汽轮发电机组DEH 故障掉闸的原因及处理

2015-03-19范焕杰

产业与科技论坛 2015年20期

□范焕杰

一、引言

沧州华润热电有限公司一期工程建设有二台2 ×300MW汽轮机发电机组，机组控制系统为ABB 分散控制系统。汽轮机为纯电动调节方式，调节原理为电网负荷指令通过DEH系统转化为汽轮机高调门的开度，控制进汽量，使汽轮机转速与发电机负荷和电网频率平衡。机组在启动和正常运行过程中，DEH 接收CCS 指令或操作人员通过人机接口所发出的增、减指令，采集汽轮机发电机组的转速和功率以及调节阀的位置反馈等信号，进行分析处理，综合运算，输出控制信号到电液伺服阀，改变调节阀的开度，以控制机组的运行。

二、机组掉闸原始经过

2014年10月04日夜班，#1 机组带190MW 负荷，1A、1B汽动给水泵运行，1A、1B、1C、1D 四台磨煤机运行，主汽压力13.7MPa，主汽温度539℃，再热压力2.1MPa，再热温度538℃;机组控制方式为AGC 控制，负荷指令190MW。因有低负荷进行1B 小机轴瓦检查检修工作，做好了并电泵停1B汽泵的操作方案。23:21 负荷降至200MW，值长令启动电泵，逐步退出1B 汽泵运行，准备检修工作。23:52 顺利完成并电泵停小机工作，检查机组参数正常，重要参数趋势图平稳无异常。23:55 分，#1 汽轮机TSI 监视系统中的ETS 跳闸首出“DEH 停机输出”报警，#1 汽轮机组跳闸，值长提出注意机组超速和断油危险点预控，必要时及时破坏真空确保主机安全停运的要求，并汇报有关领导，联系技术部及检修公司值班人员到现场。因主机高调门本身有CV1、CV2 阀位异常缺陷，不能正常关闭，机组人员做好了应对汽轮机跳闸转速上升的事故预想。检查汽机侧的联动情况，检查高中压主汽门关闭正常，各段抽气电动门、逆止门关闭正常，高排逆止门关闭正常，高调门CV3、CV4 及中压调门关闭正常，高调门CV1、CV2 未能正常关闭，阀位显示各为9.7%、14.5%，检查汽轮机转速正常下降未发生突升异常，炉侧设备联动正常，00:38 汽轮机转速下降至零，投入盘车装置。

三、原因分析及处理

(一)跳闸原因检查过程。现场检查后发现:

1.机组跳闸后。锅炉跳闸首出信号为“汽机跳闸”;汽机跳闸首出信号为“DEH 故障”。

2.调取历史数据、检查控制逻辑。确认事发时，除“DEH故障”外，汽轮机其它保护的相关监测参数和保护动作状态未发生异变。确认“DEH 故障”的首出信号为“高压保安油压低”，除“高压保安油压低”外，与“DEH 故障”相关的其它保护监测参数和保护动作状态未发生异变。

3.确认汽轮机跳闸最终首出信号应为“高压保安油压低”后。现场检查就地油压检测压力开关和测量管路未发现明显的渗漏点;检查油压开关节点供电电源电压未发现异常;高压保安油油压低信号为三取二配置，调取趋势记录，事发时三个油压低信号同时发出针对“高压保安油压低”报警信号，汽机专业对EH 油系统进行了检查:系统有无外漏点、EH 油泵工作是否正常、EH 油箱油位是否正常、各遮断电磁阀是否动作等，均未见异常。

4.汽轮机掉闸时均会泄放高压保安油。发出高压保安油压低信号，除了上述保护动作会泄放高压保安油外，DEH控制系统的220VDC，24VDC 或48VDC 电源消失，或者是高压遮断电磁阀欠压、失电释放，也会泄放高压保安油，引起汽轮机跳闸，但调取220VDC、24VDC 和48VDC 电源失电报警信号记录未见异常。

