媽灣發電總廠分兩期工程,一期工程的1、2號機組的DCS(集散控制系統)使用美國Bailey公司的infi90系統與ETS(汽機緊急跳閘系統)結合對汽機進行保護;二期工程的3、4號機組直接使用了ABB公司的Procontrol-P13/14 DCS系統直接進行汽機保護。
雖然在保護項目中已經使用了一些提高可靠性的措施,但部分一次元件的選型還存在問題;部分保護項目雖然沒有不安全的記錄,但仍有隱患;另外幾個保護項目沒有采取任何安全措施,誤動非常頻繁。
根據近年的實踐,媽灣發電總廠對汽機保護做了大量的優化改造,并總結了一些經驗,在確保不拒動的前提下大大減少了保護的誤動。現將主要保護項目改進的原因、依據和方案介紹如下。
1.EH油壓低保護的改進
EH油壓低保護的安全隱患在于不恰當的保護定值引起誤動。EH油壓低保護的作用是,當EH油壓力降低至汽門失控前跳閘,防止汽機失控,媽灣發電總廠所有主機汽門都由單側進EH油的油動機驅動,汽門快關或跳閘時通過超速保護油路,排空油動機內的EH油,依靠汽門上的彈簧強制關閉(圖1)。當EH油壓不足時,各閥門將先表現為控制特性變差,進而無法克服彈簧預緊力而自動關閉。媽灣發電總廠原來EH油壓低的保護定值為9.3MPa,在進行超速保護(OPC)時大量調門同時動作或某個液壓伺服閥(MOOG)泄漏時,油壓都有大幅波動,容易引起跳閘。試驗發現,當EH油壓超過7 MPa時就足以驅動調門。為減少這個保護不必要的動作,將保護定值降低至8 MPa。
2.安全油壓低保護的改進
安全油壓低保護的安全隱患在于不恰當的保護定值引起誤動。安全油壓低保護的是當安全油壓降低至定值以下時跳閘,安全油壓降低的原因是安全油系統故障或手動打閘。按照媽灣發電總廠的安全油系統工作原理,不論手動打閘、遠方電磁閥跳閘,還是安全油供油問題使安全油壓低至一定程度時,安全油隔膜閥都將在彈簧的作用下開啟、EH油被泄放回油箱、汽機跳閘。因為媽灣發電總廠主汽機高中壓主汽門、調門,小汽機主汽門、調門都是由安全油驅動或安全油控制的EH油驅動,安全油壓低將直接作用于隔膜閥,使EH油泄壓,從而關閉閥門,所以安全油壓低定值,不需遠高于驅動隔膜閥關閉的油壓。因此將安全油壓低定值適當調低,可減少因安全油壓波動引起的跳閘。 圖1 調速汽門原理 這對于安全油壓不穩定的小汽機尤為重要。在媽灣發電總廠,不論上汽或哈汽產的小汽機在進行潤滑油泵連鎖時都極易引發安全油壓波動。現已將小汽機的安全油壓定值由最初的0.8 MPa降低至0.4 MPa。
3.軸位移保護的改進
汽機軸位移保護設計有4個軸位移探頭,分別進入2個監視器。1、2號機油位移保護采取單監視器內“與”的方式,3、4號機采取“或”的方式。采用“與”邏輯的軸位移保護拒動的可能性較大。采用“或”邏輯的軸位移保護誤動的可能性較大。 雖然至今汽機軸位移保護沒有拒動、誤動過,但鑒于這個保護的重要性,尤其為避免拒動,改進依然是必要的。為 減少改動量,針對原有保護的結構,對1、2號機組及3、4號機組采取了不同的改進方案。
1、2號機軸位移保護改進前的保護邏輯是:4個探頭分別進入2個監視器,其中2個探頭進入監視器“與”后,通過監視器的輸出繼電器去跳閘;另2個探頭進入監視器后,轉入DCS系統只用于顯示。這種設計在參與保護的2個探頭的任意1個發生故障時就有可能造成整個軸位移保護失效,拒動的可能性很大。改造后的邏輯是:4個探頭分別進入2個監視器,兩兩在監視器內“與”后,通過2個監視器的輸出繼電器并聯后去跳閘。這樣充分利用了4個位移探頭,即大大減少了拒動的可能性,誤動的可能性也較小。把安全工程師站點加入收藏夾