電磁干擾小機軸瓦溫度高停機事件分析
2021-01-22一、事件經(jīng)過
某廠1號機組于2016年正式投產(chǎn)。鍋爐型號SG-1165/25.4-M4420,制造廠家為上海鍋爐廠有限責(zé)任公司;汽輪機型號為CC350/270.3-24.2/1.25/0.4/566/566,制造廠家為東方汽輪機廠有限公司;發(fā)電機型號QFSN-350-2,制造廠家為東方電機廠;DCS系統(tǒng)為上海新華XDC800系列。
某月30日07時28分,1號機組負(fù)荷261MW,總煤量116t/h,總風(fēng)量829t/h,給水流量759t/h,機組運行運行正常,汽動給水泵運行(單輔機),電泵備用(啟動電泵)。
07點29分13秒1號機組汽動給水泵傳動端徑向軸承溫度顯示62.17℃,07點32分48秒汽動給水泵傳動端徑向軸承溫度顯示64.8℃,07點34分05秒顯示72.21℃,運行監(jiān)盤人員發(fā)現(xiàn)該溫度有緩慢上升趨勢,07點36分電話聯(lián)系熱控專業(yè)值班人員向其說明溫度測點變化情況要求立即到現(xiàn)場檢查確認(rèn),07點43分熱控專業(yè)值班人員緊急趕到1號機組工程師站查閱1號機組汽動給水泵驅(qū)動端徑向軸承溫度以及相關(guān)測點變化趨勢。07時46分12秒汽動給水泵傳動端徑向軸承溫度跳變至92.77℃(由于DCS數(shù)據(jù)采集周期為500ms,溫度測點波動速率小于數(shù)據(jù)采集周期,因此DCS系統(tǒng)未采集波動至95℃數(shù)據(jù)),“汽泵徑向軸承溫度>95℃”保護動作,集控光字發(fā)出1號機鍋爐MFT動作,機組跳閘,首出為“給水泵全停”,小機METS首出“小機軸瓦溫度高停機”。
二、原因分析
1. 事件原因檢查
機組異常停運后,立即組織專業(yè)人員分析事故發(fā)生的初步原因。汽機專業(yè)組織人員對汽動給水泵傳動端和自由端軸承運行狀況進行詳細(xì)檢查,并對相關(guān)參數(shù)進行分析確認(rèn)無異常。同時通過溫度測點歷史曲線判斷,該溫度為測點異常波動。1號機組小機可正常啟動。機組啟動過程中熱控專業(yè)組織排查溫度測點存在的設(shè)備隱患,檢查就地測量元件接線端子和端子箱接線端子排接線良好,不存在接線松動以及進油的異常現(xiàn)象;檢查接線端子箱與RTD輸入模件電纜標(biāo)示號頭以及顏色一致,說明1號小機傳動端徑向軸承溫度接線端子排與RTD端子排信號電纜之間不存在故障接頭,為完整電纜;檢查RTD卡件運行狀態(tài)正常,確認(rèn)測點波動引發(fā)此次非停事件發(fā)生的直接原因。導(dǎo)致測點波動的原因需繼續(xù)排查分析。
2. 原因分析
(1)直接原因
1號小機傳動端徑向軸承溫度異常波動是導(dǎo)致本次非停事件發(fā)生的直接原因。
(2)間接原因
檢查發(fā)現(xiàn)1號機組汽機電子間DCS接地分別通過接地極和汽機房環(huán)形接地扁鐵接至廠用接地網(wǎng),存在交叉互聯(lián)和兩點接地的情況。汽機房零米電氣專業(yè)接地環(huán)網(wǎng)每個接地極之間的距離約為10m,基建期間施工單位將1號機組汽機電子間DCS系統(tǒng)專用接地極作為電氣專業(yè)接地環(huán)網(wǎng)接地極使用,導(dǎo)致1號汽機電子間DCS系統(tǒng)兩點接地的情況發(fā)生。按照DCS系統(tǒng)接地設(shè)計標(biāo)準(zhǔn),接至廠用接地網(wǎng),直徑15米內(nèi)或與之相鄰5個接地樁不得有高壓強電流設(shè)備的安全接地或保護接地,但必須為單點接地。