大山特大桥2×200KN缆索吊机安装施工工艺

1、大山特大桥2X 200KN缆索吊机安装施工工艺 1、概述 大山特大桥为绕避大山矿区， 受地形控制而设的山间谷架桥，全 长608.65m,主桥采用40m+64m+40预应力混凝土连续梁，梁体为单 箱室变高度变截面箱梁，箱梁顶板宽 4.2m，箱宽3.2m。全桥共计18 个墩台,最高墩为 6 号墩,墩高 73.8m. 由于地形复杂 , 桥位跨山谷 , 相邻高差大 , 便道修建极为不便 , 大型机械设备进场运输相当困难 , 且 施工场地狭小 , 材料、机械设备运转都得依靠人工进行 , 直接增大了工 程施工成本和制约了工程进度。为此我项目部经过反复论证,综合考 虑决定采用缆索吊机辅助施工的施工方案。 此

2、缆索吊机参照中铁大桥局设计的 2X 200KN缆索吊设计工艺， 结合我单位积累的成熟技术及施工经验设计而成。设计吊重为 2X 200KN （四台跑车同时起吊）。跨度布置为60 m+160m+60m,其塔 架分别布置在4#、7#墩基础上，结构尺寸为橫桥向8m,顺桥向2m 柳州侧塔架高70m贵阳侧塔架高80m结构为双立柱加上、中、下 三道橫联连接的桁架 由万能杆件拼装而成。而此缆索吊的主锚锭分 别利用 3#、 8#墩基础；其后风缆、牵引索、起重索锚锭于 2#、 9 #墩基础。本缆索吊机采用双线吊重 每线两台共四台跑车组成 单 线主索采用4 52m准冈芯钢丝绳，起重索采用 22mn钢丝绳，牵引索 则

3、采用 28mn钢丝绳。 缆索吊机具体布置详见2X 200KN缆索吊机总布置图 2、主要设备及材料一览表 序 号 各称 规格 单 位 数量 每根 长度 （m 总重 (kg) 备注 1 跑车及起吊 系统 20t 套 4 2 索鞍 4门 个 4 3 电动卷扬机 20t单慢 台 4 牵引用 3 电动卷扬机 16t单慢 台 4 起重用 4 N型万能杆件 t 384 塔架用 5 新制件 t 100 塔架用 6 10t倒链 个 6 7 主索 52(6X 37s,IWR,1870Mpa) 根 4 1055 47686 8 牵引索 28 (6X 37+FC,1770Mpa) 根 2 700 4074 柳州侧 9

4、 牵引索 28 (6X 37+FC,1770Mpa) 根 2 700 4074 贵阳侧 10 起重索 22 (6X 37+FC,1770Mpa) 根 4 1000 6680 11 后风索 36 (6X 37s+FC,1700Mpa) 根 4 220 4330 柳州侧 12 后风索 36 (6X 37s+FC,1700Mpa) 根 4 220 4330 贵阳侧 13 通风索 36 (6X 37s+FC,1700Mpa) 根 2 260 2558 14 主塔基础砼 C30 m3 960 15 地锚基础砼 C15 m3 1536 3、编写依据 1）、大桥局集团设计的2X200KN缆索吊机施工设计图纸

5、； 2）黔桂铁路扩能改造工程大山特大桥施工图； 3）、铁路桥涵施工规范； 4）、现行铁路施工、材料、机具设备等定额及现场实地勘察情况； 5）、我单位积累的成熟技术，施工方法以及多年来所从事同类工程 的施工经验，并结合本项目现有的施工管理水平 4、工艺流程图 缆索吊机安装工艺流程图 5、施工技术要点 大山特大桥所用的缆索吊机塔架高，结构复杂，组成部件多，设 计和使用要求严，安装和使用时，现场须精心组织、科学管理、深刻 领会设计宗旨和使用要领，确保各项施工的安全、质量和进度。 5.1 预埋件安装 预埋件加工完毕后，应对预埋件的材质、外形尺寸、加工精度及 焊缝质量等进行严格检查，待检验合格后方可接收

6、并投入使用。 预埋件安装时，必须精确定位，固定牢固，浇筑基础砼时，施工 人员不得踩、踫预埋件，振捣棒更不得踫撞预埋件，基础砼浇筑完毕 必须立即对预埋件位置进行复测， 以防基础砼施工过程中因某些原因 而使预埋件挪位，确保其位置准确。精度要求：同一立柱两铰座预埋 件顶面高差v 0.5mm 同一塔架铰座预埋件顶面高差w 2mm 同一塔架两立柱铰座预埋件中线： 垂直于轴线方向v士 0.5mm 平行于轴线方向v 5 mm 相对误差v 2 mm 主索预埋件误差控制如下： 垂直于轴线方向w 士 2mm 平行于轴线方向v 5 mm 安装角度v 0.1 预埋件下砼振捣必须认真、细致，保证砼的密实。 5.2 缆索

7、吊机塔架拼装 在测量复测预埋件的平面位置、高程符合要求后，方可进行下道 工序。 拼装前，应对新制件及委外加工件进行检查，并要求出具产品的质量 检测报告及质量保证书。 缆索吊机塔架拼装前，应组织技术交底，从事此项工程施工人员 特别是工程技术人员应认真看图核图，弄通弄懂， 以免拼装施工时因 弄错而致返工或造成不良后果。 安装塔架铰座构件，其安装误差控制如下： 同一立柱两铰座底面高差v 0.5mm 同一塔架两立柱铰座底面高差v 2mm 同一塔架两立柱铰座中线： 垂直于轴线方向v士 0.5mm 平行于轴线方向v 5mm 塔架铰座安装完毕并调整到设计位置， 再将此节塔柱底部与基础 顶面相应预埋件临时焊接

8、，将塔柱固于基础上。 塔架拼装采用先将散根杆件在地面拼装接成 2 x 4m立方框体桁架 单元，而后利用 30T 汽车吊将桁架单元吊离地面在空中对接组拼的办 法，不采用单片桁吊装，以免发生吊装变形或损伤杆件。当塔高超出 汽车吊吊高后，采用单杆件散拼。塔架垂直拼装至设计有横梁的高度 应及时将横梁予以联结，以使拼装中的塔架始终处于稳定状态。 塔架拼装时，应注意拼装杆件的型号、位置、根数及拼接方式的 核实，以免因弄错而致大量返工。 塔架拼到10m时，必须在塔架四个方向分别拉两道临时缆风，腰 缆受力控制在0.51t为宜。随着塔架拼装高度的增加而增加缆风， 但以 2 套缆风绳交替循环使用，在拼到腰缆位置后

