13第四章第八节主燃料跳闸可靠性(书)

1、第四章第八节主燃料跳闸可靠性分析 一、概述一、概述 大机组的保护主要分两部分：大机组的保护主要分两部分：MFT是锅炉本体的保护是锅炉本体的保护 系统，系统，ETS是汽轮机的本体保护系统。保护系统不仅是汽轮机的本体保护系统。保护系统不仅 对锅炉、汽机本体有较全面的保护，对其辅机也有众对锅炉、汽机本体有较全面的保护，对其辅机也有众 多的保护功能。这些众多的保护如果由于事故而引发，多的保护功能。这些众多的保护如果由于事故而引发， 正是保护系统所期望的结果，但经常由于操作或设置正是保护系统所期望的结果，但经常由于操作或设置 不当，触发了这些保护，这将会给机组运行带来潜在不当，触发了这些保护，这将会给机

2、组运行带来潜在 的威胁。学会鉴别控制系统引起的威胁。学会鉴别控制系统引起MFT的原因，对运行的原因，对运行 是十分有益的。保护动作后，动作正确与否，不同角是十分有益的。保护动作后，动作正确与否，不同角 度可能会出现不同的解释。下面仅从技术角度给予保度可能会出现不同的解释。下面仅从技术角度给予保 护动作分类：护动作分类： 误动：非危机设备的保护原因引起的保护动作称误动：非危机设备的保护原因引起的保护动作称 为误动。为误动。 拒动：出现了危机设备安全的保护原因，而保护拒动：出现了危机设备安全的保护原因，而保护 没有动作称为拒动。没有动作称为拒动。 正确动作：由危机设备安全的原因引起保护动作正确动作

3、：由危机设备安全的原因引起保护动作 称为正确动作。称为正确动作。 就目前实际情况来看，拒动很少发生，但误动经就目前实际情况来看，拒动很少发生，但误动经 常发生。常发生。1995年对于年对于MFT的统计表明，的统计表明，300MW以以 上机组投产后上机组投产后MFT年误动率在几十次年误动率在几十次/年，甚至有年，甚至有 些机组达上百次些机组达上百次/年。年。 投产初期误动投产初期误动 率较高，随着率较高，随着 时间推移，误时间推移，误 动越来越少动越来越少 投产越晚的机组投产越晚的机组 由于经验丰富，由于经验丰富， 误动随之减少。误动随之减少。 看来分析误动原看来分析误动原 因，借鉴他人的因，借

4、鉴他人的 经验是非常必要经验是非常必要 以保护设备的安全 打开相应阀门或档板设备，或者关断 电器跳闸被保护由输出模件通过中间继 输出动作回路 （逻辑控制）来完成 ）或者单元（常由分散在就地的控制 通，大机组的一般由控制回路来完成 运算回路 连接电缆输入模件 其他系统输出 继电器接点 行程开关 压力开关 温度开关 信号输入回路 保护系统组成 / PLC DUP FSSS 从输入回路分析：信号源故障（短路、开路）或接线松动等都从输入回路分析：信号源故障（短路、开路）或接线松动等都 可能引起可能引起MFT误动；从输出电路来看输出摸件的损坏等也可能误动；从输出电路来看输出摸件的损坏等也可能 引起误动。

5、以上原因也可能引起拒动。运算回路的误动一般是引起误动。以上原因也可能引起拒动。运算回路的误动一般是 保护软件逻辑错误而引发，一般很少出现。保护软件逻辑错误而引发，一般很少出现。 误动原因大致如下：误动原因大致如下： 1）基建安装调试质量问题）基建安装调试质量问题 基建调试目标仅是机组正常运转，自动系统等功能基建调试目标仅是机组正常运转，自动系统等功能 调试许多没有调试，所以信号连线松动等容易造成调试许多没有调试，所以信号连线松动等容易造成 MFT的误动。的误动。 运行初期一定要对系统做全面检查和调试运行初期一定要对系统做全面检查和调试 2）系统设计问题）系统设计问题 大机组在设计时往往偏重于如

6、何对付拒动，减少拒大机组在设计时往往偏重于如何对付拒动，减少拒 动就增加了机组的安全。有时会将不十分重要的热动就增加了机组的安全。有时会将不十分重要的热 工设备保护也纳入工设备保护也纳入MFT保护范围，这当然会造成保护范围，这当然会造成 MFT动作频繁。例如，石洞山二厂采用动作频繁。例如，石洞山二厂采用N-90DCS系系 统，因瞬间通讯故障，引起了十多次多台磨煤机同统，因瞬间通讯故障，引起了十多次多台磨煤机同 时调闸，瞬间通讯故障造成时调闸，瞬间通讯故障造成MFT的拒动几率是很低的拒动几率是很低 的。这种为了防止系统拒动的设计思想，虽然降低的。这种为了防止系统拒动的设计思想，虽然降低 了拒动概

