1 概述

發(fā)電設備在運行中由于水力機械磨損及其它設備老化或電氣損傷等，致使發(fā)電設備效率降低，事故隱患遞增，若不及時(shí)進(jìn)行檢修，將有可能引發(fā)事故，造成巨大經(jīng)濟損失。為了使各設備處于良好的工作狀態(tài)和具有較高的運行可靠性，必須對其進(jìn)行檢修，同時(shí)要確保檢修過(guò)程中人員與設備的安全。根據guojia電力投資集團公司 2016 年發(fā)布的《電力安全工作規程》( 熱力和機械部分) 第 11． 1條，水輪發(fā)電機組的檢修: “b) 可靠隔離油、水、氣源，并在相應閥門(mén)上懸掛 ‘禁止操作，有人工作’警告牌; c) 切斷機組、輔助設備與其他相關(guān)系統的動(dòng)力源，并在有關(guān)斷路器操作把手上懸掛‘禁止操作，有人工作’警告牌”［1］; 同時(shí)《電力安全工作規程》( 發(fā)電廠(chǎng)和變電站電氣部分) 也對設備檢修技術(shù)措施有明確的規定: 斷開(kāi)設備的隔離開(kāi)關(guān)( 刀閘) 的操作機構必須用專(zhuān)用鎖或程序鎖鎖住; 安全措施的變動(dòng)需由工作負責人和工作許可人雙方同意，方可執行，以確保檢修設備及檢修人員的安全［1］。

 

在設備檢修時(shí)，由于設備的啟/停操作與設備的檢修工作是由不同專(zhuān)業(yè)人員完成，啟/停操作一般由運行人員完成，設備檢修工作由檢修單位完成; 且同一范圍、同一區域的設備檢修也會(huì )涉及到不同專(zhuān)業(yè)的檢修班組。常規機組檢修安全措施的布置、油水風(fēng)電系統的隔離由運行人員操作并懸掛警告牌，檢修過(guò)程中對安全措施缺少剛性約束，交叉作業(yè)過(guò)程中涉及的安全措施僅靠工作票關(guān)聯(lián)，依靠運行人員檢查工作票核對安全措施的交叉情況，無(wú)技術(shù)手段保證，此方式存在一定的安全隱患［2］。

 

為了解決以上檢修中存在的安全問(wèn)題，并強制落實(shí)相關(guān)人員對檢修設備的控制和操作權限，需要一套完整的閉鎖系統，以實(shí)現對關(guān)鍵部位的有效控制，確保檢修過(guò)程中人身、設備安全。檢修隔離閉鎖系統就是為此而設計的。系統采用計算機圖形管理方式實(shí)現對檢修隔離設備的管理，通過(guò)加裝鎖具的方式對工作票中安全措施對應停運的開(kāi)關(guān)、閥門(mén)等設備強制閉鎖，工作負責人和工作許可人分別以不同權限對隔離設備共同管控，防止切斷能量源的設備誤啟動(dòng)。只有當工作負責人確認檢修人員撤離檢修區域，檢修設備符合運行條件，工作負責人和工作許可人核查無(wú)誤后，啟動(dòng)設備解鎖操作票，工作許可人才能啟動(dòng)當前設備，從而以技術(shù)手段保證檢修人員和檢修設備的安全，以及保證多班組工作時(shí)交叉作業(yè)面的安全。

 

2 檢修隔離系統的組成

檢修隔離閉鎖系統主要由系統軟件、傳輸適配器、檢修閉鎖鑰匙、隔離點(diǎn)掛牌、鎖具閉鎖附件、權限卡等構成( 見(jiàn)圖 1) 。

2．1 系統部署

系統可根據現場(chǎng)需要采用單臺計算機好立工作模式，亦可采用服務(wù)器+工作站的網(wǎng)絡(luò )結構模式靈活配置。

2．2 系統軟件

隔離閉鎖系統具有危險點(diǎn)設備信息管理、檢修鎖具信息管理、隔離票管理、設備檢修隔離安全管理、試運行管理( 含試運行票、試運行沖突檢測、

押票、歷史試運行票) 、統計分析等功能板塊，同時(shí)還具備與檢修閉鎖鑰匙信息交換的功能。

 

2．3 傳輸適配器

用于主機和檢修閉鎖鑰匙間數據的傳輸通信，通信數據包含隔離票、解除隔離票、試運行票、操作完成等信息。

 

