近年來,火電機(jī)組由于DCS失電故障引起非計劃停運事故多有發(fā)生,有些機(jī)組甚至由于控制電源系統(tǒng)以及與機(jī)組安全相關(guān)的設(shè)備配置不合理,造成了設(shè)備損壞事故。DCS失電故障已成為影響機(jī)組安全可靠運行的一個重要因素。
對此,湖南省電力試驗研究院根據(jù)文獻(xiàn)[1,2]的相關(guān)要求,對湖南省內(nèi)主要火電機(jī)組進(jìn)行了專項的DCS失電故障預(yù)防、處理及安全措施的調(diào)查和研究,掌握了湖南省內(nèi)火電機(jī)組DCS及其它主要控制系統(tǒng)電源的配置情況,分析了發(fā)生各種失電故障情況下的機(jī)組安全隱患,并從UPS供電結(jié)構(gòu)、DCS內(nèi)部電源配置、操作臺按鈕配置、熱工主保護(hù)和DCS的安全可靠性等多方面提出了具有針對性的建議,以減少機(jī)組的非計劃停運和由于DCS失電故障引起的設(shè)備損壞事故。
一、主要問題分析
調(diào)查發(fā)現(xiàn),各火電廠的DCS電源系統(tǒng)目前總體情況較好,但是由于基建設(shè)計和理解上的差異,還存在以下共性的問題。
(1)大多機(jī)組DCS的電源配置不合理,部分機(jī)組采用單個UPS提供2路電源的供電方式(共用一根出口饋線應(yīng)認(rèn)為是單個UPS),還有部分老機(jī)組采用2臺機(jī)組UPS互為備用的供電方式。這樣,當(dāng)1臺機(jī)組的UPS檢修時,另1臺機(jī)組控制電源則為單路供電。
(2)部分機(jī)組抽汽逆止閥、燃油跳閘閥等設(shè)備采用雙線圈控制電磁閥,當(dāng)控制系統(tǒng)失電后,汽輪機(jī)則存在超速危險,鍋爐不能完全切除燃料;個別新投產(chǎn)的機(jī)組磨煤機(jī)油泵、空氣預(yù)熱器控制采用長信號控制,一旦DCS失電,將導(dǎo)致磨煤機(jī)油泵、空氣預(yù)熱器停止運行,造成設(shè)備損壞。
(3)部分無DEH功能的老機(jī)組汽輪機(jī)跳閘系統(tǒng)采用帶電動作設(shè)計,又沒有可靠的電源(如直流電源)和電源回路結(jié)構(gòu),當(dāng)控制系統(tǒng)失電時,手動跳閘按鈕無法跳閘汽輪機(jī),只能就地打閘停止汽輪機(jī)運行。
(4)部分機(jī)組不滿足操作員站及少數(shù)重要操作按鈕的配置應(yīng)能在機(jī)組各種工況下的操作要求,特別是緊急故障處理的要求,緊急故障情況的處理手段不完備,有的甚至沒有配置MFT跳閘繼電器組。
(5)部分機(jī)組DCS及主要控制、保護(hù)系統(tǒng)的電源監(jiān)視、報警系統(tǒng)不完善。
二、建議
2.lDCS供電電源配置
對UPS的工作電源、旁路電源、直流電源均應(yīng)有失電報警功能,且各電源電壓信號應(yīng)進(jìn)入故障錄波裝置和DCS,以便監(jiān)視;DCS應(yīng)由l路UPS、1路保安電源進(jìn)行供電,或2路相互獨立的UPS進(jìn)行供電。這2路供電電源應(yīng)分別取自機(jī)、爐工作段;ETS、TSI、火焰檢測等系統(tǒng)應(yīng)采用和DCS相同的電源結(jié)構(gòu);應(yīng)對UPS定期進(jìn)行切換試驗,工作電源和備用電源的切換時間應(yīng)小于5ms。
2.2DCS內(nèi)部電源配置
DCS內(nèi)部的電源配置應(yīng)采用以下2種方式:(1)ZN方式。每個模件柜有2(或4)個電源模件,一半電源模件由主電源供電,另一半電源模件由副電源供電。電源模件輸出的直流電源并聯(lián),作為I/0模件、主控制器和現(xiàn)場設(shè)備工作電源;(2)2路交流進(jìn)線電源互為切換備用方式。A(B)路電源的主電源為A(B)路交流進(jìn)線電源,當(dāng)A(B)路進(jìn)線電源失去時,切換到B(A)路進(jìn)線電源供電,當(dāng)A(B)路進(jìn)線電源恢復(fù)時,又切為A(B)路進(jìn)線電源供電,切換后的A、B2路電源分別提供控制系統(tǒng)一半的電源模件使用。這樣,即使電源切換不成功,也至少有一半的電源模件能夠正常工作,以維持DCS正常運行。部分老機(jī)組DCS電源不能互為備用,當(dāng)1路進(jìn)線電源喪失時,將有一半的電源模件和控制器停止工作,這種電源方式極不安全,必須改造。