火電廠熱工控制信號是用脈沖還是電平信號？《防止電力生產(chǎn)事故的二十五項(xiàng)重點(diǎn)要求》(國能安全[2014]161號)要求：9.4.1除特殊要求的設(shè)備外(如緊急停機(jī)電磁閥控制)，其他所有設(shè)備都應(yīng)采用脈沖信號控制，防止分散控制系統(tǒng)失電導(dǎo)致停機(jī)停爐時(shí)，引起該類設(shè)備誤停運(yùn)，造成重要主設(shè)備或輔機(jī)的損壞。
案例1：某公司爐跳機(jī)保護(hù)信號冗余度不足，誘發(fā)機(jī)組跳閘
西南某公司#32機(jī)組ETS保護(hù)動(dòng)作，首出故障原因是“MFT動(dòng)作”；但DCS系統(tǒng)檢查不到MFT動(dòng)作信號，MFT發(fā)送到ETS系統(tǒng)的信號回路絕緣完好。
原因分析
鍋爐MFT跳閘回路發(fā)送到汽輪機(jī)保護(hù)ETS系統(tǒng)的動(dòng)斷觸點(diǎn)信號僅有一路，冗余度不足；MFT動(dòng)作繼電器輔助觸點(diǎn)、硬接線回路、信號輸入I/O通道等均有可能故障或受外界影響誤發(fā)信號，引發(fā)‘爐跳機(jī)’保護(hù)動(dòng)作。
暴露問題
①部分主要保護(hù)按照“寧誤動(dòng)，不拒動(dòng)”原則設(shè)計(jì)，保護(hù)信號冗余度不足，可靠性較低。該保護(hù)設(shè)計(jì)不滿足《防止電力生產(chǎn)事故的二十五項(xiàng)重點(diǎn)要求》(國能安全[2014]161 號)第9.4.3條“所有重要的主、輔機(jī)保護(hù)都應(yīng)采取“三取二”邏輯判斷方式，保護(hù)信號影遵循從取樣點(diǎn)到輸入模件全程相對獨(dú)立的原則，缺應(yīng)系統(tǒng)原因側(cè)點(diǎn)數(shù)不夠，應(yīng)有防保護(hù)誤動(dòng)措施”的要求。
②對不滿足條件的重要保護(hù)的整改不及時(shí)。
防范措施
①根據(jù)《火力發(fā)電廠熱工自動(dòng)化系統(tǒng)可靠性評估技術(shù)導(dǎo)則》(DL/T261-2012)第6.2.3.4條要求，MFT繼電器應(yīng)送出三路動(dòng)斷觸點(diǎn)至ETS裝置，在ETS內(nèi)進(jìn)行三取二邏輯判斷后跳閘；三保護(hù)信號從取樣到I/O數(shù)據(jù)采集，應(yīng)全程保持獨(dú)立性。
②對原安裝設(shè)計(jì)設(shè)備回路進(jìn)行檢查，必要時(shí)更換繼電器及其信號傳輸回路。
③嚴(yán)格把關(guān)設(shè)計(jì)、安裝過程。
案例2：爐膛壓力取樣防堵裝置堵塞，爐膛壓力保護(hù)誤動(dòng)
某公司#5機(jī)組爐膛壓力高高1、爐膛壓力高高2開關(guān)動(dòng)作，保護(hù)誤動(dòng)，鍋爐MFT。
原因分析
①事故后檢查發(fā)現(xiàn)，爐膛壓力高高1、爐膛壓力高高2壓力開關(guān)位于蒸汽吹灰槍附近，受水汽影響非常嚴(yán)重，且兩個(gè)測點(diǎn)取樣管嚴(yán)重堵塞。一般，壓力取樣裝置安裝在煙氣流動(dòng)線路的外側(cè)，遠(yuǎn)離蒸汽吹灰槍，接近爐膛頂部。
②爐膛壓力防堵裝置內(nèi)沒有防堵結(jié)構(gòu)，是空罐子，防堵效果很差。事情的發(fā)生可能是由于熱態(tài)的焦或灰堵住取樣口，并對取樣系統(tǒng)內(nèi)的空氣進(jìn)行加熱，導(dǎo)致壓力迅速升高，保護(hù)誤動(dòng)。