9、应挂设腰缆，以保 证结构稳定。 节点螺栓拼装时，无论是主面或副面，联结螺栓应上满上足，并 拧紧出丝；出丝以螺杆露出丝扣 13丝为度，垫圈以 13 个为宜， 必须从严掌握。 杆件拼装时，节点钣与其相联的杆件以及两相联的杆件之间应密 贴，无肉眼可见的明显缝隙。 杆件拼装时，正、副面间应垂直正交；框架单元不得出现歪扭。 塔架拼装过程中垂直高度累计达16m段或安装联结横梁前，应由 测量人员对已拼之塔架的立柱垂直度、柱顶位移、 柱身侧向弯曲及柱 与柱之间的距离等进行检测。确认各项指标符合要求后方可继续拼 装，以确保缆索吊塔架空间位置的准确。 塔架拼装累计高度达20m段时，经测量检查并作调整后对先期拼 装

10、的部分各节点之螺栓进行一次全面检查，补拧； 以消除塔架因拼装 而产生的过大变形，并将结构的非弹性变形降低到最低限度。 塔架拼装完毕，应进行全面检查，各项误差应符合下列要求： 塔顶标高： 50.0mm 塔顶纵向偏移 : 20.0mm 塔顶横向偏移 : H/1000 塔顶平面高差 hmax: 10.0mm 塔架杆件拼装完成后，应进行全面系统的检查和核实工作。检查 的主要项目内容为： （a）全部杆件与节点拼装是否正确； （b）螺栓是否上满上足拧紧； （c）塔架根部下铰座与预埋件固结处是否焊牢无缝； （d）立柱倾斜及总体位移等。 检查方法手段： 立柱倾斜与总体位移等项目应用仪器观测；杆件 间及杆件与节

11、点钣间拼接密贴与否可用塞尺检查； 螺栓拧紧与否可用 塞尺检查或手锤敲击。检查标准按钢梁拼装要求掌握。 检查结果应作 好详细记录，以便针对问题及时处理。 塔架拼装完毕并经检查合格后，方可拼装鹰嘴部分杆件。鹰嘴拼 装完毕，开始铺设塔顶工作平台，并设置栏杆。工作平台安装完毕， 开始安装索鞍底梁、索鞍分配梁等索鞍系统及缆风绳分配梁。 5.3 缆索吊机缆索系统绳索挂设 缆索吊机缆索系统绳索布置见施工设计图。绳索穿挂前， 由设计 人员和主管工程师进行详细技术交底， 确保参加缆索吊机安装的人员 心中有数，方便工作。具体负责缆索吊机安装的工程技术人员必须认 真看图核图，对缆索系统的布置、技术要求、绳索的种类、

12、功能与作 用、型号规格、长度及技术标准与指导等应了如指掌，以便能正确指 导现场施工和及时解决现场施工中出现的问题。 缆索钢丝绳进场时应附有出厂合格证和技术证明并对缆索钢丝 绳的种类、型号规格、长度数量重量等进行验收登记，存档备查。同 时在安装使用前必须严格、细致地对每一点钢丝绳进行检查，发现问 题，及时提出，对存在安全隐患的，坚决不使用。 钢丝绳进场后， 应由工程部、 安质部及物资部等有关部门联合进 行外观检查和主要力学技术指标的抽检， 检验项目的要求及方法以国 家技术监督局1996年4月5日发布的GBT8918-1996为准。严防不合 格的钢丝绳和经过涂装处理与调整及包装加工的旧钢丝绳进场，

13、 给工 程施工带来严重隐患。 缆索安装按下列顺序逐一穿挂：2X 2 36mm塔架后风缆-2X 1 36mm塔架通风缆2X 2 36mm塔架后风缆 28mm牵引索4 52mn承重主索宀4 22mm起重索。 塔架拼装完并安装好缆风绳分配梁后，先安装后风缆，然后安装 通风缆，再对后风缆和通风缆的索力进行调整。 安装索鞍：塔顶索鞍采用在塔顶的简易扒杆配 5t 卷杨机散件逐 件吊装。安装前提前在加工场地进行组装，结构尺寸应符合要求，变 形超标者应予以校正， 结构各层接触密贴； 滑轮装配合适， 转动自如。 经检查合格后，根据塔顶简易扒杆起重性能将其拆散为若干吊装件， 再运至现场正式安装。 主索挂设： 主索

14、安装时，先将一根 28mm牵引索（长约700m）缠绕于柳州侧 主地锚 10t 卷扬机上， 牵引一端自柳州侧塔架外侧向上至塔顶，绕过 牵引索转向滑轮后再降至山谷。用10t卷扬机将 28mn1钢丝绳牵引过 山谷至贵阳侧（牵引的同时，放松10t卷扬机）。将 28mm丝绳端头 绕过贵阳侧塔顶索鞍牵引索转向滑轮，拉至主地锚，并缠绕于 10t 卷 扬机上。 将另一根 28mn牵引索（700m）置于柳州侧塔架下，牵引一端自柳 州侧塔架外侧向上至塔顶，绕过牵引索转向滑轮后，用螺栓夹子将端 头固定在第一根牵引索上（螺栓夹子每隔20m个）。收放柳州侧、贵 阳侧两边 10t 卷扬机，拖拉另一端牵引索至贵阳侧塔顶，

15、并临时栓固。 按设计图灌注主锚头， 在柳州侧主锚碇上安装主索调节梁 A 及主 索锚固梁及 32预应力高强精轧螺纹钢筋， 在贵阳侧主锚碇上安装主 索调节梁B,之后安装主索。 28 将主索的无锚头端拖拽至塔顶，绕过索鞍支座滑轮后，与 牵引索用夹箍连接，夹箍至少用三个，间距10m左右。 安装拖轮架，拖轮架悬挂于 28牵引索上，承托 52主索。拖 轮应与 28临时拖拉索捆扎牢固，拖轮架每隔 30m一个。（拖轮架可 用小钢筋环现场自制 ），收放临时拖拉索两端 10t 卷扬机，将主索拖 至柳州侧后面，绕过索鞍支座滑轮后，再用同样的方法拖拉过贵阳侧 塔顶、柳州侧塔顶至柳州侧锚碇处主索调节梁A,弯回用绳夹夹死

