孙长生热工自动化系统故障分析处理与提高可靠性技术措施探讨.ppt
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1、火力发电厂火力发电厂热工系统安全考核故障分析处理热工系统安全考核故障分析处理 与提高热工系统可靠性技术措施探讨与提高热工系统可靠性技术措施探讨浙江省电力试验研究院浙江省电力试验研究院 孙长生孙长生13857138815 13857138815 网址:网址:Http/Http/ Email: Email:Wednesday,December 28,2022 交交 流流 内内 容容一一.热工安全考核故障原因分析与处理热工安全考核故障原因分析与处理 二二.热工自动化系统运行环境与形势热工自动化系统运行环境与形势 三三.提高热工系统可靠性的技术探讨提高热工系统可靠性的技术探讨四四.测量仪表自动校验管理
2、一体化研究测量仪表自动校验管理一体化研究12/28/2022一一.热工安全考核故障原因分析与处理热工安全考核故障原因分析与处理 由于设计与设备选型、基建安装与调试、检由于设计与设备选型、基建安装与调试、检修维护与技术管理方面等各种原因,使得热工自修维护与技术管理方面等各种原因,使得热工自动化系统与设备的质量可靠性、控制逻辑的完善动化系统与设备的质量可靠性、控制逻辑的完善性和合理性,热工保护信号的取信方式和配置,性和合理性,热工保护信号的取信方式和配置,热工保护联锁信号定值和延时时间的设置,热工热工保护联锁信号定值和延时时间的设置,热工技术管理和人员技能,都还存在着不尽人意处,技术管理和人员技能
3、,都还存在着不尽人意处,由此引发热工保护系统不必要的误动时有发生。由此引发热工保护系统不必要的误动时有发生。12/28/20221)测量模件故障测量模件故障2)主控制器故障主控制器故障3)DASDAS系统异常系统异常4)软件故障软件故障5)电源系统故障电源系统故障6)SOE信号准确性信号准确性7)控制系统接线)控制系统接线8 8)单点信号可靠性)单点信号可靠性9 9)电缆)电缆 1010)接地问题)接地问题 1111)设备环境)设备环境1212)热工信号)热工信号 1313)原因不明故障案例分析)原因不明故障案例分析1414)热工与其它专业的关系)热工与其它专业的关系 综合电厂的故障原因分析报
4、告和本人参加现场事故原因分综合电厂的故障原因分析报告和本人参加现场事故原因分析查找过程的体会,归类热工自动化系统异常引起机组二类析查找过程的体会,归类热工自动化系统异常引起机组二类及以上故障的原因有及以上故障的原因有:12/28/2022v应分而未分模件配置的共用模件故障引起应分而未分模件配置的共用模件故障引起v 冗余输入信号共用一模件故障引起冗余输入信号共用一模件故障引起v 未冗余配置的输入未冗余配置的输入/输出信号模件故障引起输出信号模件故障引起v 一一I/OI/O模件损坏导致其它模件损坏导致其它I/OI/O模件及对应主模件故障模件及对应主模件故障1)1)测量模件故障测量模件故障 测测量量
5、模模件件“异异常常”引引起起机机组组跳跳闸闸故故障障占占比比例例较较高高,但但相相对对来来讲讲故故障障原原因因的的分分析析查查找找和和处处理理较较容容易易。引引起起模模件件“异异常常”原原因因有有硬硬性性故故障障和和软软性性故故障障二二种种,硬硬性性故故障障只只能能通通过过更更换换模模件件,才才能能恢恢复复该该系系统统正正常常运运行行;而而软软性性故故障障通通过过复复位位或或初初始始化化有有问问题题模模件件,系系统统一一般般又又能能恢恢复复正正常常工工作作。比比较典型的这类故障案例有四种:较典型的这类故障案例有四种:值得提出的是,若模件配置合理,上述有些故障可以避免。值得提出的是,若模件配置合
6、理,上述有些故障可以避免。12/28/20222)2)主控制器故障主控制器故障 :重要系统主控制器冗余配置,大大减少主控制器重要系统主控制器冗余配置,大大减少主控制器“异常异常”引发机组跳闸次数。主控制器引发机组跳闸次数。主控制器“异常异常”多数为软多数为软故障,通过复位或初始化能恢复其正常工作,但也有少故障,通过复位或初始化能恢复其正常工作,但也有少数引起机组跳闸,多发生在双机切换不成功时,如某机数引起机组跳闸,多发生在双机切换不成功时,如某机组发生给水操作站运行组发生给水操作站运行DPU死机,备用死机,备用DPU不能自启动,不能自启动,导导致汽包水位失控,致汽包水位失控,运行手动运行手动M