07點32分—07點46分測點波動期間,正在進行1號機組6.5米工業(yè)供汽直管段更換焊接工作,焊接過程中電焊機產(chǎn)生的電磁干擾信號以靜電方式存在,經(jīng)汽機房保護接地扁鐵進入電纜橋架和1號機組汽機電子間DCS接地系統(tǒng),諸多信號電纜之間存在電容(或電感)耦合干擾現(xiàn)象,隨著焊接工作時間變長,積累的干擾信號逐漸變大。1號汽機電子間DCS系統(tǒng)通過電氣專業(yè)接地環(huán)網(wǎng)和專用接地極形成兩端接地,DCS接地系統(tǒng)可能會有較大的電位差或者DCS系統(tǒng)接地點與電氣接地網(wǎng)其它接地點間存在地電位差,這種電位差在DCS系統(tǒng)所連接的信號線上可能會產(chǎn)生一個很大的環(huán)流信號,形成空間電磁輻射感應(yīng)信號產(chǎn)生電磁波干擾,此類信號具有一定的隱蔽性,很難被發(fā)現(xiàn)。綜合以上原因1號機組6.5米工業(yè)供汽直管段焊接電焊機工作過程中產(chǎn)生的電磁干擾信號、1號汽機電子間DCS系統(tǒng)采用兩端接地以及1號機組汽動給水泵傳動端徑向軸承溫度信號電纜可能存在的影響因素(雖經(jīng)過絕緣測試合格不能排除電纜本身存在的質(zhì)量問題或施工過程中存在電纜損傷等因素),是導(dǎo)致本次非停事件發(fā)生的間接原因。
三、防范措施
1.再次對DCS邏輯組態(tài)中存在的隱患進行詳細(xì)梳理具體包括保護方式、保護定值、邏輯關(guān)系、邏輯頁掃描時間、功能塊刷新時間等內(nèi)容進行詳細(xì)梳理。建立隱患排查檔案,對存在隱患的設(shè)備制定與之對應(yīng)的防范措施,杜絕同類事件發(fā)生。1號機組汽動給水泵自由端軸承溫度高跳機保護、汽動給水泵傳動端軸承溫度高跳機保護、汽動給水泵推力軸承(外側(cè))溫度高跳機保護、汽動給水泵推力軸承(內(nèi)側(cè))溫度高跳機保護,溫度元件兩支測量芯共同用于保護信號判斷,保護方式更改為“二取二”,將所有保護用溫度測點,溫度飛升保護定值設(shè)置為每秒鐘變化5℃自動切除該點保護。
2.繼續(xù)深入開展熱工專業(yè)專項提升活動,細(xì)化保護和自動檔案,詳細(xì)記?每一項保護和自動具體參數(shù)包括延時、信號類型、信號數(shù)量、取樣方式以及保護實現(xiàn)方式等內(nèi)容。針對重要保護溫度測點極端工況參數(shù)變化速率完善溫度測點溫度飛升保護功能提高保護的可靠性。
3.排查1、2號機組所有DCS機柜和繼電保護機柜接地以及柜內(nèi)屏蔽接線是否可靠,相關(guān)工藝標(biāo)準(zhǔn)是否符合規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求,避免因信號干擾導(dǎo)致影響機組安全穩(wěn)定運行的異常事件發(fā)生。
4.加強熱控專業(yè)人員和運行人員專業(yè)技能培訓(xùn),提高應(yīng)急處置能力,針對現(xiàn)場工況果斷采取緊急處理方案,避免因處置不當(dāng)影響安全穩(wěn)定運行。
5.召開單點保護隱患治理以及非停原因分析會,深刻剖析此次非停發(fā)生的直接原因和間接原因。全面梳理存在的單點保護,研究單點保護優(yōu)化方案。結(jié)合設(shè)備實際狀況,避免保護拒動以及誤動的異常事件發(fā)生。單點保護按照臨時措施、改進措施、正式方案三個階段進行逐項優(yōu)化,Z終實現(xiàn)所有保護項目冗余設(shè)置,徹底解決保護系統(tǒng)存在的設(shè)備隱患。