16、。 回拉 28 临时拖拉索， 按同样步骤安装另外 3 根主索。在柳州侧按设 计图要求用 15t 倒链粗调主索垂度。 在柳州侧主索调节梁A上安装YCA60t千斤顶，张拉 32预应力 高强精轧螺纹钢筋，使每两根主索空索张力H0=35.820t ，垂度 f=17.626m，精确调整各主索，使每两根主索的跨中高差不大于 2cm。 牵引索穿挂时，一端与 10t 单慢卷扬机联结，死头暂搁置在 7 墩塔架工作平台上，然后利用 7墩塔顶工作平台上分别安装北侧跑 车、南侧跑车，待北侧跑车安装好后将北侧牵引索绕过北侧跑车牵引 滑轮打梢， 作为临时牵引索牵引跑车，待南侧跑车和联车绳安装好后 将南侧牵引索绕过南侧跑车

17、牵引滑轮，然后绕过牵引转向滑轮伸入 9 墩承台锚死。利用临时牵引索将跑车牵引至4墩塔顶工作平台， 将北侧牵引索解梢，然后绕过牵引转向滑轮伸入2墩承台锚死。 起重索挂设时， 一端与 8t 单慢卷扬机联结， 死头暂搁置在 7墩 塔架工作平台上，待北侧跑车安装好后，将北侧跑车起重索绕过上、 下挂架滑轮后锁死在跑车上； 南侧跑车安装好后，将南侧跑车起重索 绕过上、下挂架滑轮后锁死在北侧跑车上。当跑车被牵引至4墩塔 顶工作平台时，将临时锁死的钢丝绳解开，然后绕过起重索转向滑轮 伸入 2墩承台锚死。 承重主索穿挂调整时采用测量仪器观测绳索的垂度和塔架位移， 并通过调整塔架缆风索索力，使各项技术指标满足设计

18、要求。 缆索安装技术要求：单根主索应位于同一垂直面内，同一组主索 应相互平行，垂度误差v 50mm垂度相对误差v 30mm后锚固点位置 一致，基位置误差v 50mm 缆索穿挂安装的具体步骤按设计图纸办理。 绳索穿挂及放张收卷时必须按种类型号予以编号，以免混淆弄 错。 绳索穿挂时，须注意控制钢丝绳长度； 锚碇使用前，现场抽取有代表性的结构做锚固试验，确保锚碇使 用时缆索的锚固稳妥可靠。 缆索穿挂时，绳索锚固、联结、打梢等用的卡环应与钢丝绳相匹 配并能满足受力要求；夹头数量和接头由计算确定，构造接头不少于 6 个。 在利用导索挂索时，安排有经验的专业技工用撬棍适当挑拨绳 索，以免滑车轮槽卡住夹头或

19、绳索受损。 缆索安装用滑车及卷扬机必须事先作详细检查。 滑车须检查其销 轴、轮柄、轮缘及油套是否完好；卷扬机须检查其滚筒、电机及刹车 等是否处于良好状态。 滑车安装时其位置与方向应正确并牢固可靠； 卷扬机安装时底座 平稳，地脚螺栓联结可靠，地垅能满足受力要求。 缆索穿挂完毕并锚固好后，应组织一次全面检查； 检查主要项目为： 1）缆绳有否损伤和污染； 2）绳索与滑车接触是否吻合； 3）锚固点是否稳定可靠； 4）接头是否牢固； 5）主索垂度及张弛程度是否一致等等。 检查结果应做详细记录，以便及时处理和备查。 5.4 缆索吊机跑车及吊点安装 缆索吊机跑车及吊点结构详见设计图， 施工前工程技术人员认真

20、 阅图核图，以利施工。 所有的跑车及吊挂系统进场后首先组织有关人员对跑车与挂的 轮柄、墙板、销轴及轴套等重要组成部件的外观及结构几何尺寸等项 予以全面检查，并作好记录，办理签证。 跑车安装并联结好后，其结构应紧固、稳定可靠，各部尺寸符合 设计要求。 同一线上的走行轮应对正一致，不同线同一排位置上的走 行轮应对齐平行， 不能出现倾斜与歪扭现象。轮槽与主索钢丝绳应吻 合。以保证跑车走行时既不受绳索阻挂，也不磨损钢丝绳，同时又顺 畅灵活。 吊挂系统安装时，除须保证上、下挂架及滑车组牢固稳妥、各部 尺寸满足要求外， 还应注意钢丝绳的绕向走绳及出头， 以保证吊挂系 统的吊重能力。 跑车走行用牵引卷扬机与

21、吊点用超重卷扬机属大吨位卷扬机， 使 用前，必须对滚筒轮轴、挡板、电动机及刹车等部件进行详细检查， 确认完好后方准使用。安装时底座及地脚螺栓联结应符合要求，钢丝 绳排列应整齐， 滚筒容绳量应满足最大用绳情况下滚筒仍保留三圈钢 丝绳。 吊挂系统安装完后，上、下挂架应平行且处于水平状态，绳索排 列有序，无交叉扭结现象， 且与轮槽吻合， 起、落灵活、不互相磨擦。 跑车与吊挂系统安装后， 应对轮系加注钙基润滑脂， 钢丝绳涂油， 以实施保护和减小摩阻。 缆索吊机使用所需要的电气设备及电线路的布置现场提前拿出 实施方案并报有关部门核实。电气控制系统布置时，考虑下列因素： 1）既有电源功率； 2）地面标高稍