③沒有一本規(guī)程完整明確提出相關(guān)的要求。
《電站煤粉鍋爐爐膛防爆規(guī)程》(DL/T435-2004)第3.2.8條“爐膛壓力檢測。……取樣點(diǎn)四周不應(yīng)有吹灰孔等強(qiáng)氣流擾動(dòng)。”僅相對吹灰孔提要求。
《電力建設(shè)施工及驗(yàn)收技術(shù)規(guī)范第5部分：熱工自動(dòng)化》(DL/T5190.5-2004)第 4.3.1.4條“爐膛壓力取源部件的位置應(yīng)符合鍋爐廠規(guī)定，宜設(shè)置在燃燒室火焰中心的上部”；第4.3.3條“測量帶有灰塵或氣粉混合物等介質(zhì)的壓力時(shí)，應(yīng)采取具有防堵和/或吹掃結(jié)構(gòu)的取壓裝置”。強(qiáng)調(diào)防堵與吹掃。
《火力發(fā)電廠熱工自動(dòng)化就地設(shè)備安裝、管路及電纜設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》(DL/T518202004)第4.1.11條“測量帶有粉塵的混濁介質(zhì)的壓力時(shí)，應(yīng)設(shè)置具有防堵或吹掃結(jié)構(gòu)的取源部件”； 第4.1.12條“爐膛壓力取源部件，宜設(shè)置在燃燒室火焰中心的上部(具體位置由鍋爐廠確定)，取源部件應(yīng)具有防堵或吹掃設(shè)施”。要求幾乎完成同上一條。
暴露問題
①未考慮到吹灰器蒸汽對爐膛壓力取樣管的影響。
②對基建器期間對防堵裝置驗(yàn)收不嚴(yán)格、或不清楚其原理。
③對相關(guān)規(guī)程不熟悉。
防范措施
①遠(yuǎn)離蒸汽吹灰槍，在爐膛火焰中心中上部、氣流擾動(dòng)小的地方重新選擇合適的爐膛壓力取樣點(diǎn)(煙氣氣流外上部，接近爐頂)。
②更換不合格的防堵裝置或加裝吹掃裝置。
③取樣筒傾角大于45°的要求，取樣筒口光滑。
④參考《火力發(fā)電廠熱工自動(dòng)化系統(tǒng)檢修運(yùn)行維護(hù)規(guī)程》(DL/T774-2015)第5.4.2.3.3條要求，細(xì)化現(xiàn)場設(shè)備定期工作內(nèi)容，加強(qiáng)取樣管路定期吹灰、利用停爐機(jī)會(huì)對爐膛內(nèi)部取樣口進(jìn)行檢查、清理積灰、結(jié)焦體。
案例3：某公司因邏輯用保護(hù)的信號和畫面顯示的信號又不一致，在做閥門活動(dòng)試驗(yàn)時(shí)，鍋爐MFT保護(hù)誤動(dòng)
某公司#1機(jī)進(jìn)行主汽門、調(diào)門全程活動(dòng)性試驗(yàn)，當(dāng)運(yùn)行人員按操作票順序執(zhí)行至第6條“高壓主汽門試驗(yàn)”，#1高壓主汽門全關(guān)時(shí)，鍋爐MFT保護(hù)誤動(dòng)。機(jī)組跳閘后，儀控人員對高壓主汽門位置開關(guān)進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)送往FSS做MFT邏輯的#2高壓主汽門全關(guān)位置開關(guān)存在積水現(xiàn)象。
原因分析
①送往FSSS做MFT邏輯的#2高壓主汽門全關(guān)位置開關(guān)積水，導(dǎo)致#2高壓主汽門全關(guān)行程開關(guān)誤發(fā)，并一直保持著。當(dāng)正在進(jìn)行全程活動(dòng)性試驗(yàn)的#1高壓主汽門全關(guān)后，兩個(gè)高壓主汽門關(guān)閉的信號就同時(shí)出現(xiàn)，且旁路處于關(guān)閉狀態(tài)，汽輪機(jī)停機(jī)信號發(fā)出，從而觸發(fā)鍋爐MFT保護(hù)動(dòng)作。
