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時間：2024-06-17作者：廈門阿米控技術(shù)有限公司瀏覽：7

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近年來，火電機組由于DCS失電故障引起非計劃停運事故多有發(fā)生，有些機組甚至由于控制電源系統(tǒng)以及與機組安全相關的設備配置不合理，造成了設備損壞事故。DCS失電故障已成為影響機組安全可靠運行的一個重要因素。

對此，湖南省電力試驗研究院根據(jù)文獻[1，2]的相關要求，對湖南省內(nèi)主要火電機組進行了專項的DCS失電故障預防、處理及安全措施的調(diào)查和研究，掌握了湖南省內(nèi)火電機組DCS及其它主要控制系統(tǒng)電源的配置情況，分析了發(fā)生各種失電故障情況下的機組安全隱患，并從UPS供電結(jié)構(gòu)、DCS內(nèi)部電源配置、操作臺按鈕配置、熱工主保護和DCS的安全可靠性等多方面提出了具有針對性的建議，以減少機組的非計劃停運和由于DCS失電故障引起的設備損壞事故。




一、主要問題分析

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，各火電廠的DCS電源系統(tǒng)目前總體情況較好，但是由于基建設計和理解上的差異，還存在以下共性的問題。

(1)大多機組DCS的電源配置不合理，部分機組采用單個UPS提供2路電源的供電方式(共用一根出口饋線應認為是單個UPS)，還有部分老機組采用2臺機組UPS互為備用的供電方式。這樣，當1臺機組的UPS檢修時，另1臺機組控制電源則為單路供電。

(2)部分機組抽汽逆止閥、燃油跳閘閥等設備采用雙線圈控制電磁閥，當控制系統(tǒng)失電后，汽輪機則存在**速危險，鍋爐不能完全切除燃料;個別新投產(chǎn)的機組磨煤機油泵、空氣預熱器控制采用長信號控制，一旦DCS失電，將導致磨煤機油泵、空氣預熱器停止運行，造成設備損壞。

(3)部分無DEH功能的老機組汽輪機跳閘系統(tǒng)采用帶電動作設計，又沒有可靠的電源(如直流電源)和電源回路結(jié)構(gòu)，當控制系統(tǒng)失電時，手動跳閘按鈕無法跳閘汽輪機，只能就地打閘停止汽輪機運行。

(4)部分機組不滿足操作員站及少數(shù)重要操作按鈕的配置應能在機組各種工況下的操作要求，特別是緊急故障處理的要求，緊急故障情況的處理手段不完備，有的甚至沒有配置MFT跳閘繼電器組。

(5)部分機組DCS及主要控制、保護系統(tǒng)的電源監(jiān)視、報警系統(tǒng)不完善。




二、建議

2.lDCS供電電源配置

對UPS的工作電源、旁路電源、直流電源均應有失電報警功能，且各電源電壓信號應進入故障錄波裝置和DCS，以便監(jiān)視;DCS應由l路UPS、1路保安電源進行供電，或2路相互獨立的UPS進行供電。這2路供電電源應分別取自機、爐工作段;ETS、TSI、火焰檢測等系統(tǒng)應采用和DCS相同的電源結(jié)構(gòu);應對UPS定期進行切換試驗，工作電源和備用電源的切換時間應小于5ms。

2.2DCS內(nèi)部電源配置

DCS內(nèi)部的電源配置應采用以下2種方式:(1)ZN方式。每個模件柜有2(或4)個電源模件，一半電源模件由主電源供電，另一半電源模件由副電源供電。電源模件輸出的直流電源并聯(lián)，作為I/0模件、主控制器和現(xiàn)場設備工作電源;(2)2路交流進線電源互為切換備用方式。A(B)路電源的主電源為A(B)路交流進線電源，當A(B)路進線電源失去時，切換到B(A)路進線電源供電，當A(B)路進線電源恢復時，又切為A(B)路進線電源供電，切換后的A、B2路電源分別提供控制系統(tǒng)一半的電源模件使用。這樣，即使電源切換不成功，也至少有一半的電源模件能夠正常工作，以維持DCS正常運行。部分老機組DCS電源不能互為備用，當1路進線電源喪失時，將有一半的電源模件和控制器停止工作，這種電源方式較不安全，必須改造?；鹧鏅z測裝置、TSI及熱工儀表電源柜等均應由2路不同來源的交流電源供電(可與DCS機柜電源來源相同)，或采用經(jīng)過切換后的電源。