2．4 檢修閉鎖鑰匙

檢修閉鎖鑰匙是系統的核心設備，通過(guò)無(wú)線(xiàn)采碼方式識別檢修鎖具，可根據隔離票解鎖相應的檢修鎖具。隔離票通過(guò)任務(wù)方式傳輸至檢修閉鎖鑰匙，持檢修閉鎖鑰匙，根據其中顯示信息領(lǐng)取檢修鎖具，到工作現場(chǎng)做隔離措施; 系統還有檢修鎖具、鎖具柜、鎖具閉鎖附件、隔離點(diǎn)標牌及掛牌等。

 

3 檢修閉鎖系統工作原理

工作票的辦理按照工作負責人填票→工作簽發(fā)人審核簽發(fā)→值班負責人審核接票→工作許可人審核→安全措施布置→工作票許可→安全措施確認→進(jìn)入現場(chǎng)工作等流程執行，檢修隔離閉鎖系統根據工作票中的安全措施內容生成隔離票，以授權卡權限綁定后，通過(guò)傳輸適配器將隔離票傳輸至檢修閉鎖鑰匙。工作許可人持隔離票、檢修閉鎖鑰匙、隔離票中指定數量的鎖具、掛鎖附件、掛牌到現場(chǎng)實(shí)施隔離閉鎖措施。找到隔離票中需要掛鎖隔離的設備，確定該設備已釋放能量，使用檢修閉鎖鑰匙采集隔離點(diǎn)標牌信息，任取一把掛鎖將掛牌串入鎖環(huán)中閉鎖該操作點(diǎn)，然后用檢修閉鎖鑰匙將隔離點(diǎn)信息寫(xiě)入鎖具中( 此時(shí)隔離設備信息被寫(xiě)入檢修鎖具的用戶(hù)信息區中，同時(shí)檢修閉鎖鑰匙記錄了隔離票中對應步驟掛鎖的 ID 信息) 。按上述步驟完成隔離票中的所有操作后，即形成一個(gè)安全、可靠的檢修工作范圍。多個(gè)隔離任務(wù)中，涉及到同一設備時(shí)，使用擴鎖器后，在一個(gè)設備的操作點(diǎn)上加裝多把鎖，掛多個(gè)牌。解除隔離時(shí)，將原有的隔離票調出，必須由工作許可人與工作負責人同時(shí)使用授權卡確認后，方可傳輸至檢修閉鎖鑰匙，工作許可人使用檢修閉鎖鑰匙接票后到現場(chǎng)解除相應檢修設備的隔離措施。

 

工作票－隔離票辦理流程圖見(jiàn)圖 2。

4 檢修閉鎖系統特點(diǎn)

1) 閉鎖強制管理: 采用加裝鎖具的方式，對檢修設備周邊隔離點(diǎn)強制閉鎖，鎖具可根據現場(chǎng)需要制作，滿(mǎn)足不同閥門(mén)、開(kāi)關(guān)形式的閉鎖要求。

2) 權限雙方控制: 工作許可人與工作負責人共同控制隔離點(diǎn)閉鎖設備的解除權限，有效保障作業(yè)人員安全。

3) 多任務(wù)有效管理: 每個(gè)工作任務(wù)的工作負責人分別對自己周邊隔離點(diǎn)進(jìn)行閉鎖，以技術(shù)手段保障多班組、多任務(wù)交叉作業(yè)時(shí)檢修區域內人員和設備的安全。

4) 沖突檢查機制: 隔離票間的邏輯關(guān)系可視化，具備自動(dòng)識別、檢查試運行中的沖突機制。

5) “黑匣子”記憶: 可以對檢修設備隔離票操作過(guò)程進(jìn)行追憶，便于事故分析。

 

5 水電廠(chǎng)機組檢修閉鎖系統的應用

5．1 水電廠(chǎng)設備閉鎖方式

水電廠(chǎng)機組臺數普遍較多，存在 2 臺及以上機組同時(shí)檢修情況，傳統的安全措施布置，檢修系統的隔離一般采用操作后掛牌的方式。由于警告牌存在人為移動(dòng)或者其他原因掉落等，此方式缺少剛性約束，不能很好閉鎖檢修設備，存在一定的安全風(fēng)險，由此檢修閉鎖系統的投入顯得尤為重要。通過(guò)加鎖的方式，閉鎖隔離點(diǎn)，任何個(gè)人或者運行、檢修任何一方都不能單好改變檢修安全措施，實(shí)現雙向監督。某水電廠(chǎng)機組檢修常用幾個(gè)重要隔離點(diǎn)閉鎖方式展示，如圖 3 所示。