22、高，以便能满足雨季施工； 3）通视条件好，便于施工时瞭望和指挥。 5.5 调索、试吊 缆索吊机安装好并办理验收签证手续后， 即可进入到全面试吊阶 段。 将跑车（含配重）移至跨中，在柳州侧主索调节梁A上采用YCA60t 千斤顶，张拉 32预应力高强精轧螺纹钢筋，使每两根主索水平张力 为52.4t ,垂度f=17.980m，精确调整各主索，每根主索的高差不大 于 3cm。 在对缆索吊机跑车和吊挂系统作全面检查，符合要求后， 才可进 行空载走行，确认无误后办理验收手续。 试吊一般分为跑车空载反复运转、静载试吊和吊重运行三个步 骤。静载试吊可按设计吊重的 60%、100%及 125%分三项进行，在各阶

23、 段试吊过程中，应仔细观测塔架位移， 主索垂度，主索受力均匀程度， 动力设施运转状况，牵引索、起重索在各转向轮运转情况，以及主索 锚固情况等， 并检查通讯指挥系统的通畅性能和各作业组之间协调情 况。确认一切正常后，方可投入使用。 6、安全注意事项及其他 本工程高空作业量大，施工前， 应对高空作业人员进行严格的体 检，不适应高空作业的人员严禁上岗。各工种作业人员应持证上岗并 登记备查，以策安全。 缆索吊机拼接安装时，应做到指令统一、信号明确、服从指挥， 以策安全并避免不必要的返工。 进入施工现场，必须戴好安全帽，并挂牌上岗。缆索吊机安装使 用时，高空作业频繁，工作人员须挂好安全带；上层作业时严禁

24、向下 扔东西和掉重物，以免伤人。 缆索吊机应设上、下梯子，梯子应牢固稳妥并考虑防滑。设于塔 顶上的工作平台应满铺脚手板， 四周须装牢固的栏杆扶手并挂设安全 网。 缆索吊机绳索穿挂安装时，缆索打梢、 过缆及临时联结与锚固须 稳妥可靠，严防绳索脱落崩摔伤人。 缆索吊机组拼安装时，应密切注意保持结构稳定，且待与缆索吊 机安装完毕并经试吊合格后， 必须制定详尽的安全使用规则并悬挂于 吊机醒目处。 缆索起重机因工作跨度大，故信号必须简捷明确，机上除配备信 号灯、信号旗外，还应配备无线电对讲机。各种信号的表示方法应统 一，应张贴于操作室内。 起吊作业中注意事项： 1）接到使用信号后，应通知机房，停止保养，

25、等待开机； 2）注意操作台上指示灯及仪表，是否指在正确位置； 3）重物下及吊重物走行路线下，不准有人停留，不准人员搭 乘； 4）起升时，吊钩滑轮组（动滑轮）上部与小车底处距离不得 小于 1 米； 5）起吊重物时须严守“十不吊”原则， 即：被吊重物超过机械性能不准吊； 指挥信号不清不准吊； 吊物下方有人不准吊； 吊物上站人不准吊； 埋在地下物不准吊； 斜拉斜牵物不准吊； 松散物捆扎不牢不准吊； 零碎小物件无容器不准吊； 吊物重量不明、吊索具不符合规定不准吊； 六级以上强风不准吊。 工作时，值班人员应经常检查各部运转情况，出现异常，应立即 通知司机和信号员停止运转，进行检查。 起重跑车系支承于主索

26、上，缆索吊重起落刹车和吊砼罐卸载时， 注意下挂架上吊重物反弹伤人，并采取防护措施，预防吊重物反弹及 摆动。 缆索吊机使用时，应经常对锚碇，塔底预埋件及联结件、钢丝绳 磨耗，塔架节点螺栓、索鞍、锚固点及卷扬机等重要处的关键部位予 以检查，发现异常及时处理。 缆索吊机使用时， 主索两端和超重索均应设置限位装置；工作完 毕，应将起吊滑车吊钩走行到规定位置，并收紧吊钩，卷扬机应予制 动并切断电源，电源闸刀盒应加锁。 缆索吊机使用阶段， 谢绝外来人员进场参观围看， 交通路口有专 人看守。 缆索吊机运行和起吊重物时，须加强观察，严防绳索发生扭结； 同时，注意观测承重主索垂度及张紧程度是否一致，塔顶位移及塔

27、身 变化，防止发生过大变形。 缆索吊机应建立定期检查制度。 每月至少检查一次锚碇地垄位移情况，雨天应每天观察一 次。 两塔头中心线纵横向偏移量，每半月检查一次。 主索锚头、主索调节梁、精轧螺纹钢筋及锚固螺母，每周 检查一次。 精轧螺纹钢筋要有防护措施，严禁碰电焊及与其它物件撞 击。 拉条水平梁、缆风等处销轴每半月检查一次。 塔柱各节点螺栓，每半月检查一次。 塔柱索鞍、 分配梁连接螺栓、 滑轮组、吊钩、小车走行机构、 导向轮每周检查一次。 主缆、风缆的松紧度，及钢丝绳夹头，每半月检查一次。同 时大风后必须立即检查。 两岸塔柱必须装设避雷针，并接地保护，雷雨季节，每月检 查一次。 工作时间，值班人

28、员不得离开工作岗位，严格执行交接班制度。 实行对口交接，交清搞明，认真填写交接班记录、运转记录和维护保 养记录。 建立定期的检查、 保养制度。 对于关键部位的检查、 观测、保养、 维修定人、定部门，实行岗位责任制。 其它未尽事宜，遵照有关工程施工安全技术规程中有关条文办 理。 附：施工布置图 电厂分散控制系统故障分析与处理 作者： 单位： 摘要：归纳、分析了电厂 DCS系统出现的故障原因，对故障处理的过程及注意事项进行了说明。为提高分散控制 系统可靠性，从管理角度提岀了一些预防措施建议，供参考。 关键词：DCS故障统计分析 预防措施 随着机组增多、容量增加和老机组自动化化改造的完成，分散控制系

29、统以其系统和网络结构的先进性、控制软件 功能的灵活性、人机接口系统的直观性、工程设计和维护的方便性以及通讯系统的开放性等特点，在电力生产过 程中得到了广泛应用，其功能在 DAS、MCS、BMS、SCS、DEH系统成功应用的基础上，正逐步向MEH、BPC、 ETS和ECS方向扩展。但与此同时，分散控制系统对机组安全经济运行的影响也在逐渐增加；因此如何提高分散 控制系统的可靠性和故障后迅速判断原因的能力，对机组的安全经济运行至关重要。本文通过对浙江电网机组分 散控制系统运行中发生的几个比较典型故障案例的分析处理，归纳岀提高分散系统的可靠性的几点建议，供同行 参考。 1考核故障统计 浙江省电力行业所

