电厂压缩空气全部失去后如何来避免机组跳闸.docx

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电厂压缩空气全部失去后如何来避免机组跳闸

电厂压缩空气全部失去后，如何来避免机组跳闸

引言

因为气动控制的阀门和挡板具有响应快，操作灵活特点，大型发电机组中，为了使机组在事故情况下快速关闭以及运行中灵活调整有关阀门（风门）、挡板，很多阀门（风门）、挡板都采用气动控制，所以电厂相应就有一套仪用气制备、干燥系统。

仪用气系统运行稳定对于发电机组安全稳定和经济运行至关重要。

机组气动阀门（挡板）中弹簧复位式的气动执行器有故障关闭型和故障开启型二种。

故障关闭型（气开型）是当膜头上空气压力增加时，阀门（挡板）向增加开度方向动作，当达到输入气压上限时，阀门（挡板）处于全开状态。

反过来，当空气压力减小时，阀门（挡板）向关闭方向动作，在没有输入空气或电路、气路切断及故障时，阀门（挡板）在弹簧力作用下全闭。

故障开启型（气关型）动作方向正好与气开型相反，在电路、气路切断或故障时，阀门（挡板）在弹簧力作用下自动开启。

所以当发生仪用气气压低或失气故障时机组中很多阀门和挡板会失控或自动关闭及打开，造成系统中工质、参数失控，容易引起机组跳闸。

某电厂是第一次发生仪用气完全失压的事故，虽然没有仪用气完全失压到零的事故处理经验可借鉴，但处理中成功的避免二台机组跳闸，也没有造成主、辅设备损坏，部分参数虽然有超限，但较快得到了控制，所以说这次故障处理是成功的。

为了对今后技术措施的制定和事故处理提供参考，对这次故障处理经验进行分析、总结，并分析需要进一步提高的地方。

1.基本情况介绍

电厂二台370MW机组共用一套仪用气制备系统，系统包括三台离心式仪用空压机，三台储气罐和二台并联的无加热仪用气干燥器，每台干燥器的二只干燥塔的切换周期为10分钟，正常运行时仪用气母管压力0.65MPa左右。

故障发生前#2和#3仪用空压机PLC控制方式运行，#1仪用空压机就地方式备用，#2仪用干燥器故障隔绝，只有#1仪用干燥器运行。

#1机组协调方式，B/C/D磨运行，负荷375MW，#2机组协调方式，A/B/C磨运行，负荷375MW。

8:

51:

44监盘发现仪用气压力从0.66MPa快速下跌，立即就地检查并启动#1仪用空压机，查储气罐压力正常，仪用气压力仍急速下跌。

现场判断为#1干燥器故障，打开因故障隔绝的#2仪用干燥器进、出口门后仪用气压回升（因没送电，#22干燥器二侧塔的再生排气阀都在关位，没有再生功能）。

8:

58:

54仪用气压开始回升，9:

05:

28气压逐渐恢复正常值0.588MPa。

期间仪用气压力最低至零（CDCS显示0.059MPa）。

事后检查发现#1仪用干燥器进口三通阀的尼龙活动阀心裂成二半，分别将干燥器二个干燥塔进气孔堵住造成仪用气母管压力降到零，二台机组仪用气失气。

2.事故处理的分析、总结

1）本次现场事故处理时及时操作恢复了因故障隔绝的#2干燥器的进气和出气门，没有恢复本身有故障的#2干燥器的电源，这对恢复气压、避免事故进一步扩大都是很有效的操作方法。

2）仪用气压降低时＃2机将吸风机、所有磨组的各控制站切至手动，将机组控制切到了TF方式。

虽然在这次故障处理中不能起到减缓仪用气压下降的作用，但这种操作思路是非常正确的，可以避免控制系统误动造成工况波动。

3）当仪用气压下跌造成#2机给水泵A、B再循环门因失气相继打开，给水流量开始下降，给水主控站指令100%，汽包水位稍降至-72mm，在汽包水位还并不是很低的情况下及时打闸了A磨煤机是正确的，为给水控制创造了一个非常有利的条件。