7、率，但却加大了误动的次数。了拒动概率，但却加大了误动的次数。 3 、热控设备问题、热控设备问题 MFT信号的正常与否和热控设备直接相关，平时就是信号的正常与否和热控设备直接相关，平时就是 由于热控设备的正确调节才维持了由于热控设备的正确调节才维持了MFT信号在有效范信号在有效范 围。如果热控设备出现故障，肯定会引发围。如果热控设备出现故障，肯定会引发MFT保护动保护动 作。热控设备出现出现故障一般分两类：作。热控设备出现出现故障一般分两类： 1）是热控设备本身缺陷引起，这类故障比较少。）是热控设备本身缺陷引起，这类故障比较少。 2）是热控设备使用环境不符合要求，例如卡件的环）是热控设备使用环境

8、不符合要求，例如卡件的环 境湿度过高，引起某些元件过载引起自身甚至电源故境湿度过高，引起某些元件过载引起自身甚至电源故 障。另外使用环境还有其他含义，例如在不同的设备障。另外使用环境还有其他含义，例如在不同的设备 上使用了不同厂家的热控仪表，各仪表之间信号接口上使用了不同厂家的热控仪表，各仪表之间信号接口 匹配等问题也会引起匹配等问题也会引起MFT误动。当然这些原因只有在误动。当然这些原因只有在 运行过程中逐渐认识并消除，然后才能逐步降低运行过程中逐渐认识并消除，然后才能逐步降低MFT 的误动。的误动。 4、自动控制系统问题、自动控制系统问题 自动控制系统不完善，尤其是协调控制能力差，经自动控

9、制系统不完善，尤其是协调控制能力差，经 常由于某些辅机的跳闸，（正常的动作是将机组负常由于某些辅机的跳闸，（正常的动作是将机组负 荷安全快速降低到适应水平荷安全快速降低到适应水平RUN BACK）但由于）但由于 RUNBACK功能不完善，不能正确运行，而迫使机功能不完善，不能正确运行，而迫使机 组组MFT。 5、火焰检测器问题、火焰检测器问题 火焰检测器的输出结果是认为调整的，其实火焰检火焰检测器的输出结果是认为调整的，其实火焰检 测输出的模拟量是连续变化的，从测输出的模拟量是连续变化的，从0到最大连续变化，到最大连续变化， 而而MFT使用是依靠运算程序，将测量结果和给定的使用是依靠运算程序，

10、将测量结果和给定的 范围进行比较，若出了范围认为灭火。这样随着煤范围进行比较，若出了范围认为灭火。这样随着煤 种变化，随着负荷波动等都会造成火焰检测器的种变化，随着负荷波动等都会造成火焰检测器的 “误报误报”。一般调试也偏重于监控高灵敏度，所以。一般调试也偏重于监控高灵敏度，所以 火焰亮度下降也可能会被报成灭火。检测器有待进火焰亮度下降也可能会被报成灭火。检测器有待进 一步智能化。一步智能化。 6、热控系统电源问题、热控系统电源问题 热控系统要求电源不能间断，一般采用热控系统要求电源不能间断，一般采用UPS系统，系统， 但但UPS切换时间过长也会引发切换时间过长也会引发MFT动作。平圩电动作。

11、平圩电 厂和石洞山电厂多次发生过这种情况。而是热控厂和石洞山电厂多次发生过这种情况。而是热控 电源配置不合理，往往是一个保险控制现场几十电源配置不合理，往往是一个保险控制现场几十 个设备，一旦某个设备出现过载故障致使保险烧个设备，一旦某个设备出现过载故障致使保险烧 毁时，所有设备均发生断电，当然应该引起毁时，所有设备均发生断电，当然应该引起MFT 故障。故障。 二、平圩电厂二、平圩电厂600MW机组机组MFT的统计与分析的统计与分析 下面给出平圩电厂历次下面给出平圩电厂历次MFT动作次数和原因汇总动作次数和原因汇总 次本身故障 次电外回路接地造成装置失 次灭火辅机跳闸或低负荷炉膛 次风机跳闸、

12、风门误关 次失电故障造成 次送风机全跳闸 次低给水泵跳闸造成水位过 次油泵或给煤机跳闸 次联动汽轮机跳闸或电气跳闸 次因临时修理、设备手动 次动作 8 MFTFSSS MFT7FSSS MFT20 MFT4 MFT6FSSSUPS 1 MFT 4 MFT MFT3 MFT52 MFT45 150MFT 分析原因和改造方法分析原因和改造方法 1）给水泵跳闸造成汽抱水位低）给水泵跳闸造成汽抱水位低MFT 现场引起给水泵跳闸原因有三个：现场引起给水泵跳闸原因有三个： A）除氧器水位低引起跳闸）除氧器水位低引起跳闸 B）给水泵测温元件开路故障）给水泵测温元件开路故障 C）给水泵润滑油故障）给水泵润滑油

13、故障 除氧器水位超出最低水位，意味着水循环出现问题，除氧器水位超出最低水位，意味着水循环出现问题， 供少出多，如果任其发展可能在短时间内会造成给供少出多，如果任其发展可能在短时间内会造成给 水泵在水泵完后空载运行。所以保护跳闸是有道理水泵在水泵完后空载运行。所以保护跳闸是有道理 的，但有时未必是水循环出现问题，或者是暂时的的，但有时未必是水循环出现问题，或者是暂时的 辅助设备出现故障，正在处理很快就可以恢复，就辅助设备出现故障，正在处理很快就可以恢复，就 应该给点处理时间。平圩电厂采取的措施是除氧器应该给点处理时间。平圩电厂采取的措施是除氧器 水位低后延时水位低后延时30S（是否真的出现问题）