②#2主汽門門桿的漏汽凝結(jié)成水后沿著電纜滲入位置開關(guān)，引起高壓主汽門全關(guān)信號不正常動(dòng)作。
③控制系統(tǒng)用于邏輯保護(hù)的信號和畫面顯示的信號源頭不一致，不能起到有效的監(jiān)控作用。
④各種規(guī)程中沒有要求‘保護(hù)信號必須在操作員站顯示’條款，只有‘可靠性’規(guī)程中規(guī)定，各種故障狀態(tài)必須在操作員站顯示，以供運(yùn)行分析的要求。(太顯而易見，反而沒人重視)
暴露問題
①對主汽門位置開關(guān)檢查維護(hù)不及時(shí)。機(jī)組啟動(dòng)時(shí)主汽門門桿漏汽，主汽門位置開關(guān)的防水措施不到位，導(dǎo)致漏汽凝結(jié)后沿電纜滲入位置開關(guān)。
②保護(hù)梳理工作中有欠缺，使得控制系統(tǒng)用于邏輯聯(lián)鎖保護(hù)的信號和畫面顯示的信號源頭不一致。
防范措施
①將重要聯(lián)鎖保護(hù)信號顯示在操作員上，保證聯(lián)鎖保護(hù)信號與操作員畫面顯示的信號一致，便于監(jiān)控。
②在進(jìn)行重要在線試驗(yàn)前，應(yīng)由熱工先期進(jìn)行信號檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)解決。
③發(fā)生漏汽漏水現(xiàn)象后，熱工專業(yè)應(yīng)及時(shí)做好防護(hù)措施，并檢查相關(guān)設(shè)備是否存在積水、絕緣下降的現(xiàn)象。
案例4：某公司電纜軟管倒灌水至一次風(fēng)機(jī)6A因出口擋板電動(dòng)頭，導(dǎo)致一次風(fēng)機(jī)跳閘
#6機(jī)組運(yùn)行人員發(fā)現(xiàn)一次風(fēng)機(jī)6A跳閘，聯(lián)跳磨煤機(jī)6A/6C，機(jī)組負(fù)荷減至500MW。風(fēng)機(jī)跳閘后，運(yùn)行人員確認(rèn)跳閘原因系“風(fēng)機(jī)運(yùn)行且出口擋板全關(guān)”保護(hù)動(dòng)作所導(dǎo)致，進(jìn)一步檢查一次風(fēng)機(jī)6A出口擋板電動(dòng)頭內(nèi)部有積水，清理積水并對電動(dòng)頭內(nèi)部控制卡件進(jìn)行烘潮處理，仍無法正常操作，后經(jīng)檢修人員更換控制卡件后電動(dòng)頭操作正常，7月12日15：10，一次風(fēng)機(jī)6A 重新投入運(yùn)行。
原因分析
①一次風(fēng)機(jī)6A出口擋板電動(dòng)頭內(nèi)部進(jìn)水，導(dǎo)致一次風(fēng)機(jī)6A跳閘。
②臺(tái)風(fēng)引起暴雨，造成電纜橋架進(jìn)水，雨水經(jīng)電纜橋架沿一次風(fēng)機(jī)6A出口擋板電動(dòng)頭電纜軟管倒灌到電動(dòng)頭內(nèi)部，引起電動(dòng)頭控制卡件短路故障。
暴露問題
①增加電纜軟管時(shí)，墨守成規(guī)，不考慮是否發(fā)揮電纜軟管防燙、防磨、防砸功能。
②對電纜橋架、電纜軟管未作雨水引流措施。
防范措施
①對全廠電動(dòng)頭電纜軟管進(jìn)行檢查，對電纜軟管從上到下走向的電動(dòng)頭進(jìn)行電纜軟管鉆孔疏水引流處理。