30、属机组，目前在线运行的分散控制系统，有TELEPERM-ME、MOD300，INFI-90， NETWORK-6000， MACS I 和 MACS- II，XDPS-400，A/I。DEH 有 TOSAMAP-GS/C800， DEH-IIIA 等系统。 笔者根据各电厂安全简报记载，将近几年因分散控制系统异常而引起的机组故障次数及定性统计于表1 -翼同 占 2004* 4 1 . 31 2OU军 n 11 ny 5 : 3L T 1001* Il 2 3 3ji 表1热工考核故障定性统计 2热工考核故障原因分析与处理 根据表1统计，结合笔者参加现场事故原因分析查找过程了解到的情况，下面将分散

31、控制系统异常（浙江省电力 行业范围内）而引起上述机组设备二类及以上故障中的典型案例分类浅析如下： 2.1测量模件故障典型案例分析 测量模件 “异常 ”引起的机组跳炉、跳机故障占故障比例较高，但相对来讲故障原因的分析查找和处理比较容易， 根据故障现象、故障首出信号和 SOE 记录，通过分析判断和试验，通常能较快的查出 “异常”模件。这种 “异常”模 件有硬性故障和软性故障二种，硬性故障只能通过更换有问题模件，才能恢复该系统正常运行；而软性故障通过 对模件复位或初始化，系统一般能恢复正常。比较典型的案例有三种： （1）未冗余配置的输入 /输出信号模件异常引起机组故障。 如有台 130MW 机组正常

32、运行中突然跳机， 故障首出信 号为 轴向位移大H ”，经现场检查，跳机前后有关参数均无异常，轴向位移实际运行中未达到报警值保护动作值， 本特利装置也未发讯，但 LPC 模件却有报警且发出了跳机指令。因此分析判断跳机原因为 DEH 主保护中的 LPC 模件故障引起， 更换 LPC 模件后没有再发生类似故障。 另一台 600MW 机组， 运行中汽机备用盘上 “汽机轴承振动 高”、“汽机跳闸 ”报警， 同时汽机高、 中压主汽门和调门关闭， 发电机逆功率保护动作跳闸；随即高低压旁路快开， 磨煤机B跳闸，锅炉因 汽包水位低低” MFT。经查原因系# 1高压调门因阀位变送器和控制模件异常，使调门出 现大幅

33、度晃动直至故障全关， 过程中引起 1 轴承振动高高保护动作跳机。 更换 1 高压调门阀位控制卡和阀位变 送器后，机组启动并网，恢复正常运行。 （2）冗余输入信号未分模件配置，当模件故障时引起机组跳闸：如有一台600MW 机组运行中汽机跳闸，随即高 低压旁路快开，磨煤机 B和D相继跳闸，锅炉因 炉膛压力低低” MFT。当时因系统负荷紧张，根据 SOE及DEH 内部故障记录，初步判断的跳闸原因而强制汽机应力保护后恢复机组运行。二日后机组再次跳闸，全面查找分析 后，确认 2 次机组跳闸原因均系 DEH 系统三路 “安全油压力低 ”信号共用一模件， 当该模件异常时导致汽轮机跳闸， 更换故障模件后机组并

34、网恢复运行。另一台200MW机组运行中，汽包水位高I值，H值相继报警后MFT保护动 作停炉。查看 CRT 上汽包水位， 2 点显示 300MM ，另 1 点与电接点水位计显示都正常。 进一步检查显示 300MM 的 2 点汽包水位信号共用的模件故障，更换模件后系统恢复正常。针对此类故障，事后热工所采取的主要反事故措 施，是在检修中有针对性地对冗余的输入信号的布置进行检查，尽可能地进行分模件处理。 （3）一块I/O模件损坏，引起其它I/O模件及对应的主模件故障：如有台机组“CCS控制模件故障及一次风压 高低”报警的同时， CRT上所有磨煤机出口温度、电流、给煤机煤量反馈显示和总煤量百分比、氧量反

35、馈，燃料 主控BTU输出消失，F磨跳闸（首出信号为 一次风量低”）。4分钟后CRT上磨煤机其它相关参数也失去且状态 变白色，运行人员手动 MFT （当时负荷410MW）经检查电子室制粉系统过程控制站（ PCU01柜MOD4 ）的电源 电压及处理模件底板正常，二块 MFP模件死机且相关的一块 CSI模件（模位1-5-3，有关F磨CCS参数）故障 报警，拔出检查发现其 5VDC 逻辑电源输入回路、第 4输出通道、连接 MFP 的 I/O 扩展总线电路有元件烧坏（由 于输出通道至 BCS（24VDC ），因此不存在外电串入损坏元件的可能） 。经复位二块死机的 MFP 模件，更换故障 的 CSI 模件

36、后系统恢复正常。根据软报警记录和检查分析，故障原因是CSI 模件先故障，在该模件故障过程中引 起电压波动或 I/O 扩展总线故障，导致其它 I/O 模件无法与主模件 MFP03 通讯而故障，信号保持原值，最终导致 主模件MFP03故障（所带 A-F磨煤机CCS参数），CRT上相关的监视参数全部失去且呈白色。 2.2 主控制器故障案例分析 由于重要系统的主控制器冗余配置，大大减少了主控制器 “异常 ”引发机组跳闸的次数。主控制器 “异常 ”多数为软 故障，通过复位或初始化能恢复其正常工作，但也有少数引起机组跳闸，多发生在双机切换不成功时，如： （ 1）有台机组运行人员发现电接点水位计显示下降，调

37、整给泵转速无效，而CRT 上汽包水位保持不变。当电接 点水位计分别下降至甲-300mm，乙-250mm，并继续下降且汽包水位低信号未发，MFT未动作情况下，值长令手 动停炉停机，此时 CRT上调节给水调整门无效，就地关闭调整门；停运给泵无效，汽包水位急剧上升，开启事故 放水门，甲、丙给泵开关室就地分闸，油泵不能投运。故障原因是给水操作站运行DPU 死机，备用 DPU 不能自 启动引起。事后热工对给泵、引风、送风进行了分站控制，并增设故障软手操。 （2）有台机组运行中空预器甲、乙挡板突然关闭，炉膛压力高MFT 动作停炉；经查原因是风烟系统 I/O 站 DPU 发生异常，工作机向备份机自动切换不成