5.检查24VDC 或48VDC 电源供电回路及其失电跳闸回路未见异常。检查220VDC 失电跳闸回路未见异常，检查DEH 的220VDC 供电回路时发现:一是DEH 的220VDC 电源电压有时可跌至196VDC;二是DEH 的220VDC 供电回路负端接地。

6.检查发现DEH 两路220VDC 电源之间的4 个耦合二极管中有1 个击穿。管脚绝缘套管过热变形，更换二极管后，220VDC 供电电压恢复正常，但回路接地现象未消失。

7.检查发现带有#1、#2 高调阀超速限制电磁阀和供热蝶阀速关电磁阀供电回路的熔电器熔断。检查#1、#2 高调阀超速限制电磁阀和供热蝶阀速关电磁阀回路的直阻并未见异常。

8.检查发现#1 高调阀超速限制电磁阀回路有一点虚接地。接地电阻变化不定，检查电缆两端未见异常;更换备用电缆芯后，该回路恢复正常。

9.检查发现供热蝶阀速关电磁阀回路有一点虚接地。接地电阻变化不定，检查电缆两端未见异常。甩开DEH 机柜内供热蝶阀速关电磁阀接线后，DEH 的220VDC 供电回路接地现象消失，电压恢复正常。

(二)跳闸原因分析结论。综上检查结果，结合过往发生的相关缺陷，分析认为:一是#1 高调阀超速限制电磁阀和供热蝶阀速关电磁阀驱动回路电缆的敷设通道与曾在2013年起火的等离子点火动力电缆的敷设通道有交叠，可能致其电缆绝缘受损。在非特殊状况下检查电缆绝缘不会发现问题，但在电缆受力、移动、热胀冷缩、粉尘污染和空气湿度等多种可能因素作用下，会诱使电缆绝缘降低。从10月4日夜间大雾空气湿度较大，不同位置两用电负荷的电缆绝缘均降低，且电缆绝缘电阻变化不定等现象看，在过火电缆通道处，仍存在电缆绝缘受损问题。二是#1 机组临修期间热控专业除检查处理控制电缆外，还校验了#1 机高压遮断电磁阀(AST电磁阀)试验压力开关，在汽轮机挂闸后发现AST 电磁阀试验压力开关发出了油压高信号(大于9.6MPa)，表明:高压遮断集装模块上的高压保安油进油侧AST 电磁阀7YV 或9YV 有可能泄漏，一旦高压保安油排口侧AST 电磁阀6YV或8YV 任意一个释放或泄漏，即会引起高压保安油跌落，也会造成机组跳闸。三是从220VDC 电源电压有时跌至196VDC、有接地点、二极管击穿、分支熔断器熔断等检查结果看，可初步判断:因电缆绝缘受损，事发时，DEH 的220VDC电源电压瞬间跌落，致使高压遮断电磁阀(AST 电磁阀)欠压释放，泄放高压保安油，造成#1 机跳闸。

(三)暴露的问题。一是2013年6月份#1 机组等离子电缆在集控楼10.2 米电缆夹层处着火，火灾影响到了#1 机组主通道机侧的大部分电缆。当时虽对涉及的所有控制电缆进行了绝缘检查测试，并对绝缘测试有问题的电缆进行了更换，但保留了外皮已损伤的其他控制电缆，为本次事件的发生埋下了隐患。二是101A 大修前，在对1#机组存在的缺陷和隐患排查、梳理时，热控专业对该隐患没有引起足够的重视。三是DEH220V 直流电源缺少绝缘监察装置，无接地声光报警。

(四)采取的措施。一是利用机组停运检修时机，检查、更换过火通道重要装置的控制电缆，消除隐患;二是通过研讨分析，合理分配DEH 的220VDC 电源用电负荷，实现220VDC 电源分开供电，降低AST 电磁阀异常释放几率;三是对热控直流电源进行梳理，提高热控直流电源装置综合故障报警等级;四是尽快择机对#1 机高压遮断电磁阀(AST 电磁阀)进行检查，进一步分析并制定防范措施，防止跳机事件的发生。