②未按裝電纜軟管的設(shè)備，其電纜如不存在燙、砸、磨的風(fēng)險(xiǎn)，不再增加保護(hù)管。
案例5：重要保護(hù)的一次元件可靠性差，導(dǎo)致軸向位移保護(hù)誤動(dòng)
某發(fā)電公司#14機(jī)組(300MW)在電負(fù)荷200MW時(shí)，汽機(jī)保護(hù)系統(tǒng)ETS發(fā)軸向位移ETS動(dòng)作信號，AST電磁閥動(dòng)作，汽機(jī)跳閘，大聯(lián)鎖保護(hù)動(dòng)作，鍋爐MFT動(dòng)作，發(fā)電機(jī)逆功率保護(hù)動(dòng)作跳閘。
原因分析
①歷史數(shù)據(jù)顯示軸向位移保護(hù)軸向位移1信號點(diǎn)(在保護(hù)動(dòng)作時(shí)位移值由-0.48mm突增+1.78mm；而其它的瓦溫、振動(dòng)、軸向位移無明顯變化；軸向位移1外部回路絕緣良好。軸向位移1探頭是上海生產(chǎn)的，性能不穩(wěn)定，是本次保護(hù)誤動(dòng)的直接原因。
②軸向位移保護(hù)采用二取一邏輯判斷，是本保護(hù)誤動(dòng)的間接原因。
③元件采購過程，購買了沒有經(jīng)生產(chǎn)驗(yàn)證、證明設(shè)備性能可靠性的設(shè)備，是本次保護(hù)誤動(dòng)重要原因。
暴露問題
①對元器件采購把關(guān)不嚴(yán)
②風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)差，對規(guī)程不熟悉。
防范措施
①對關(guān)鍵保護(hù)元件，應(yīng)采用經(jīng)大量機(jī)組驗(yàn)證的可靠性高一級元件，提高保護(hù)的可靠性。
②軸向位移保護(hù)，應(yīng)按“3取2”或“4取2”的邏輯判斷要求設(shè)計(jì)，所有一次信號，均應(yīng)有品質(zhì)判斷功能，降低保護(hù)誤動(dòng)的概率。
案例6：某公司軸向位移保護(hù)設(shè)計(jì)不規(guī)范，誘發(fā)的保護(hù)誤動(dòng)
#2機(jī)組(350MW)負(fù)荷245MW，主蒸汽溫度568℃，壓力20MPa，再熱蒸汽溫度561℃，壓力3.15MPa，給水流量794t/h，給煤量114t/h，A、D、E磨煤機(jī)運(yùn)行，A、B一次風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)運(yùn)行，A、B汽動(dòng)給水泵運(yùn)行。其他各系統(tǒng)和設(shè)備運(yùn)行參數(shù)正常，軸位移1顯示0.34mm 、軸位移2顯示0.36mm #2機(jī)組供熱正常。10時(shí)11分02秒，#2機(jī)組跳閘，負(fù)荷至0，鍋爐MFT，熱工首發(fā)“汽機(jī)跳閘”信號。汽機(jī)ETS首發(fā)“軸向位移大停機(jī)”信號。
事件原因
①#2機(jī)#1軸承瓦振信號跳變，熱控人員在#2機(jī)TSI機(jī)柜內(nèi)端子排上拆解大機(jī)#1軸承瓦振信號線的過程中，由于用力稍大，使得鄰近的接線不牢固的#2機(jī)組軸向位移信號1線開路，輸出值原來的0.34mm升至2.46mm。軸向位移大停機(jī)信號經(jīng)2選1后輸送至ETS，導(dǎo)致保護(hù)動(dòng)作。
②重要跳機(jī)保護(hù)未按“3取2”或“4取2”(或或與)邏輯設(shè)計(jì)，而采用2選1保護(hù)設(shè)計(jì)。