水位最低才跌至-172mm。

并且将打磨放在了将吸风机、磨组控制切为手动方式后进行，也可以避免工况不必要的扰动。

当仪用气恢复后给泵再循环门开始自动关小，给水流量快速增大时，运行人员及时降低给泵转速控制汽包水位，没有发生汽包水位波动，#2机组汽包水位的控制是很成功的。

4）#2机组的汽温控制也是比较好的，仪用气压低至0.152MPa时，一、二减调门失气开始关闭。

当仪用气压恢复到0.125MPa时过热器器减温水门又得气自动开启，一减自动开度到最大时一减流量达176.6t/h。

运行人员及时发现并手动将过热器一减和二减调门关小。

#2机机侧主汽温控制在最高546℃和最低516.3℃之间，机侧再热汽温控制在最高545.6℃和最低533.8℃之间。

#1机组的汽温控制方面不如#2机组。

仪用气压低造成过热器减温水全关造成#3机机侧主汽温最高560℃。

手动减小各磨煤量、调整一、二次风压，控制汽温。

当仪用气压恢复时过热器减温水调门得气自动全开，一减流量高达232.8t/h，因为手动操作关一减调门较晚，机侧主汽温最低降至472.7℃。

5）#1机仪用气压力跌至0.155MPa时，高、低加正常水位调门失气开始关，而危急调门失气自动打开。

当仪用气恢复，气压升至0.15MPa时，危急调门开始关，但仪用气压回升至0.323MPa时正常水位调门才开始开，中间相隔56秒钟。

由于仪用气恢复过程中加热器危急调门和正常疏水门不是自动同时反向关，且动作快、慢速率不一，造成#1机的#4、3、6、7、8加热器依次因水位高高跳闸。

加上之前手动关小一、二级减温水前的时间内，在锅炉总煤量没有变化的前题下，一、二级减温水量之和增加了200t/h左右，这就增大主汽量。

减温水量大增加上加热器相继跳闸就造成了#1机负荷短时间从332MW升至413.8MW，立即手动关汽机调门减负荷。

6）#1机组仪用气压力跌至0.114MPa时，除氧器给水调门A/B（二只阀最大开至100%）及凝泵再循环门失气开大（最大开至62%）。

凝泵出口压力最低跌至1.76MPa，手动启备用凝泵后凝水压力回升。

气压恢复正常后除氧器给水调门A（大阀）卡在12%左右的位置，除氧器水位下跌，除氧器水位最低跌至1800mm，就地手动开给水调门旁路门维持除氧器水位，气压恢复后凝泵再循环门关，及时停运凝泵A。

避免了因凝器和除氧器水位异常造成的设备跳闸。

7）#1机在仪用气压力跌至0.089MPa时，凝水再循环门因失气自动开大，引起除氧器水位下降和凝水压力下降，除氧器水位低至2539mm并发出坏质量报警，除氧器给水调门被强切手动，凝水压力低至1.598MPa时备用凝泵联动。

当仪用气压恢复时，在之前全开指令作用下除氧器给水调门迅速全开，造成了凝器水位低跳运行凝泵B，运行人员及时手动将B凝泵重新启动，并打开凝水补水旁路门（电动门）。

又一次避免了一次跳机事故发生。

8）#2机组在仪用气压恢复时，因为没有及时调节关小除氧器的给水调门，不但使凝器水位低跳凝泵，还造成了除氧器水位高保护动作，关除氧器进汽门、连排至除氧器电动门、关#6高加正常疏水。

除氧器失去进汽后水位大幅波动，立即派人就地看水位调整并恢复除氧器进汽。

#6高加跳闸后手动关闭#7高加正常疏水，控制#7、#8高加水位正常，各低加正常疏水失气关、危急疏水得气后全关导致低加全部跳闸。

9）在仪用气压力失去时，风烟系统各气动风门挡板及引风机进口档板均能自动闭锁在当前位置，炉膛负压调整较平缓，对于这次事故处理是有利的，二次风压与一次风压调整由于不采用气动门调节，未受影响。