38、功引起。事后电厂人员将空预器烟气挡板甲1、乙 1 和甲 2、乙 2两组控 制指令分离，分别接至不同的控制站进行控制，防止类似故障再次发生。 2.3 DAS 系统异常案例分析 DAS 系统是构成自动和保护系统的基础，但由于受到自身及接地系统的可靠性、现场磁场干扰和安装调试质量的 影响， DAS 信号值瞬间较大幅度变化而导致保护系统误动，甚至机组误跳闸故障在我省也有多次发生，比较典型 的这类故障有： （1）模拟量信号漂移：为了消除 DCS 系统抗无线电干扰能力差的缺陷，有的 DCS 厂家对所有的模拟量输入通道 加装了隔离器，但由此带来部分热电偶和热电阻通道易电荷积累，引起信号无规律的漂移，当漂移越

39、限时则导致 保护系统误动作。 我省曾有三台机组发生此类情况 （二次引起送风机一侧马达线圈温度信号向上漂移跳闸送风机， 联跳引风机对应侧） ，但往往只要松一下端子板接线（或拆下接线与地碰一下）再重新接上，信号就恢复了正常。 开始热工人员认为是端子柜接地不好或者 I/O 屏蔽接线不好引起，但处理后问题依旧。厂家多次派专家到现场处 理也未能解决问题。后在机组检修期间对系统的接地进行了彻底改造，拆除原来连接到电缆桥架的AC、DC接地 电缆；柜内的所有备用电缆全部通过导线接地；UPS至DCS电源间增加1台20kVA的隔离变压器，专门用于系 统供电，且隔离变压器的输出端 N 线与接地线相连，接地线直接连接

40、机柜作为系统的接地。同时紧固每个端子的 接线；更换部份模件并将模件的软件版本升级等。使漂移现象基本消除。 （2）DCS 故障诊断功能设置不全或未设置。信号线接触不良、断线、受干扰，使信号值瞬间变化超过设定值或超 量程的情况，现场难以避免，通过DCS模拟量信号变化速率保护功能的正确设置，可以避免或减少这类故障引起 的保护系统误动。但实际应用中往往由于此功能未设置或设置不全，使此类故障屡次发生。如一次风机B 跳闸引 起机组 RB 动作，首出信号为轴承温度高。经查原因是由于测温热电阻引线是细的多股线，而信号电缆是较粗的 单股线，两线采用绞接方式，在震动或外力影响下连接处松动引起轴承温度中有点信号从正

41、常值突变至无穷大引 起（事后对连接处进行锡焊处理） 。类似的故障有：民工打扫现场时造成送风机轴承温度热电阻接线松动引起送风 机跳闸；轴承温度热电阻本身损坏引起一次风机跳闸；因现场干扰造成推力瓦温瞬间从99C突升至117C, 1秒 钟左右回到99C,由于相邻第八点已达 85C,满足推力瓦温度任一点 105C同时相邻点达85C跳机条件而导致机 组跳闸等等。预防此类故障的办法,除机组检修时紧固电缆和电缆接线,并采用手松拉接线方式确认无接线松动 外,是完善 DCS 的故障诊断功能,对参与保护连锁的模拟量信号,增加信号变化速率保护功能尤显重要（一当信 号变化速率超过设定值,自动将该信号退出相应保护并报警

42、。当信号低于设定值时,自动或手动恢复该信号的保 护连锁功能）。 （3）DCS 故障诊断功能设置错误：我省有台机组因为电气直流接地,保安1A 段工作进线开关因跳闸,引起挂在 该段上的汽泵 A的工作油泵A连跳，油泵B连锁启动过程中由于油压下降而跳汽泵A,汽泵B升速的同时电泵 连锁启动成功。但由于运行操作速度过度,电泵出口流量超过量程,超量程保护连锁开再循环门,使得电泵实际 出水小, B 泵转速上升到 5760转时突然下降 1000转左右（事后查明是抽汽逆止阀问题） ,最终导致汽包水位低低 保护动作停炉。此次故障是信号超量程保护设置不合理引起。一般来说,DAS 的模拟量信号超量程、变化速率大 等保护

43、动作后,应自动撤出相应保护,待信号正常后再自动或手动恢复保护投运。 2.4 软件故障案例分析 分散控制系统软件原因引起的故障,多数发生在投运不久的新软件上,运行的老系统发生的概率相对较少,但一 当发生,此类故障原因的查找比较困难,需要对控制系统软件有较全面的了解和掌握,才能通过分析、试验,判 断可能的故障原因,因此通常都需要厂家人员到现场一起进行。这类故障的典型案例有三种： （1）软件不成熟引起系统故障： 此类故障多发生在新系统软件上,如有台机组80%额定负荷时,除 DEH 画面外 所有 DCS 的 CRT 画面均死机（包括两台服务器） ,参数显示为零,无法操作,但投入的自动系统运行正常。当时

44、 采取的措施是：运行人员就地监视水位,保持负荷稳定运行,热工人员赶到现场进行系统重启等紧急处理,经过 30 分钟的处理系统恢复正常运行。 故障原因经与厂家人员一起分析后, 确认为 DCS 上层网络崩溃导致死机, 其过 程是服务器向操作员站发送数据时网络阻塞,引起服务器与各操作员站的连接中断,造成操作员站读不到数据而 不停地超时等待,导致操作员站图形切换的速度十分缓慢（网络任务未死） 。针对管理网络数据阻塞情况,厂家修 改程序考机测试后进行了更换。另一台机组曾同时出现4台主控单元 白灯”现象，现场检查其中2台是因为A机 备份网停止发送, 1 台是 A 机备份网不能接收, 1 台是 A 机备份网收

