300 MW汽轮机组热工报警的优化

田 宁

(陕西商洛发电有限公司，陕西 商洛 726000)

0 引言

大型汽轮机组系统复杂，参数很多，控制要求高，且配备一套复杂的控制系统及装置。为了监视和控制机组的工作状态和运行参数，保证安全、经济运行，需要一套十分可靠、合理的热工保护系统。

汽轮机组热工保护系统分为保护跳闸、越限报警、联锁保护3种。在运行参数已达到危险值或动作值时，保护跳闸和联锁保护使机组跳闸或联锁设备动作。在参数值偏离正常范围时，越限报警提醒运行人员注意，以便采取相应措施来调整，从而避免不安全情况的发生。由此可见，及时性和有效性对于热工报警非常重要。这样可以迅速提醒人员注意参数的不正常变化，以便尽快消除事故隐患。

1 热工报警存在的问题

某厂5号汽轮机是哈尔滨汽轮机厂生产的引进型300 MW机组，型号N300—16.7/537/537，机组型式为亚临界参数、中间再热、单轴、反动式、两缸两排汽。目前热工报警装置存在以下几个问题。

1.1 热工报警信号不足

对机组的运行参数，热工系统进行连续监测，发现越限则声光报警，提醒人员注意并及时采取调整措施，这对于预防事故的发生极为重要。但是5号机组在一些重要参数上却没有有效的报警信号，如真空低、轴向位移大、EH油压低、差胀大等均没有报警光字，仅有跳闸光字以显示首发原因，因而不能在参数越限后及时提醒人员进行调整。

1.2 热工报警定值不合理

当运行设备发生缺陷，运行人员操作不当或监控不力时，运行参数会出现不正常的变化以致越过限额值。此时热工报警装置动作，提醒人员及时采取调整措施，使参数尽快归于正常，以避免因处理不及时而导致这些参数变化至跳闸值。

5号机组已投产运行20多年，参数的变化范围基本确定，但是一些报警值的设定却明显不合理，导致发生异常时不能及时报警。

如凝汽器真空，正常运行中压强经常在90.0 kPa以上，即使夏季循环水温较高时，最低真空也在87.0 kPa以上，但报警定值设置为80.0 kPa，导致真空异常降低时不能及时报警。另外，这一定值离跳闸值非常接近，跳闸保护定值为77.0 kPa，报警定值和跳闸值之间仅有3.0 kPa的差距，因此即使报警发生，也不能留够充足的处理时间，增加了机组跳闸的风险。分析5号机组的其他参数，也存在类似的情况，该机组的重要参数定值和实际运行值如表1所示。从表1中可以看出，报警值、跳机值和一年中不同时期的实际运行值确实存在一些差距。

2 热工报警优化的意义

汽轮机组运行中，热工保护装置对运行参数进行连续监测，发现异常变化后对运行人员进行报警提示，以预防事故发生。优化热工报警提高热工报警的及时性和有效性，可避免因设备缺陷、热工元件异常和人员失误造成的机组跳闸事故。

表1 重要参数定值及实际运行值

2.1 避免因设备缺陷造成机组跳闸

机组运行中发生设备故障后会引起参数变化，及时有效地报警可使缺陷被及时发现、及时处理，防止参数恶化到跳闸值。如1994年3月广东珠江电厂300 MW汽轮机跳闸后，交、直流润滑油泵未联动造成断油烧瓦；2002年6月广东湛江电厂EH油泵跳闸，备用泵未联动造成机组跳闸。如果在润滑油压降低、EH油压降低后能及时报警，提醒运行人员采取措施，则有可能避免事故的发生。

2.2 避免因人员失误造成机组跳闸

由于人员误操作导致参数异常变化时，如果能及时有效地报警，给出足够的处理时间，则可以避免参数持续发展到跳闸值。如2002年7月前述该5号机组凝结水回收水箱疏水切换不当，引起真空低跳机；2009年9月该5号机监盘人员不注意，造成凝汽器水位高引起真空低跳机，都是因为真空低报警太晚而导致事故发生。

2.3 避免因热工元件异常造成机组跳闸

由于热工检测元件异常，使得检测数据异常变化时，如果报警及时、迅速联系热工人员进行修复，就可避免因参数误发造成的保护动作跳闸。如2011年2月大坝电厂300 MW机组因差胀变送器故障，造成机组跳闸；2014年12月前述5号机组因“润滑油压低”ETS模块进油门堵塞，使保护动作跳闸等。如果热工元件的异常状况能够早报警、早发现、早处理，就可以避免后续事故的发生。

3 热工报警优化措施

根据以上分析和讨论，该厂专业技术人员对5号汽轮机热工报警进行了优化。

(1) 扩充DCS画面中参数报警内容。当有报警时页面内对应的光字就会闪亮，任务栏中的报警提示按钮会闪烁并发出提示声音，重要参数报警时还会弹出对话框。这样，运行人员能有效接收到参数报警的提示信息，及时进行查看和处理。

(2) 增加监视段压力报警。为了保证汽轮机运行中通流部件的安全，要求监视段压力不高于最大工况时的限额值。这次优化中，将监视段压力根据厂家规定值做了相应的报警设置，这样当某个压力升高至限额值时，发出该参数报警，提醒人员注意并做处理，保证了汽轮机运行的安全。

(3) 合理设置热工报警定值。对于设有跳闸保护的参数，根据运行现状设置符合实际的报警值，以便及时提醒运行人员处理，防止不安全情况扩展。如将5号机的真空低报警值从以前的80.0 kPa修改为85.0 kPa，主机润滑油压低报警值从以前的0.08 MPa修改为0.10 MPa等。经过这样的修改，能给运行人员更多的处理时间，提高了运行的安全裕度。

1 国家电力公司发输电运营部.防止电力生产重大事故的二十五项重点要求[M].北京：中国电力出版社，2001.

2 孙立明，孙卫东.汽轮机跳闸的原因分析及改造措施[J].电力安全技术，2013，15(4)：43-44.