14、后跳一台（是否真的出现问题）后跳一台 给水泵，若给水泵，若60S后水位继续是低水位，真的出问题后水位继续是低水位，真的出问题 了，给水泵调闸第二台。了，给水泵调闸第二台。 给水泵温度测量元件：采用断线保护功能。给水泵温给水泵温度测量元件：采用断线保护功能。给水泵温 度不是很高，一般采用热电阻进行测量，阻值越小表度不是很高，一般采用热电阻进行测量，阻值越小表 明温度越高，阻值越大表明温度越低。而热电阻断线明温度越高，阻值越大表明温度越低。而热电阻断线 后阻值无穷大，温度超出测量范围。后阻值无穷大，温度超出测量范围。 给水泵润滑油系统：主要是润滑油泵切换后油压有一给水泵润滑油系统：主要是润滑油泵切

15、换后油压有一 定迟延，没等油压恢复正常，给水泵已经调闸。采用定迟延，没等油压恢复正常，给水泵已经调闸。采用 措施延时等待后再跳闸。措施延时等待后再跳闸。 2）锅炉风机跳闸造成炉膛压力超限）锅炉风机跳闸造成炉膛压力超限MFT 4次炉膛压力超限次炉膛压力超限MFT，3次都是由于一次风机跳闸引次都是由于一次风机跳闸引 起。风机跳闸都是由于一次风机喘振而引起。原因是起。风机跳闸都是由于一次风机喘振而引起。原因是 当一台风机高负荷运行时，在投入另一台一次风机后，当一台风机高负荷运行时，在投入另一台一次风机后， 由于两侧风门档板开度不同引起喘振。采取措施在投由于两侧风门档板开度不同引起喘振。采取措施在投

16、另一台一次风机前先降低高负荷运行风机的负荷，且另一台一次风机前先降低高负荷运行风机的负荷，且 暂时切除风机喘振保护。暂时切除风机喘振保护。 3）UPS电源故障电源故障MFT 电源故障引起电源故障引起8次次MFT。都是切换不及时引起的，切。都是切换不及时引起的，切 换不及时是产品缺陷，或是系统对换不及时是产品缺陷，或是系统对UPS切换要求过切换要求过 高，我们无法解决，但可以考虑高，我们无法解决，但可以考虑UPS的冗余措施，的冗余措施， 例如使用两个例如使用两个UPS同时供电，平时两台平分负荷，同时供电，平时两台平分负荷， 当一台故障时另外一台全部负担。一般来讲电厂的当一台故障时另外一台全部负担

17、。一般来讲电厂的 交流电中断只是暂时的，所以不会出现两台交流电中断只是暂时的，所以不会出现两台UPS同同 时切换。时切换。 4）发电机定子冷却水中断）发电机定子冷却水中断 由于发电机定子冷水泵出现故障中断了定子冷却，由于发电机定子冷水泵出现故障中断了定子冷却， 发电机跳闸，连锁汽轮机，再连锁发电机跳闸，连锁汽轮机，再连锁MFT。这种动作。这种动作 是正确的，要想不出现此类故障，只有想法让定子是正确的，要想不出现此类故障，只有想法让定子 冷却水泵不出现跳闸。冷却水泵不出现跳闸。 5）振动保护动作汽轮机跳闸，连锁）振动保护动作汽轮机跳闸，连锁MFT 连锁连锁MFT共发生了共发生了10次，其中次，其

18、中7次是由于振动元件次是由于振动元件 故障误动致使汽轮机跳闸，故障误动致使汽轮机跳闸，2次是因为元件安装处次是因为元件安装处 轴封漏汽或保温不合格，环境温度太高引起跳机。轴封漏汽或保温不合格，环境温度太高引起跳机。 改进方法：更换新型号降低误动；改变安装角度。改进方法：更换新型号降低误动；改变安装角度。 6）FSSS装置外回路接地造成装置外回路接地造成MFT动作动作7次。次。 FSSS主控器的主控器的120VAC扫描电源负载着扫描电源负载着35个压力个压力 开关和开关和5个限位开关，这些设备分布在现场比较恶个限位开关，这些设备分布在现场比较恶 劣的环境中，经常出现意外接地故障。一旦接地会劣的环境中，经常出现意外接地故障。一旦接地会 影响影响FSSS的控制逻辑发生混乱而引起的控制逻辑发生混乱而引起MFT。采取。采取 方法为就地开关专供一路电源，即使接地也知影响方法为就地开关专供一路电源，即使接地也知影响 信号，而不会影响运算逻辑。信号，而不会影响运算逻辑。 7）紧急降低出力或低负荷时，）紧急降低出力或低负荷时，“失去火焰失去火焰”MFT 由于火焰失去由于火焰失去MFT共共20次，大致分三种情况次，大致分三种情况 1）辅机跳闸后燃料降低速度太快，有时