45、、发数据变慢（比正常的站慢几倍） 。这类故 障的原因是主控工作机的网络发送出现中断丢失,导致工作机发往备份机的数据全部丢失,而双机的诊断是由工 作机向备份机发诊断申请,由备份机响应诊断请求,工作机获得备份机的工作状态,上报给服务器。由于工作机 的发送数据丢失,所以工作机发不出申请,也就收不到备份机的响应数据,认为备份机故障。临时的解决方法是 当长时间没有正确发送数据后，重新初始化硬件和软件，使硬件和软件从一个初始的状态开始运行，最终通过更 新现场控制站网络诊断程序予以解决。 （2）通信阻塞引发故障： 使用 TELEPERM-ME 系统的有台机组，负荷 300MW 时,运行人员发现煤量突减，汽机

46、 调门速关且 CRT 上所有火检、油枪、燃油系统均无信号显示。热工人员检查发现机组 EHF 系统一柜内的 I/O BUS 接口模件ZT报警灯红闪，操作员站与EHF系统失去偶合，当试着从工作站耦合机进入 OS250PC软件包调用EHF 系统时，提示不能访问该系统。通过查阅 DCS 手册以及与 SIEMENS 专家间的电话分析讨论，判断故障原因最大 的可能是在三层 CPU 切换时，系统处理信息过多造成中央 CPU 与近程总线之间的通信阻塞引起。根据商量的处 理方案于当晚11点多在线处理，分别按三层中央柜的同步模件的SYNC键,对三层CPU进行软件复位：先按CPU1 的SYNC键，相应的红灯亮后再按

47、 CPU2的SYNC键。第二层的同步红灯亮后再按 CPU3的同步模件的SYNC键， 按 3 秒后所有的 SYNC 的同步红灯都熄灭，系统恢复正常。 （3） 软件安装或操作不当引起：有两台30 万机组均使用 Conductor NT 5.0 作为其操作员站，每套机组配置 3个 SERVER 和 3 个 CLIENT ，三个 CLIENT 分别配置为大屏、值长站和操作员站 ,机组投运后大屏和操作员站多次死 机。经对全部操作员站的 SERVER 和 CLIENT 进行全面诊断和多次分析后，发现死机的原因是：1）一台 SERVER 因趋势数据文件错误引起它和挂在它上的 CLIENT 在当调用趋势画面时

48、画面响应特别缓慢 （俗称死机）。在删除该 趋势数据文件后恢复正常。 2）一台 SERVER 因文件类型打印设备出错引起该 SERVER 的内存全部耗尽，引起它和 挂在它上的 CLIENT 的任何操作均特别缓慢，这可通过任务管理器看到 DEV.EXE 进程消耗掉大量内存。该问题通 过删除文件类型打印设备和重新组态后恢复正常。3）两台大屏和工程师室的 CLIENT 因声音程序没有正确安装， 当有报警时会引起进程 CHANGE.EXE 调用后不能自动退出，大量的 CHANGE.EXE 堆积消耗直至耗尽内存，当 内存耗尽后，其操作极其缓慢（俗称死机） 。重新安装声音程序后恢复正常。此外操作员站在运行中

49、出现的死机现 象还有二种：一种是鼠标能正常工作，但控制指令发不出，全部或部分控制画面不会刷新或无法切换到另外的控 制画面。这种现象往往是由于 CRT 上控制画面打开过多，操作过于频繁引起，处理方法为用鼠标打开VMS 系统 下拉式菜单，RESET应用程序，10分钟后系统一般就能恢复正常。另一种是全部控制画面都不会刷新，键盘和鼠 标均不能正常工作。这种现象往往是由操作员站的 VMS 操作系统故障引起。此时关掉 OIS 电源，检查各部分连 接情况后再重新上电。 如果不能正常启动，则需要重装 VMS 操作系统；如果故障诊断为硬件故障， 则需更换相应 的硬件。 （4） 总线通讯故障：有台机组的DEH 系

50、统在准备做安全通道试验时，发现通道选择按钮无法进入，且系统自动 从“高级”切到“基本级”运行，热控人员检查发现 GSE 柜内的所有输入 /输出卡 （CSEA/CSEL） 的故障灯亮 , 经复归 GSE柜的REG卡后，CSEA/CSEL的故障灯灭，但系统在重启髙级”时，维护屏不能进入到正常的操作画面呈死 机状态。根据报警信息分析，故障原因是系统存在总线通讯故障及节点故障引起。由于阿尔斯通 DEH 系统无冗余 REG 卡复位，系统恢复了正常。 配置，当时无法处理，后在机组调停时，通过对基本级上的 （5）软件组态错误引起：有台机组进行 #1 中压调门试验时，强制关闭中间变量 IV1RCO 信号，引起

51、 #1-#4 中压调 门关闭，负荷从198MW降到34MW，再热器压力从2.04MP升到4.0Mpa,再热器安全门动作。故障原因是厂家的 DEH 组态，未按运行方式进行，流量变量本应分别赋给 IV1RCO-IV4RCO ，实际组态是先赋给 IV1RCO ，再通过 IV1RCO 分别赋给 IV2RCO-IV4RCO 。因此当强制 IV1RCO=0 时，所有调门都关闭，修改组态文件后故障消除。 2.5 电源系统故障案例分析 DCS 的电源系统，通常采用 1:1 冗余方式（一路由机组的大 UPS 供电，另一路由电厂的保安电源供电） ，任何一 路电源的故障不会影响相应过程控制单元内模件及现场 I/O

52、模件的正常工作。但在实际运行中，子系统及过程控 制单元柜内电源系统出现的故障仍为数不少，其典型主要有： （ 1 ）电源模件故障：电源模件有电源监视模件、系统电源模件和现场电源模件3 种。现场电源模件通常在端子板 上配有熔丝作为保护，因此故障率较低。而前二种模件的故障情况相对较多：1 ）系统电源模件主要提供各不同等 级的直流系统电压和 I/O 模件电压。该模件因现场信号瞬间接地导致电源过流而引起损坏的因素较大。因此故障 主要检查和处理相应现场 I/O 信号的接地问题，更换损坏模件。如有台机组负荷 520MW 正常运行时 MFT ，首出 原因 汽机跳闸”。CRT画面显示二台循泵跳闸，备用盘上循泵出