各操作員站和工程師站應采用2路切換后的電源，或者將2路供電電源、切換后的電源分別向不同的操作員站供電，以保證一路電源喪失時，至少有1臺操作員站可用。

DI模件的查詢電壓建議為直流+48V，以增加信號的抗干擾能力。

此外，還應對DCS及ETS、TSI、火焰檢測裝置等的任意1路電源進行監(jiān)視，如有條件還可設計DCS電源電壓**限、2路電源偏差大、風扇故障以及隔離變壓器**溫等報警信號，以便及時發(fā)現(xiàn)DCS電源系統(tǒng)故障。




2.3操作臺按鈕配置

手動停爐和停機按鈕應各配置2個，每個按鈕提供多對常開(閉)觸點，2-2串(并)聯(lián)輸出，即只有2個按鈕同時按下時，才發(fā)出手動停爐或停機指令。其中部分觸點作為DI信號進入FSSS和ETS構(gòu)成觸發(fā)停爐、停機的軟件跳閘信號，部分觸點串聯(lián)接入MFT跳閘繼電器、緊急跳閘系統(tǒng)(AST)跳閘電磁閥的控制回路中，實現(xiàn)硬件跳閘信號。

給水泵汽輪機手動停機按鈕和交、直流潤滑油泵的起動按鈕均必須設置為:給水泵汽輪機的手動停機信號，可以采用1路進入DCS參與邏輯運算，1路串聯(lián)接入跳閘電磁閥的控制回路中，保證失去電源也能夠可靠停機;交、直流潤滑油泵的起動按鈕，應直接接入潤滑油泵電氣起動回路中，同時潤滑油壓力低的信號也應串聯(lián)接入電氣起動回路。這樣，一旦發(fā)生DCS失電停機，潤滑油泵在沒有DCS控制的情況下也能夠自動起動，保證汽輪機的安全運行。

2.4熱工主保護系統(tǒng)的配置

對于采用DCS實現(xiàn)MFT保護的機組，應配置獨立的MFT跳閘繼電器組。該跳閘繼電器組可以采用帶電動作或失電動作設計:如果設計為帶電動作，應使用由2路不同電源(1路交流220V，直流1lOV)構(gòu)成并聯(lián)回路，即任意回路動作都應停爐。交流220V和直流1lOV2路電源都應有失電報警信號。如果設計為失電動作，則不能使用2路交流電源(交流電源切換時可能造成短暫失電)，可使用FSSS公用機柜本身提供的直流電源。MFT跳閘繼電器組的輸出應不通過DCS，直接接入就地設備的跳閘回路。

ETS采用失電動作設計。危急遮斷系統(tǒng)無論是和ETS一體化布置，還是和DEH一體化布置，均應將手動停機按鈕輸出接點在危急遮斷回路中與控制系統(tǒng)發(fā)出的軟件跳閘信號并聯(lián)。

2.5其它相關設備的配置

抽汽逆止閥、疏水閥、燃油跳閘閥等建議從熱工儀表電源柜中取電源，并采用單線圈電磁閥失電動作的設計。機組配有空氣引導閥，當DCS失電引起汽輪機跳閘后，切斷抽汽逆止閥和疏水閥的壓縮空氣，使抽汽逆止閥能夠關閉，疏水閥能夠打開。目前大多機組在疏水閥后串聯(lián)了1個電動閥，若該電動閥在失電時不能改變狀態(tài)，則根據(jù)汽輪機防進水保護的要求，在機組正常運行中該電動閥必須打開。

受DCS控制且在停機停爐后不應馬上停運的設備，如空氣預熱器電機、重要輔機的油泵、火焰檢測冷卻風機等，必須采用脈沖信號控制，以避免當DCS失電引起停機停爐后，這些設備停運可能損壞重要輔機甚至主設備。




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