③未及時(shí)緊固接線，信號線標(biāo)號不清楚，光線不充足。
暴露問題
①公司對重要保護(hù)的邏輯設(shè)計(jì)不重視。
②公司日常檢修維護(hù)不到位，部分日常工作為要求進(jìn)行。
防范措施
①優(yōu)化軸向位移保護(hù)邏輯。
②改善TSI柜的照明，加強(qiáng)日常維護(hù)工作的管理。
案例7：某公司300MW機(jī)組更換小機(jī)LVDT引發(fā)的停機(jī)事故
運(yùn)行人員發(fā)現(xiàn)汽動(dòng)給水泵油動(dòng)機(jī)的一個(gè)開度反饋突然由41.54降為-25，機(jī)組其它參數(shù)穩(wěn)定。熱工檢修人員13時(shí)05分趕到達(dá)現(xiàn)場，檢查發(fā)現(xiàn)汽動(dòng)給水泵油動(dòng)機(jī)LVDT1連桿脫落，即辦理工作票進(jìn)行檢修，14時(shí)08工作票辦理完畢。14時(shí)18分在重新連接LVDT1時(shí)，LVDT1反饋值瞬間升高至55%，小機(jī)調(diào)門指令由25%升至34%，汽動(dòng)給水泵轉(zhuǎn)速突然升高，相應(yīng)給水流量由930t/h升至1180t/h，汽包水位隨即升高，因偏差大給水自動(dòng)切除，運(yùn)行人員立即手動(dòng)調(diào)整水位，調(diào)整無效，汽包水位最高升至305mm，14時(shí)20分，汽包水位高保護(hù)動(dòng)，機(jī)組跳閘。
原因分析
①小機(jī)LVDT采用2選高值，當(dāng)LVDT1連桿脫落時(shí)，自動(dòng)判斷為壞點(diǎn)，不影響運(yùn)行。但‘壞點(diǎn)’判斷僅限對信號是否超出量程范圍作出判斷，所以當(dāng)重新連接LVDT1時(shí),LVDT1顯示值瞬間升至55%，并立刻參與邏輯運(yùn)算。
②熱工處理缺陷前將LVDT1反饋故障跳小機(jī)保護(hù)切除，未將閥門控制卡上LVDT1接線拆除;或未將LDTV1信號強(qiáng)制為0。
③自動(dòng)回路判斷閥門開度遠(yuǎn)大于調(diào)門指令，且偏差超出允許值，程序立刻執(zhí)行自/手動(dòng)切換命令，小機(jī)調(diào)門指令在瞬間由25%上升至34%。原則上，控制器只有在手動(dòng)情況下才執(zhí)行控制指令跟蹤閥位的功能，不存在閥門閥位越變現(xiàn)象。而在本事故中，功能模塊執(zhí)行順序不正確，因而出現(xiàn)首先執(zhí)行控制器指令跟蹤功能，后執(zhí)行自動(dòng)/手動(dòng)切換功能(因時(shí)間太短，未完全跟蹤)的現(xiàn)象。
④運(yùn)行人員反應(yīng)不及時(shí)。
暴露的問題
①小機(jī)LVDT1脫落現(xiàn)象暴露出熱工人員檢修質(zhì)量不過關(guān)、日常巡檢不到位。
②早期控制系統(tǒng)在控制邏輯的完整性和可靠性存在漏洞。
③熱工人員對控制系統(tǒng)邏輯功能過度信賴，對可能發(fā)生的問題估計(jì)不足，采取的安全措施不全面。
④公司運(yùn)行人員對故障處理失敗帶來的危害性估計(jì)不足，執(zhí)行安全措施意志不堅(jiān)定。
防范措施
①對LVDT1進(jìn)行重新連接并緊固，同時(shí)對LVDT2螺栓進(jìn)行了緊固。對振動(dòng)劇烈環(huán)境中的接線進(jìn)行排查，采取緊固、增加墊片、備用螺母等措施。加強(qiáng)日常巡檢，同時(shí)完善相關(guān)邏輯(增加緩沖判斷環(huán)節(jié)、調(diào)整模塊執(zhí)行順序)，避免類似缺陷再次發(fā)生。
