摘 要：對某電廠(chǎng)機組運行過(guò)程中發(fā)生的一起燃機壓力變送器故障導致機組快速降負荷事件進(jìn)行原因分析，有針對性地采取有效的 優(yōu)化控制措施。
引言
燃氣—蒸汽聯(lián)合循環(huán)機組以其啟動(dòng)快、調峰能力強的特點(diǎn)在電力系統中的應用日益廣泛。某電廠(chǎng)采用的是美國 GE公司生產(chǎn)的 MS109FA 燃氣蒸汽聯(lián)合循環(huán)機組，發(fā)電機測控 屏配備兩套壓力變送器，一套是美國 EIG 公司生產(chǎn)的 Nexus1252 高性能智能電能質(zhì)量分析儀，將發(fā)電機相關(guān)電氣數據采集處理后，通過(guò) I/O 模塊產(chǎn)生 4~20 mA 信號送至到 MARKVI 控制系統和其他設備，共配有五個(gè) I/O 模塊，其中模塊一 為發(fā)電機有功功率/無(wú)功壓力變送器，變送后送至 MARK VI控制系統（壓力變送器 1）；另一套是美國摩爾公司生產(chǎn)的壓力變送器，將機組功率信號變送并輸出至 MARK VI 控制系 統（壓力變送器 2），燃氣輪機功率信號取自上述的兩個(gè)功率 變送器，經(jīng) MARK VI 控制系統“二選高”控制邏輯選出高值后，作為機組當前負荷，與設定負荷進(jìn)行比較，進(jìn)而控制燃氣 輪機燃料閥開(kāi)度。
1 事故情況
某年 12 月 19 日 18:51，3# 機組滿(mǎn)負荷 365 MW，值長(cháng)令負 荷降至 300 MW，預選設定負荷 355 MW 后，MARK VI 顯示365 MW。18:52 MARK VI 始終顯示 365 MW，運行值班員立即 匯報值長(cháng)機組負荷顯示異常。18：54 MARK VI 發(fā)“發(fā)電機功率 變送器信號故障”報警，值長(cháng)通知熱控值班人員吳某里、電氣值 班人員鄭某強，此時(shí) DCS 畫(huà)面上主變功率顯示-330 MW，MARK VI 畫(huà)面上顯示功率 332 MW，無(wú)功 90 MVAR，發(fā)電機電流 10 kA，電壓 19 kV，機組負荷繼續下降。18:57 高壓主汽溫 度開(kāi)始快速上升，手動(dòng)調節高壓主蒸汽減溫水。19：00 高壓主蒸 汽溫度#高至 571.8 ℃。19：00 機組負荷繼續下降，DCS 畫(huà)面上 主變功率顯示-210 MW。19：05 DCS 畫(huà)面上主變功率顯示-122 MW，燃機排煙溫度 TTXM 為 514 ℃，高壓缸缸溫 550 ℃， 高壓主蒸汽溫度 543 ℃，因機組未自動(dòng)退汽，現場(chǎng)采取手動(dòng)退汽，高壓手動(dòng)退汽，中壓手動(dòng)退汽，退汽過(guò)程中高壓缸應力#高為-63，中壓缸應力#高為-9。19：07 電氣值班人員鄭某強到 3# 機現場(chǎng)，告知 3# 機壓力變送器故障且無(wú)法消除，此時(shí) DCS 畫(huà)面 上主變功率顯示-70 MW。19：09 負荷 10 MW，高壓主蒸汽 CV閥開(kāi)度 9%，進(jìn)汽壓力控制退出，高壓旁路閥開(kāi)始打開(kāi)至 40%。19:10 熱控值班人員吳某里建議：手動(dòng)點(diǎn)擊 MARK VI 畫(huà)面SPEED/LOAD CONTROL 下 Raise 鍵，運行值班員經(jīng)值長(cháng)同意 后進(jìn)行操作，DCS 上主變功率顯示 3 MW（發(fā)電機開(kāi)始逆功率）。19：10 高壓主汽閥關(guān)閉。19：12 熱控值班人員吳某里到集控室， 告知發(fā)電機變送器故障無(wú)法消除。19：14 逆功率維持 4.5 min， 主變功率顯示#高 17 MW，未到逆功率保護定值，發(fā)電機未解 列。19：14 DCS 畫(huà)面上主變功率顯示 17 MW，因無(wú)法消除功率 變送器故障，同時(shí)發(fā)電機已處于逆功率，值長(cháng)令手動(dòng)按操作臺“3# 機發(fā)電機出口斷路器 緊急跳閘”按鈕，機組解 列，機組全速空載。19：18 因手動(dòng)解列發(fā)電機， 高壓旁路開(kāi)度由 41%關(guān) 至 25%高壓主蒸汽壓力 上升，#高升至 10 MPa， 要求熱控值班人員吳某 里強制高旁開(kāi)至 30%，高 壓主蒸汽開(kāi)始下降。19：18 故障無(wú)法消除，值長(cháng)令停機。19：27 燃機熄火。19：33 MARK VI 畫(huà)面上 功率顯示由 365 MW 變 為 0 MW（現場(chǎng)電氣值班 人員鄭某強將功率變送 器斷電）。