5．2 長(cháng)洲水電廠(chǎng)機組檢修過(guò)程閉鎖隔離過(guò)程

長(cháng)洲水電廠(chǎng)機組 A 修通過(guò)招投標方式由外委單位進(jìn)行，存在檢修單位不固定、人員素質(zhì)參差不齊的問(wèn)題，給現場(chǎng)安全管理帶來(lái)很大的隱患。由此檢修閉鎖系統的應用顯得尤為重要。下面就整個(gè)機組檢修過(guò)程的閉鎖系統使用情況進(jìn)行說(shuō)明。

 

5．2．1 機械方面

長(cháng)洲機組上流道檢修閘門(mén)、下流道事故閘門(mén)采用門(mén)機操作方式，由檢修人員人工操作。機械方面的檢修安全措施主要是消除能量源，防止外來(lái)能量的送入，保證對外來(lái)能量源的閉鎖有效、安全。外來(lái)能量源送入主要閉鎖點(diǎn)，防范措施有以下幾類(lèi):

1) 機組上下流道充水閥。閉鎖該閥門(mén)操作機構，防止水源進(jìn)入機組流道內。

2) 機組壓油 ( 氣) 罐高壓氣源進(jìn)口閥門(mén)。閉鎖該閥門(mén)把手，防止高壓氣進(jìn)入壓油 ( 氣) 罐。

3) 機組低壓氣源進(jìn)口閥。閉鎖該閥門(mén)把手，防止低壓制動(dòng)氣進(jìn)入風(fēng)閘及空氣圍帶供氣管內。

4) 壓力油泵動(dòng)力電源。閉鎖動(dòng)力電源柜進(jìn)線(xiàn)開(kāi)關(guān)，防止電源送入，油泵誤啟動(dòng)。

5) 機組輔助設備動(dòng)力電源。閉鎖機組輔機柜動(dòng)力電源進(jìn)線(xiàn)開(kāi)關(guān)，防止輔機設備誤動(dòng)作。

6) 發(fā)電機消防水供水、技術(shù)供水管路。閉鎖發(fā)電機消防水供水、技術(shù)供水水閥，防止消防水、技術(shù)供水進(jìn)入檢修機組。

7) 機組主軸密封供水管路。閉鎖其供水閥門(mén)，防止水源進(jìn)入。

8) 油冷系統供水管路進(jìn)口閥。閉鎖其進(jìn)口、出口閥門(mén)，防止水源漏出而影響其他設備的運行。

 

5．2．2 電氣方面

電氣方面設備檢修時(shí)主要注意防止外部電源突然送入，給檢修過(guò)程帶來(lái)安全隱患。在整個(gè)檢修過(guò)程中，電氣方面設備檢修基本都是交叉進(jìn)行的，由此必須對電氣檢修設備進(jìn)行全面閉鎖、隔離，確保整個(gè)檢修過(guò)程中人身及設備安全。其主要閉鎖點(diǎn)主要有以下幾方面:

1) 機組出口開(kāi)關(guān)、隔離刀閘。閉鎖機組出口刀閘操作把手，防止檢修過(guò)程中誤合刀閘。

2) 線(xiàn)路開(kāi)關(guān)、隔離刀閘。閉鎖跟檢修機組相關(guān)的線(xiàn)路開(kāi)關(guān)、隔離刀閘操作把手，防止檢修過(guò)程中誤合。

3) 設備控制總電源。由于各設備控制總電源開(kāi)關(guān)較多，且開(kāi)關(guān)并排安裝在機旁交直流柜內，因此對機旁交直流柜柜門(mén)進(jìn)行閉鎖。每次操作必須由運行人員、檢修人員共同現場(chǎng)檢查確認無(wú)誤后方可進(jìn)行。

 

6 總結

檢修隔離閉鎖系統的有效應用，確保機組在檢修過(guò)程中，各能量源處能夠有效閉鎖，任何一方不得改變檢修設備的狀態(tài)，防止油、水、氣、電送至檢修系統，從而確保檢修人員及檢修設備的安全; 檢修過(guò)程如需要送電試運行，必須由運行人員、檢修人員共同檢查，開(kāi)具試運行票，共同解鎖檢修設備閉鎖裝置，方可完成送電等操作，此措施確保檢修過(guò)程中人身、設備的安全，提升了設備檢修安全管控水平。

 

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