7、FTMFT。因因风风烟系烟系统统I/OI/O站运站运行行DPUDPU发发生异常,自生异常,自动动向向备备份份DPUDPU切切换换不成功,引起在同不成功,引起在同一控制站的空一控制站的空预预器甲、乙器甲、乙挡挡板突然关板突然关闭闭,炉膛,炉膛压压力高力高MFTMFT;12/28/20223)DAS3)DAS系统异常:系统异常:DAS系统是构成自动和保护系统的基础,但由系统是构成自动和保护系统的基础,但由于受到自身及接地系统的可靠性、现场磁场干扰和于受到自身及接地系统的可靠性、现场磁场干扰和安装调试质量的影响,安装调试质量的影响,DAS信号值瞬间较大幅度信号值瞬间较大幅度变化而导致保护系统误动,甚
8、至机组误跳闸故障在变化而导致保护系统误动,甚至机组误跳闸故障在我省也有多次发生,比较典型的这类故障有:我省也有多次发生,比较典型的这类故障有:v模模拟拟量信号漂移量信号漂移v DCSDCS故障故障诊诊断功能断功能设设置不全或未置不全或未设设置置v DCSDCS故障故障诊诊断功能断功能设设置置错误错误12/28/20224 4)DCSDCS软件故障软件故障 :软软件件原原因因引引起起的的故故障障,多多数数发发生生在在投投运运不不久久的的新新系系统统上上,老老系系统统发发生生的的概概率率相相对对较较少少。但但此此类类故故障障一一当当发发生生,真真正正的的原原因因查查找找较较困困难难,需需对对控控制
9、制系系统统软软件件有有较较全全面面了了解解和和掌掌握握,才才能能通通过过分分析析、试试验验,判判断断可可能能的的故故障障原原因因,通常都需厂家人员到现场一起进行。这类故障有通常都需厂家人员到现场一起进行。这类故障有:v软件不成熟引起系统故障软件不成熟引起系统故障v 通信阻塞引发故障通信阻塞引发故障v 软件安装或操作不当引起软件安装或操作不当引起v 总线通讯故障总线通讯故障v 软件组态错误引起软件组态错误引起12/28/2022 5 5)电源系统故障电源系统故障 DCSDCS的的电电源系源系统统,通常采用,通常采用1:11:1冗余方式(一路由机冗余方式(一路由机组组的大的大UPSUPS供供电电,
10、另一路由,另一路由电电厂的保安厂的保安电电源供源供电电),任何一),任何一路路电电源的故障不会影响相源的故障不会影响相应过应过程控制程控制单单元内模件及元内模件及现场现场I/OI/O模件的正常工作。但在模件的正常工作。但在实际实际运行中,子系运行中,子系统统及及过过程控程控制制单单元柜内元柜内电电源系源系统统出出现现的故障仍的故障仍为为数不少,主要有:数不少,主要有:v电源模件故障电源模件故障v 电电源系源系统连统连接接处处接触不良接触不良 v 后备后备U UPSPS功能失效功能失效 v 电电源开关源开关质质量引起量引起 12/28/2022 一旦机组发生一旦机组发生MFTMFT或跳机时,运行
11、人员首先凭着或跳机时,运行人员首先凭着SOESOE信号发生的先后顺序来进行设备故障的判断。因此信号发生的先后顺序来进行设备故障的判断。因此SOESOE记录信号的准确性,对快速分析查找出机组设备故障原记录信号的准确性,对快速分析查找出机组设备故障原因有着较重要的作用。这方面曾碰到过的问题有:因有着较重要的作用。这方面曾碰到过的问题有:6 6)SOESOE信号准确性信号准确性 :vSOESOE系统的系统的信号信号分辨力无从了解分辨力无从了解v SOESOE报报告内容凌乱告内容凌乱v SOESOE报报表上多个点的表上多个点的时间标时间标志相同志相同12/28/2022 7 7)控制系)控制系统统接接