2 事故原因的排查分析
檢查發(fā)現 3# 發(fā)電機兩套有功壓力變送器之 一的 Nexus 1252 高性能 智能電能質(zhì)量分析儀故障死機。根據美國 EIG 公司下載的Nexus 1252 高性能智能電能質(zhì)量分析儀故障報文顯示 12 月 19日 18 時(shí) 22 分（時(shí)間存在偏差）報“Runtime has stopped”（運行 停止），判斷 Nexus 1252 高性能智能電能質(zhì)量分析儀當時(shí)已呈 死機狀態(tài)。裝置死機原因為元器件老化。
查 MARK VI 歷史趨勢，發(fā)現 12 月 19 日 18：22，MARK
VI 畫(huà)面機組功率值顯示異常（呈現固定值），直至 18：51 運行 值班人員手動(dòng)降負荷操作時(shí)也未發(fā)現機組功率值異常狀態(tài)。 運行值班人員設置 350 MW 預選負荷后，仍未及時(shí)發(fā)現機組 功率值還處在固定值狀態(tài)，直至 18：54 機組出現壓力變送器
故障報警。
壓力變送器故障報警后，機組操作人員還是未及時(shí)發(fā)現勵 磁畫(huà)面中功率、DCS 中主變功率和發(fā)電機定子電流等參數均顯示負荷已在持續下降，未采取有效措施如重新將負荷設定值還 原或點(diǎn)擊“RAISE”按扭來(lái)維持機組負荷，以至錯過(guò)了#佳的處 理時(shí)間。
本次事件中運行人員設定減負荷操作后，18：54 起 MARKVI 已持續報“有功壓力變送器故障”，但 MARK VI 控制系統邏 輯仍錯誤的認為機組當前負荷為 364 MW，與預選負荷 350MW 存在正偏差，導致自動(dòng)持續給出減燃料指令降負荷。
圖 1 是 MARK VI 控制系統的壓力變送器二選高邏輯，此 控制方式存在弊端，當某一壓力變送器故障時(shí)，如果其數值大于另一個(gè)正常的壓力變送器，則 MARK VI 畫(huà)面顯示的為發(fā)生故障的壓力變送器信號值，運行人員無(wú)法監測真實(shí)負荷，且 MARKVI 控制邏輯將選擇故障的壓力變送器信號值作為控制參數，發(fā)出錯誤控制指令，導致機組負荷控制失效。
為使 MARK VI 功率控制系統更加安全可靠、可控，必須對 信號取源和邏輯進(jìn)行優(yōu)化，壓力變送器選擇邏輯改為三選中并 增加手動(dòng)選擇按鈕，決定再引入一個(gè)勵磁系統功率信號，將功率 信號選擇邏輯由“二選高”改為更加可靠的“三選中”方式，避免故障變送器信號對控制邏輯造成影響，提高功率控制系統的可 靠性。圖 2 是優(yōu)化后的壓力變送器三選中邏輯。在 MARK VI 畫(huà) 面添加 1#、2# 壓力變送器信號及勵磁系統功率信號同時(shí)顯示，便 于運行人員監測，直觀(guān)判斷異常情況；同時(shí)在其下方添加 1#、2# 壓力變送器信號選擇按鈕，當任一壓力變送器故障時(shí)，運行人員 可及時(shí)將正常的壓力變送器信號投入控制，提高功率控制系統
的可靠性。
壓力變送器為進(jìn)口設備，因技術(shù)壟斷，壓力變送器故障時(shí)， 只能聯(lián)系美國 EIG 公司駐上海辦事處技術(shù)人員處理，極大影響機組的正常運行，為化被動(dòng)為主動(dòng)，通過(guò)近一個(gè)月的反復摸索試 驗，#終突破技術(shù)瓶頸，好立掌握了專(zhuān)用軟件程序配置和下裝、 調試、校驗方法，徹底解決壓力變送器維護難題，僅用 7 h 就完 成自主檢修，比依托廠(chǎng)家維修減少時(shí)間 60 h，大大節約維修時(shí) 間及成本。
3 結語(yǔ)
發(fā)電機壓力變送器三取中邏輯控制優(yōu)化后，機組運行情況良好，各項數據指標正常。熱控和電氣專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員充分發(fā)揮主 觀(guān)能動(dòng)性，攻堅克難、群策群力，通過(guò)優(yōu)化 MARK VI 控制邏輯， 畫(huà)面添加壓力變送器信號顯示及選擇按鈕，制定應急處理措施， 實(shí)現自主維護等，真正實(shí)現了壓力變送器故障事前、事中、事后 的全過(guò)程控制，有效消除設備重大隱患和疑難故障，節約維護時(shí) 間和成本，提高機組運行安全性和可靠性。
關(guān)注我們 實(shí)現共贏(yíng)