②處理重要系統(tǒng)缺陷時(shí)，從故障處理過程中可能發(fā)生的對人身與機(jī)組安全產(chǎn)生各種極端危險(xiǎn)的影響出發(fā)，做好危險(xiǎn)點(diǎn)分析和安全技術(shù)措施；如在當(dāng)前無法確保人身安全與設(shè)備安全的情況下，應(yīng)積極向上級反應(yīng)，待安全條件具備后再進(jìn)行故障處理。
③運(yùn)行人員在處理重要故障前，認(rèn)真檢查安全措施是否齊全、是否已經(jīng)執(zhí)行；如條件不具備或熱工人員無法確保安全的工況下，應(yīng)在低負(fù)荷段、停機(jī)狀態(tài)下進(jìn)行檢修等。
④熱工部門認(rèn)真執(zhí)行工程質(zhì)量驗(yàn)收工作、加強(qiáng)熱工人員的技能及安全培訓(xùn)。
案例8：某公司300MW機(jī)組鍋爐總風(fēng)量低保護(hù)冗余信號未分散配置模件而引發(fā)MFT
某公司#3機(jī)組鍋爐總風(fēng)量小于25%保護(hù)動(dòng)作。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，#3機(jī)組#10DPU柜D2卡件故障，導(dǎo)致故障卡件上的兩路總風(fēng)量小于25%信號誤發(fā)，鍋爐最小總風(fēng)量保護(hù)MFT動(dòng)作。
原因分析
#10DPU柜內(nèi)D2卡件上第17、18通道為鍋爐總風(fēng)量低于25%信號的輸出通道，且此信號輸出繼電器采用常閉節(jié)點(diǎn)(正常工作時(shí)帶電)；當(dāng)卡件故障或失電時(shí)，輸出繼電器失電，導(dǎo)致風(fēng)量低信號發(fā)出，觸發(fā)了鍋爐總風(fēng)量低MFT保護(hù)動(dòng)作。
暴露問題
①重要保護(hù)冗余信號未充分分散配置。DCS系統(tǒng)#10DPU柜內(nèi)D2卡件上設(shè)置兩個(gè)鍋爐總風(fēng)量低于25%通道輸出，一旦卡件故障或失電，將造成鍋爐總風(fēng)量低于25%保護(hù)(三取二)中的兩個(gè)條件成立，保護(hù)動(dòng)作。
②熱控設(shè)備管理部大小修管理不到位，在以往的大小修作業(yè)中沒有認(rèn)真梳理排查裝置性安全隱患。
防范措施
①根據(jù)《火力發(fā)電廠熱工保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》(DL／T5428 -2009)第5.3.5.3條“冗余I/O信號應(yīng)通過不同的I/O模件和通道引入引出”及《防止電力生產(chǎn)事故的二十五項(xiàng)重點(diǎn)要求》(國能安全[2014]161號)第9.4.3條‘ 所有重要的主、輔機(jī)保護(hù)都應(yīng)采用“三取二”的邏輯判斷方式，保護(hù)信號應(yīng)遵循從取樣點(diǎn)到輸入模件全程相對獨(dú)立的原則……’的要求，增加DO卡件，分散配置最小風(fēng)量信號輸出信號。
②對主保護(hù)和重要輔機(jī)保護(hù)進(jìn)行梳理，發(fā)現(xiàn)保護(hù)冗余輸入信號的分散性不滿足規(guī)程要求的，應(yīng)積極進(jìn)行整改，避免再次發(fā)生因卡件故障導(dǎo)致的保護(hù)誤動(dòng)。