12、线线 控制系控制系统统接接线线松松动动、错误错误引起机引起机组组故障的案例故障的案例较较多,多,有有时时此此类类故障原因很故障原因很难查难查明。此明。此类类故障故障虽虽与控制系与控制系统统本身本身质质量无关,但直接影响机量无关,但直接影响机组组的安全运行,的安全运行,故障现象有:故障现象有:1 1)接)接线线松松动动引起引起 2 2)接)接线错误线错误引起引起 3 3)通讯或接插件的通讯或接插件的接接头头松松动动引起引起 针对针对此类此类原因引起的故障,我省在基建原因引起的故障,我省在基建监督检查监督检查和机和机组组检检修中,将手松拉接修中,将手松拉接线线以确以确认认是否可靠的方法,列入是否可
13、靠的方法,列入质质量量验验收内容,减少了因接收内容,减少了因接线线原因原因引起的机引起的机组误动组误动。同。同时电时电厂厂制定了制定了热热工控工控设备设备通通讯电缆讯电缆随机随机组检组检修修紧紧固制度。固制度。12/28/2022 8 8)单点信号引发热工保护系统误动和停机单点信号引发热工保护系统误动和停机 通通过对过对20032003年至年至20072007年浙江省年浙江省热热工保工保护护异常异常动动作情况作情况的分析,的分析,发现发现由由单单点信号故障点信号故障导导致机致机组组跳跳闸闸的的误动误动主要有主要有以下几以下几类类:1 1)测测温元件或温元件或测测量系量系统统故障。故障。2 2)
14、振)振动动探探头头异常:异常:3 3)位置开关故障:)位置开关故障:4 4)变变送器故障:送器故障:5 5)压压力开关故障:力开关故障:6 6)检检修修维护维护不当。不当。12/28/2022 9 9)电缆电缆 1.1.冗余冗余设备设备未分未分电缆测电缆测量与控制:某机量与控制:某机组组#1EH#1EH油油泵泵跳跳泵泵后后#2EH#2EH油油泵泵不能自启,油不能自启,油压压低保低保护动护动作跳机,重启作跳机,重启过过程中因运行程中因运行处处理不当,理不当,导导致致轴轴瓦瓦烧损烧损停机。其起因是两台停机。其起因是两台EHEH油油泵泵共用一根共用一根DCSDCS柜至油柜至油泵泵就地柜的控制就地柜的
15、控制电缆电缆短路接地,两台短路接地,两台EHEH油油泵泵的控制的控制电电源熔源熔丝丝熔断引起。事故后两油熔断引起。事故后两油泵泵分分电缆电缆控制,从本例事故可看到控制,从本例事故可看到 “同用途同用途设备设备分模件、分分模件、分电缆电缆、分、分电电源控制源控制”的重要性的重要性。2.2.电缆电缆不符合不符合环环境要求,引起境要求,引起过热过热、绝缘损绝缘损坏。坏。3.电缆绝缘下降、接线不规范(松动、毛刺等)、信号线拆电缆绝缘下降、接线不规范(松动、毛刺等)、信号线拆除后未及时恢复等,引起热工系统异常情况也有发生,此外随着除后未及时恢复等,引起热工系统异常情况也有发生,此外随着机组运行时间的延伸
16、,电缆原先紧固的接头和接线,可能会因气机组运行时间的延伸,电缆原先紧固的接头和接线,可能会因气候、氧化等因素而引起松动,电缆绝缘可能会因老化而下降。候、氧化等因素而引起松动,电缆绝缘可能会因老化而下降。12/28/2022 1010)接地问题接地问题 电力、电子设备的接地,是保障操作人员安全和消除电力、电子设备的接地,是保障操作人员安全和消除外界的各种干扰,保证设备的正常运行。但因接地原因引外界的各种干扰,保证设备的正常运行。但因接地原因引起热工系统异常也时有发生起热工系统异常也时有发生,如:,如:某电厂运行中突然发生人晚上到第二天早上某电厂运行中突然发生人晚上到第二天早上9点,风点,风机轴承
17、参数显示较大幅度波动。机轴承参数显示较大幅度波动。某机组某机组DCS使用使用OVATION系统改造,运行后不久,系统改造,运行后不久,发现发现600个左右的热电偶信号中有大约个左右的热电偶信号中有大约200个信号白天在大个信号白天在大幅跳跃,而到了晚上这些信号的跳跃幅度会小得很多。幅跳跃,而到了晚上这些信号的跳跃幅度会小得很多。12/28/2022 1111)设备环境设备环境 有些有些DCS的模件对灰和静电比较敏感,如果模件上的的模件对灰和静电比较敏感,如果模件上的积灰较多可能会造成该模件的部分通道不能正常工作甚至积灰较多可能会造成该模件的部分通道不能正常工作甚至机组机组MFT,因此要做好电子