53、口阀V86。信号报警。5分钟后运行巡检人员就地 告知循泵A、B实际在运行，开关室循泵电流指示大幅晃动且A大于B。进一步检查机组 PLC诊断画面，发现控 制循泵A、B的二路冗余通讯均显示 出错” 43分钟后巡检人员发现出口阀开度小就地紧急停运循泵A、Bo事后 查明 A、 B 两路冗余通讯中断失去的原因，是为通讯卡提供电源支持的电源模件故障而使该系统失电，中断了与 PLC主机的通讯，导致运行循泵 A、B状态失去，凝汽器保护动作，机组MFT。更换电源模件后通讯恢复正常。 事故后热工制定的主要反事故措施，是将两台循泵的电流信号由PLC 改至 DCS 的 CRT 显示，消除通信失去时循 泵运行状态无法判

54、断的缺陷；增加运行泵跳闸关其出口阀硬逻辑（一台泵运行，一台泵跳闸且其出口阀开度30 度，延时15秒跳运行泵硬逻辑；一台泵运行，一台泵跳闸且其出口阀开度0度，逆转速动作延时 30秒跳运行 泵硬逻辑）；修改凝汽器保护实现方式。2）电源监视模件故障引起：电源监视模件插在冗余电源的中间，用于监 视整个控制站电源系统的各种状态，当系统供电电压低于规定值时，它具有切断电源的功能，以免损坏模件。另 外它还提供报警输出触点，用于接入硬报警系统。在实际使用中，电源监视模件因监视机箱温度的2个热敏电阻 可靠性差和模件与机架之间接触不良等原因而故障率较高。此外其低电压切断电源的功能也会导致机组误跳闸， 如有台机组满

55、负荷运行，BTG盘出现“CCS空制模件故障”报警，运行人员发现部分 CCS操作框显示白色，部分参 数失去，且对应过程控制站的所有模件显示白色，6s后机组MFT，首出原因为 引风机跳闸”约2分钟后CRT 画面显示恢复正常。当时检查系统未发现任何异常（模件无任何故障痕迹，过程空制站的通讯卡切换试验正常）。 机组重新启动并网运行也未发现任何问题。事后与厂家技术人员一起专题分析讨论，并利用其它机组小修机会对 控制系统模拟试验验证后，认为事件原因是由于该过程控制站的系统供电电压瞬间低于规定值时，其电源监视模 件设置的低电压保护功能作用切断了电源，引起控制站的系统电源和24VDC、5VDC 或 15VDC

56、 的瞬间失去，导 致该控制站的所有模件停止工作（现象与曾发生过的 24VDC 接地造成机组停机事件相似） ，使送、引风机调节机 构的控制信号为 0，送风机动叶关闭（气动执行机构） ，引风机的电动执行机构开度保持不变（保位功能） ，导致 炉膛压力低，机组 MFT。 （2）电源系统连接处接触不良：此类故障比较典型的有：1 ）电源系统底板上 5VDC电压通常测量值在 5.10 5.20VDC 之间，但运行中测量各柜内进模件的电压很多在 5V 以下，少数跌至 4.76VDC 左右，引起部分 I/O 卡不 能正常工作。经查原因是电源底板至电源母线间连接电缆的多芯铜线与线鼻子之间，表面上接触比较紧，实际上

57、 因铜线表面氧化接触电阻增加，引起电缆温度升高，压降增加。在机组检修中通过对所有5VDC 电缆铜线与线鼻 子之间的焊锡处理，问题得到解决。2） MACS- I DCS运行中曾在两个月的运行中发生 2M801工作状态显示故障 而更换了 13台主控单元，但其中的多数离线上电测试时却能正常启动到工作状态，经查原因是原主控5V电源， 因线损和插头耗损而导致电压偏低；通过更换主控间的冗余电缆为预制电缆；现场主控单元更换为2M801E-D01 ， 提升主控工作电源单元电压至 5.25V后基本恢复正常。3）有台机组负荷135MW时，给水调门和给水旁路门关小， 汽包水位急速下降引发 MFT。事后查明原因是给水

58、调门、给水旁路门的端子板件电源插件因接触不良，指令回路 的 24V 电源时断时续，导致给水调门及给水旁路门在短时内关下，汽包水位急速下降导致MFT。 4）有台机组停 炉前，运行将汽机控制从滑压切至定压后，发现 DCS 上汽机调门仍全开，主汽压力 4260kpa， SIP 上显示汽机压 力下降为1800kpa，汽机主保护未动作，手动拍机。故障原因系汽机系统与DCS、汽机显示屏通讯卡件 BOX1电 源接触点虚焊、接触不好，引起通讯故障，使 DCS 与汽机显示屏重要数据显示不正常，运行因汽机重要参数失准 手动拍机。经对 BOX1电源接触点重新焊接后通讯恢复。5）循泵正常运行中曾发出 #2UPS失电报

59、警，20分钟后 对应的#3、#4循泵跳闸。由于运行人员处理及时，未造成严重后果。热工人员对就地进行检查发现#2UPS输入电 源插头松动，导致#2UPS失电报警。进行专门试验结果表明，循泵跳闸原因是UPS输入电源失去后又恢复的过程 中，引起 PLC 输入信号抖动误发跳闸信号。 3） UPS 功能失效：有台机组呼叫系统的喇叭有杂音，通信班人员关掉该系统的主机电源查原因并处理。重新开 启该主机电源时，呼叫系统杂音消失，但集控室右侧 CRT 画面显示全部失去，同时 MFT 信号发出。经查原因是 由于呼叫系统主机电源接至该机组主UPS,通讯人员在带载合开关后，给该机组主UPS电源造成一定扰动，使其 电压

60、瞬间低于195V，导致DCS各子系统后备UPS启动，但由于BCS系统、历史数据库等子系统的后备UPS失 去带负荷能力（事故后试验确定） ，造成这些系统失电，所有制粉系统跳闸，机组由于 “失燃料 ”而 MFT 。 （4）电源开关质量引起：电源开关故障也曾引起机组多次MFT ，如有台机组的发电机定冷水和给水系统离线， 汽泵自行从 “自动”跳到“手动”状态；在 MEH 上重新投入锅炉自动后，汽泵无法增加流量。 1分钟后锅炉因汽包水 位低 MFT 动作。故障原因经查是 DCS 给水过程控制站二只电源开关均烧毁， 造成该站失电， 导致给水系统离线， 无法正常向汽泵发控制信号，最终锅炉因汽包水位低 MFT