锅炉总风量低造成MFT灭火事故及防范措施分析

刘丹 彭中峰

摘  要：文章针对锅炉总风量低造成MFT灭火事故进行原因分析，查找出问题所在，并对暴露出的问题制定了相应的防范措施，以保证公司机组安全、可靠、稳定运行。

关键词：总风量;MFT;分析;防范措施

中图分类号：TK223.6   文献标识码：A      文章编号：1006-8937（2016）26-0053-02

1  概  述

发生事故的#3机组，锅炉为武汉锅炉厂生产制造的亚临界、一次中间再热、自然循环汽包炉，型号为WGZ1004/18.4-2型。锅炉采用：单炉膛、平衡通风、双调风轴向旋流燃烧器，前、后墙布置，冷一次风正压直吹式制粉系统，刮板式捞渣机连续固态排渣，全钢构架悬吊结构。汽轮机系北京重型电机厂引进法国阿尔斯通技术生产的N330-17.15/540/540型亚临界一次中间再热、单轴、三缸双排汽、凝汽式汽轮机;发电机为北京重型电机厂引进法国阿尔斯通技术生产的T255-460型汽轮发电机组， 2003年12月06日168试运结束正式投入运行。

为了保证燃烧过程的正常进行，要求进入炉膛总燃料量小于或等于进入炉膛的总风量所对应的经济燃烧的燃料量，当总风量过低时会触发MFT，以保护设备和人身安全，避免事故扩大。

2  事故经过

6月27日04：31，#3机组锅炉MFT，首出“锅炉总风量小于25%”。机组人员立即切换厂用电，快速减负荷至25MW，汽机切中缸控制，立即启动锅炉吹扫程序，联系热控值班人员检查处理。经热控值班人员检查，确认DCS系统10DPU柜内D2卡件故障，随即热控人员进行D2卡件更换工作，05：13热控人员完成D2卡件更换工作，锅炉吹扫结束后点火，05：15启动B磨逐渐升温升压，05：31依次启动D、C磨逐渐加负荷，撤出所有油枪，06：21负荷逐渐加至280MW，申请中调投入AGC。事故曲线，如图1所示。

3  事故分析

3.1  检修经过

#3机组锅炉MFT后，热工检查发现#10DPU柜内D2卡件时好时坏、指示灯一会闪烁、一会熄灭。遂判断为卡件故障，D2卡件上第17、18通道为锅炉总风量低于25%信号的输出通道，因两信号在同一卡件，当此卡件故障时，两个信号同时动作，DPU经过3取2运算，延时10秒发出MFT灭火信号。

至05：15分#10DPU柜内D2卡件更换完成，在此过程中，由于D2卡件连续故障多次，致使锅炉总风量低于25%MFT保护动作2次，将故障的卡件更换后，系统恢复正常。

3.2  原因分析

MFT是锅炉安全保护的核心内容，在出现任何危及锅炉安全运行的危险工况时，MFT动作将快速切断所有进入炉膛的燃料，即切断所有油和煤的输入，以保证锅炉安全，避免事故发生或限制事故进一步扩大。

MFT设计成软、硬两路冗余，当MFT条件出现时，软件会送出相应的信号来跳闸相关的设备;同时，MFT硬继电器也会向这些重要设备送出一个硬接线信号来跳闸它们。

锅炉总风量是一次风量与二次风量之和，本公司总风量低逻辑为两个开关量信号和一个模拟量信号三取二后触发MFT。#10DPU柜内D2卡件上第17、18通道为锅炉总风量低于25%两个开关量信号的输出通道，且此信号输出继电器采用常闭节点（正常工作时带电），当卡件故障或失电时，输出继电器失电，导致风量低信号发出，触发了MFT保护动作。

通过检查，故障卡件内部电路板外观干净，无明显损坏现象，遂判断为卡件质量问题。#10DPU内D2卡件中信号分布，如图2所示。

3.3  存在的问题

锅炉总风量低于25%的2个信号取自同一卡件，存在较大安全隐患。

锅炉总风量低于25%的2个信号输出继电器采用常闭接点，正常时继电器长期处于动作状态，一旦卡件故障或失电时，易误发信号造成MFT。

4  防范措施

根据《防止电力生产事故的二十五项反措》要求，为保证公司机组安全、可靠、稳定运行，最大限度的消除热控专业存在的问题，需对热控系统设备、保护联锁进行整改完善。

冗余的单点保护，应采取必要措施确保其正确可靠（不是特别重要的开关量保护信号应采用节点闭合方式触发保护或联锁），冗余信号应全程独立取样，并接入DCS不同输入卡，信号之间偏差大应进行一级报警以提醒运行人员及时发现。

为防止DCS一对控制器故障导致机组被迫停运事件发生，并列或主/备运行的重要辅机（包括其辅助设备）联锁和保护控制逻辑应按照下列原则配置控制器：

其一，送风机、引风机、一次风机、空预器、密封风机、扫描风机、凝结水泵、循环水泵、给水泵、闭式泵、定子冷却水泵等二台并列运行或主/备运行的重要辅机，其保护和联锁逻辑应分别配置在二对不同控制器中。

其二，磨煤机、给煤机、给粉机、浆液循环泵、氧化风机等多台组合运行的重要辅机应按照工艺要求将保护和联锁逻辑配置在二对或以上控制器中。

其三，为保证某一对控制器故障时，重要监控信号不会失去监视，汽包水位、主汽压力、主蒸汽温度、再热蒸汽温度、炉膛压力等重要参数的CCS控制信号所在控制器和DAS信号所在控制器应不相同。

其四，汽轮机润滑油压力低信号应直接接入事故润滑油泵的电气启动回路，确保在DCS故障同时发生润滑油压力低情况下，事故润滑油泵能可靠自动启动，保证汽轮机安全。

其五，合理设计快速调节系统的“信号坏质量”或“指令和反馈偏差大”触发自动控制回路切手动或设备联锁动作逻辑，相关信号的测量量程应合理放大以防止在紧急工况下参数超量程而变“坏质量”，“指令和反馈偏差大”应事先进行一级报警，提醒运行人员关注和调整。要避免在事故处理过程中，由于工况不稳定引起不必要的“信号坏质量”或“指令和反馈偏差大”条件触发，导致炉膛压力、汽包水位等自动控制回路切手动或给水泵再循环阀快开，造成运行工况更加恶劣。

其六，在机组检修期间安排对DCS、DEH进行在线卡件热插拔试验，确认任何单一卡件（包括CPU、电源、通讯、I/O等各种卡件）故障和故障处理时对机组、设备造成影响的范围和程度，通过逻辑和系统配置优化，努力做到DCS、DEH任何一块卡件（特殊要求卡件除外）故障不造成机组跳闸，并可在线恢复。

5  结  语

DCS（分散控制系统）是监控机组启、停、运行及故障处理的神经中枢，DCS工作的安全及可靠与否，对机组安全稳定运行至关重要。针对本次锅炉总风量低造成MFT灭火事故暴露的问题，公司制定了严格的防范措施，依据防范措施对热控专业存在的安全隐患进行逐项排查并治理，并进行相关的技术改造，努力保证公司机组安全、可靠、稳定运行。

参考文献：

[1] 林文孚，胡燕.单元机组自动控制技术[M].北京：中国电力出版社，2008.

[2] （国能安全[2014]161号，防止电力生产事故的二十五项重点要求[S].