18、室的孔洞封堵,保持空气的清,因此要做好电子室的孔洞封堵,保持空气的清洁度,停机检修时及时进行模件的清扫。但要注意,有些洁度,停机检修时及时进行模件的清扫。但要注意,有些机组的机组的DCS模件吹扫、清灰后,往往发生故障率升高现象模件吹扫、清灰后,往往发生故障率升高现象(有电厂曾发生过内部电容爆炸事件),其原因可能与拨(有电厂曾发生过内部电容爆炸事件),其原因可能与拨插模件及吹扫时的防静电措施、压缩空气的干燥度、吹扫插模件及吹扫时的防静电措施、压缩空气的干燥度、吹扫后模件及插槽的清洁度等有关,因此进行模件工作时,要后模件及插槽的清洁度等有关,因此进行模件工作时,要确保防静电措施可靠,吹扫的压缩空气
19、应有过滤措施(最确保防静电措施可靠,吹扫的压缩空气应有过滤措施(最好采用氮气吹扫),吹扫后模件及插槽内清洁。好采用氮气吹扫),吹扫后模件及插槽内清洁。12/28/2022 1212)热工信号热工信号 机组的软报警点未分级或分级不完善,描述错误,报机组的软报警点未分级或分级不完善,描述错误,报警值设置与设计或运行实际不符,由此导致操作画面上不警值设置与设计或运行实际不符,由此导致操作画面上不断出现误报警信号,使运行人员疲倦于报警信号,从而无断出现误报警信号,使运行人员疲倦于报警信号,从而无法及时发现设备异常,或通过软报警去发现、分析问题。法及时发现设备异常,或通过软报警去发现、分析问题。对软报警
20、点组织专项核对清理,整理并修改数据库里对软报警点组织专项核对清理,整理并修改数据库里软报警量程和上、下限报警值;通过数据库和在装软件逻软报警量程和上、下限报警值;通过数据库和在装软件逻辑的比较,矫正和修改错误描述,删除重复和没有必要的辑的比较,矫正和修改错误描述,删除重复和没有必要的软报警点,对所有软报警重新进行分组、分级,采用不同软报警点,对所有软报警重新进行分组、分级,采用不同的颜色并开通操作员站声音报警。使软报警在运行人员监的颜色并开通操作员站声音报警。使软报警在运行人员监盘中发挥作用。盘中发挥作用。12/28/2022 1313)原因不明故障案例分析原因不明故障案例分析 有些有些软软件
21、故障,出件故障,出错错的故障原因,通的故障原因,通过过分析判断,分析判断,实实际际上有些上有些查查明,有些至今仍不明,原因不确定的保明,有些至今仍不明,原因不确定的保护护系系统统动动作,不排除外部作,不排除外部电电磁波干磁波干扰扰,引起保,引起保护护信号信号误动误动而跳而跳闸闸的可能性。在确的可能性。在确认认非硬件故障引起的前提下,建非硬件故障引起的前提下,建议议松开屏松开屏蔽蔽电缆电缆的屏蔽的屏蔽线线与地与地间间的的连连接,接,测测量屏蔽量屏蔽线线与地与地间间的的绝缘绝缘是否符合要求是否符合要求(嘉(嘉兴转兴转速跳机,台速跳机,台电转电转速晃)速晃);另;另检查检查回路信号端子回路信号端子间
22、间及及与信号端子与信号端子临临近端子近端子间间的的绝缘绝缘,是否会有其它信号通,是否会有其它信号通过绝过绝缘损缘损坏的坏的临临近端子近端子窜窜入的可能性入的可能性(北(北发线发线圈温度晃圈温度晃动动)。12/28/2022 1414)控制系统可靠性与其它专业的关系控制系统可靠性与其它专业的关系 需要指出的是需要指出的是热热工保工保护护系系统统误动作的次数误动作的次数,与,与有关部有关部门的配合、门的配合、运行人运行人员对员对事故的事故的处处理能力理能力密切相关密切相关,类类似的似的故障有的故障有的转转危危为为安,有的安,有的导导致机致机组组停机。停机。一些异常工况出一些异常工况出现或辅机保护动
23、作,若运行操作得当,本可以避免现或辅机保护动作,若运行操作得当,本可以避免MFT动动作。此外有关部门与热工良好的配合,可减少或加速一些作。此外有关部门与热工良好的配合,可减少或加速一些误动隐患的消除;误动隐患的消除;因此要减少机因此要减少机组组跳跳闸闸次数,除次数,除热热工需在工需在提高提高设备设备可靠性和自身因素方面努力外,需要可靠性和自身因素方面努力外,需要热工和机务热工和机务的的协调协调配合配合和有效工作和有效工作,达到对热工自动化设备的全方位达到对热工自动化设备的全方位管理。需要管理。需要运行人运行人员员做好事故做好事故预预想,完善相关事故操作指想,完善相关事故操作指导导,提高,提高监
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