3.仪用气失压对机组的影响和对设备改进的有关建议

3.1. 仪用气失压对运行的影响

1）通过这次#1、2机组仪用气失压的处理发现，各气动执行机构安全调整的气压底线约为0.3-0.35MPa，保持气动执行机构不因气压低而失控的最低气压为0.2MPa。

2）仪用气压力跌至0.3-0.35MPa时，气动调整门的调整、操作会迟缓，影响正常调整速率的准确性。

3）仪用气压力跌至0.2MPa以下时，气动调整门会因失气自动全开或自动开大，会使运行参数发生大幅度变化，很容易造成机组保护跳闸。

如汽泵再循环门、除氧器给水调门及凝泵再循环门因气压低自动开始打开，这会造成锅炉给水量大幅度减小，容易造成汽包水位低动作MFT。

4）仪用气压力跌至0.2MPa以下时，除氧器给水调门及凝泵再循环门失气开，对除氧器水位及凝器水位调整影响非常大，凝泵出口压力会快速下降，如果启动备用凝泵或凝泵联动后不能及时控制除氧器给水阀，因为凝汽器水容积较除氧器小得多，所以凝器水位会快速降低并跳闸运行凝泵而扩大事故，而除氧器可能也会水位高高保护动作，并引起除氧器工况波动造成给泵故障、加热器水位波动，甚至可能使机组超负荷。

如果凝水压力低不能及时恢复，给泵也会因失去密封水而跳闸（延时30秒）。

这是事故处理的重点。

5）仪用气压力跌至0.2MPa以下时，过热器一、二减调门失气全关，机组负荷会有一定的下降，主汽温会快速升高。

对锅炉和汽轮机造成超温危胁。

6）仪用气失压时，加热器危疏调门失气自动开，正常疏水调门关。

仪用气失压后，油跳闸阀、油再循环阀失气关，此运行期间不能投油枪，失去稳燃手段。

7）仪用气压低至0.2MPa以下时，除氧器水位调节失控会造成水位高高保护动作，关除氧器进汽门及到除氧器的疏水门。

除氧器失去进汽，给泵可能发生汽蚀。

8）如果仪用气失压时处理不好造成机组MFT时，各风门挡板、气动门和逆止阀不能正确执行MFT的相关连锁，对机组安全有非常大的危胁。

3.2.仪用气压恢复时对运行的影响

9）仪用气失压后气压恢复时对机组的扰动也是非常大的。

气压恢复时给泵再循环和凝泵再循环门会快速关闭，造成凝水和锅炉给水控制非常大的扰动，很容易造成机组跳闸。

10）过热器一、二减调门因得气会快速全开，减温水量快速大量增加不仅会使汽温快速下降，也会导致负荷升高。

如果仪用气恢复时控制不好过热器减温水，对汽轮机冲击很大，有可能会损坏主设备。

11）如果气动执行机构仍在自动控制方式，因为仪用气失压时气动阀自己关或开，已经给这个控制系统的调节参数造成了很大的偏差，当仪用气压恢复时，一是气动执行机构有恢复失气前状态的作用力，二是调节控制系统会因为这个非常大的偏差使该气动机构全开或全关（与失气时相反），如除氧器给水调门。

12）仪用气压力恢复时加热器危疏会自动全关，而正常疏水不会同步自动打开，非常容易导致水位高高跳加热器，机组可能超负荷，汽机末级叶片运行工况恶劣。

3.3. 相关的建议及事故后对设备的改进

1）干燥器的进、出口三通阀前后已经发生过多次故障，由于三通阀阀心是由二块尼龙材质粘结而成，加之每五分钟动作一次，容易故障，应该进行改进以提高三通阀阀心的工作可靠性，增加定期检查的频率。

2）仪用空压机控制已经改为PLC控制，为了防止特殊情况下再生排气阀故障造成仪用气压低，建议当仪用气母管压力低至一定值（建议定为0.4MPa）时，增加一逻辑来强制关闭干燥器的再生排气阀以维持仪用气母管压力。

