贞杰时间 2004 11 电液伺服机构油路示意图 至EH油站 对策实施三 无后备操作 设备不冗余 分散处理单元DPU冗余配置控制电源冗余配置通讯网络冗余配置执行机构伺服阀冗余配置执行机构反馈冗余配置 重要部件冗余配置 对策实施四 控制逻辑简单 不能实现快开快关功能 高压旁路与低压旁路联锁快开 各阀门强制投自动 当前值为设定值快关 先关高旁 延时5秒后 再关低旁高旁快关 保护再热器再热器进口温度 450 高旁喷水压力低 15MPa低旁快关 保护冷凝器冷凝器真空低 65KPa低旁减温器后温度 160 低旁喷水压力低 0 3MPa快关优先于快开 增加控制逻辑 设计实施人 段君寨闫超时间 2004 11 对策实施四 控制逻辑简单 不能实现快开快关功能 旁路闭锁信号 旁路联锁信号 对策实施五 控制逻辑功能少 高旁 低旁压力控制阀和减温阀的开度受手动或自动指令的控制 旁路后温度对旁路系统阀门开关的控制优先于旁路前压力对旁路阀门开关的控制 即压力控制信号和温度控制信号同时出现时 执行温度控制 自动投入时 高旁后压力信号进入低旁压力自动系统做前馈信号 高旁 低旁后压力信号进入相应高 低旁减温自动系统做前馈信号 减压阀无论在手 自动还是闭锁情况下 阀位指令均跟踪阀位反馈 完善自动调节功能 设计 实施人 段君寨邵鹏时间 2004 11 对策实施五 控制逻辑功能少 温度控制优先于压力控制 高低旁减压门打开时 减温水自动投入在自动状态 以达到自动减温的目的 旁路减压阀与减温阀开启 关闭联锁高旁后压力大于3 6MPa 高旁后温度大于420 高旁减压调整门能关不能开 低旁后温度大于170 低旁减压调整门能关不能开 三级减温调整门随低旁减压阀开度大于5 时自动开启并保持全开 旁路控制系统在任意状态下切除时 旁路控制系统自动关闭所有控制阀门 电动截止门除外 同时闭锁所有控制阀门的开起 高旁减压电动隔离门 高旁减温水电动隔离门 低旁减温水电动隔离门应随旁路联锁动作时自动开启 手动关闭 增加阀门间联动逻辑 设计 实施人 段君寨闫超时间 2004 11 效果对比一 2004年12月 2005年5月 5机组旁路控制系统异常情况统计表 效果对比一 旁路控制系统10090807050300 动作可靠率 100 自动保护率 100 目标实现了 效果对比二 这是措施实施后 进行了旁路功能试验 旁路系统各阀门自动开启的情况 保证了压力未超过安全阀动作值 效益分析一 从2004年11月底到至今 我们对 5机组的旁路控制系统作了跟踪检查测试 运行情况良好 开停机组和事故跳机时阀门动作可靠率 自动保护率均达到100 完全达到加快机组启动速度 改善启动条件 在停机和RB时防止再热器超温和改善机炉匹配条件和回收工质的效果 大大促进了机组的安全经济稳定的运行 维持了企业形象和安全性评价要求 一 安全效益 效益分析二 1 节约投资 效益大本次QC活动 仅重点更换高低旁减压执行机构 加装DPU控制柜阻和部分测点共花费50万元人民币 而工程师 操作员站工控机 EH油站和部分测点与DEH系统共享 三个减温门未改造 可以节约投资近100万元 我们以节约的投资的方法获得了最安全经济的效益 二 经济效益分析 效益分析二 2 直接效益 由于旁路控制系统动作可靠性的提高 机组跳机时 蒸汽工质可以全部回收 经查阅运行有关资料得知 主蒸汽安全阀排气量130t h 2个 再热器安全阀排气量190t h 4个 按每次跳机 安全阀动作20分钟计算 因此可得出 可回收 130 2 190 4 3 340 t 软化水 按每吨软化水300元计算 每次跳机可节省 340 300 102000元 效益分析二 3 间接效益 1 以前 由于手动调节被控参数 调节品质不良 极易造成再热器和凝汽器超温超压 造成管道的使用寿命下降 磨损严重时 就要花费极大的精力和资金进行管道的更换 尤其是当阀后温度高时 会造成热交换管超温爆管 严重时会直接影响机组的安全运行 旁路系统此次最成功的就是温度控制优先于压力控制 防止了再热器 凝汽器超压 超温 保护了管道 其间接效益不可估量 2 节约机组启动时间 机组每开停机一次的费用高达15万元 影响电量6750MWh 按每度电0 22元计算 经济损失148 5万元 两项合计效益为163 5万元 3 节约燃油 经调查了解 由于旁