3）建议优化凝泵出水门逻辑，凝泵停运或跳闸后保持开状态，但允许运行人员操作关闭。

这样增加了运行的灵活性，有利于紧急工况下的处理。

4）给干燥器增加了旁路，以便在干燥器故障时作为临时措施防止仪用气失压。

5）在原来从厂用气至仪用储气罐的备用旁路上增加了气动控制阀，当气压低至0.524MPa时自动打开供气，以便在仪用空压机故障时通过厂用气向仪用气供气。

4.仪用气失压的事故处理原则

4.1.迅速恢复仪用气源

1）仪用气泵故障，应及时启动备用气泵，检查投用厂用气备用气源。

2）如果确认是仪用干燥器故障（干燥器前气压正常），手动开启干燥器旁路门向仪用气母管供气，并及时将故障干燥器隔绝。

4.2.仪用气压低至安全调整的气压底线前（0.4～0.35MPa），根据机组实际运行情况进行下列操作。

1）退出AGC和一次调频，机组控制切为TF方式，将吸风机和磨组各控制站切至手动方式。

同时将重要的气动调节切为手动方式，负荷和工况稳定。

2）负荷大于300MW时可以打闸运行中的最上层磨煤机运行，以减轻给水压力。

启动给泵的事故密封水泵备用，开启备用凝泵的出水门备用，以防给泵失去密封水跳闸。

3）启动大小机备用润滑油泵做好安全停机的事故预想。

4）机组正常运行时注水泵必须倒至凝器供水方式，事故时可向凝器补水。

5）尽可能避免非紧急和必要的操作。

一是可以防止气动执行机构动作会加速气压降低，二是防止操作失控。

三是由于失压后，OFT动作，不能投油枪稳燃，所以炉侧应尽量保持工况稳定。

4.3. 仪用气压低至0.2MPa时的的操作和注意事项

1）将给泵再循环、除氧器给水调门、过热器减温水调门切为手动方式，并严密注意和检查给泵再循环、除氧器给水调门、凝泵再循环门、过热器减温水调门、加热器疏水门等气动执行机构的状态和动作情况。

2）如果给泵再循环失气开大，影响汽包上水时可以启动电泵增加给水量。

3）除氧器给水调门及凝泵再循环门失气打开时，对除氧器水位及凝器水位调整影响非常大，如果凝水压力低于1.8MPa,启动备用凝泵提高凝水压力。

如果凝器水位下降快可以启动注水泵向凝器补水。

4.4. 仪用气压开始恢复时的操作和注意事项

1）注意检查各气动执行机构的动作状态，仪用气压恢复后，所有失气偏离控制指令的各气动门和挡板将很快恢复到指令值，处理时应尽可能将重要控制切手动。

2）当仪用气压恢复使凝泵再循环、除氧器给水调门自动回关时（除氧器给水调门可能因指令大而保持全开），迅速手动控制除氧器水位调整门，稳定凝水系统和除氧器工况。

二台凝泵运行则停运一台，同时注意凝器补水门动作状态，如注水泵在运行则根据需要停运。

3）仪用气压恢复时，过热器一、二级减温水调门会快速全开，减温水量快速大量增加，所以要立即检查控制过热器一、二级减温水，防止汽温大幅波动或造成汽轮机冲击（或末级叶片水击）。

4）及时将给泵再循环置于可控状态，将电泵退出供水运行状态，手动调整汽包水位稳定后再将其投入自动控制，调整汽包水位时要兼顾除氧器水位，待故障完全处理结束，工况稳定后停运电泵备用。

5）还要特别注意保持除氧器工况稳定，避免除氧器压力波动和水位波动，防止除氧器水位高高保护动作或水位低跳给泵。

6）及时检查各加热器水位和疏水调门状态，及时手动参与加热器水位调节，避免在仪用气压恢复过程中因水位高跳加热器造成对机组的扰动和冲击。

7）全面检查机组各气动调节挡板、风门、调门逆止门动作状态，迅速使其处于可控状态，如果指令和反馈偏差不大可将其投自动。