DEH负荷压力控制器小选输出逻辑存在缺陷导致机组异常停运.docx

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1、某厂5号汽轮机是电气集团N660-25/600/600,超超临界、一次中间再热、单轴、四缸四排汽、八级回热抽汽、凝汽式汽轮机。控制油系统采用EH高压抗燃油，主汽轮机与给水泵的小汽机共用一套控制油系统。（一）事件过程某月28日6:33:335号机组负荷380MW,煤量165TH,BCDE制粉系统运行，给水流量1023T/H,主汽压13.83MPa,主汽温度608oC,再热汽温度600oC,高压调门A/B,中压调门A/B全开状态。12月28日5:57:36机组负荷指令250MW,实际负荷250MW,协调控制方式，主汽压力设定11.16MPa,实际压力11.19MPa.5:57:38负荷指令由250

2、MW升至273MW。5:59:54负荷指令由273MW升至300MW。6:12:47负荷指令从300MW升至350MW。6:22:11实际负荷上升至340.9MW,实际压力12.62MPa,滑压设定13.5MPa。6:22:12负荷指令从340.9MW升至400MW。6:32:41控制器闭锁增。6:33.17.763至06:33:20.162负荷控制方式与压力控制方式多次切换,最后压力控制方式启作用。6:33:20.663运行投子环，复位控制器闭锁。6:33:29.763至06:33:32.163负荷控制方式与压力控制方式多次切换，最后负荷方式方式启作用。6:33:34.9516:33:35.

3、3636:33:35.3636:33:35.7636:33:35.9116:33:36.1516:33:36.1636:33:36.5016:33:36.5646:33:36.6636:33:36.7116:33:37.110高中压调门跳闸电磁阀动作。高压调门指令24%。压力控制方式启作用。快关指令发出报警，高压调门全关。KU动作甩负荷报警。跳闸电磁阀恢复。高压调阀主指令小于30%。高排逆止门跳闸电磁阀动作。快关恢复。负荷V15MW。KU甩负荷报警消失。中压排汽温度高。6:33:37.211高压缸通风阀跳闸。6:33:37.261 6:33:37,361 6:33:37.462 6:33:37

4、.611 6:33:37.7636:33:38.251 6:33:38.263 6:33:38.411 6:33:38.563 6:33:38.6106:33:38.962冷再逆止动作。高中压调门关反馈消失。限压方式reached消失。冷再逆止阀开反馈消失。局压调阀主指令大于30%o高中压调门跳闸电磁阀动作。负荷15mw,切转速控制。冷再逆止阀全关。高压调阀主指令小于30%o切除协调。高压调门快关报警。6:33:39.011中压调门快关报警。6:33:39.062初压/限压切换，在初压方式。6:33:39.300高压调门跳闸电磁阀恢复。6:33:39.400中压调门跳闸电磁阀恢复。6:33:3

5、9.762高压调门快关指令消失。6:33:39.811中压调门快关指令消失。6:33:39.861负荷15mw消失。6:33:40.700初压请求信号发出。6:33:40.811通风阀全关消失。6:33:44.810通风阀全开。6:33:46.699初压请求信号消失。6:33:52.667高压排气温度高保护动作信号。6:33:55.108锅炉跳闸保护动作。6:33:55.208汽机跳闸。运行人员立即手动干预，确认机电联锁保护动作正常，进行锅炉吹扫，06:51锅炉吹扫后通风结束，锅炉闷炉。07:00主机转速降至510转/分，顶轴油泵自启，主机盘车投入正常。（二）事件原因查找与分析1 .事件原因检

6、查（1）电气专业：对功率变送器进行检查、校验，未发现异常。对功率变送器的工作电源进行检查及切换试验，未发现异常。对功率变送器PT、CT及4-2OmA输出回路端子紧固，未发现松动。对发电机PTcT回路进行检查，未发现异常。查故障录波器有功功率采样、三个功率变送器功率输出、发电机电流及主变电流均有突降，判断发电机实际功率确实存在突降。（2）热工专业：对DEH服务器、FM458控制卡进行检查，未发现异常。对调门跳闸电磁阀电阻、回路绝缘进行检查，未发现异常。检查电气送至DCS系统功率信号的接线，三个电气功率信号分别配置到三个ADDFEM模块，查无异常。三个电气功率变送器传输信号进行电缆绝缘测试，未发现

7、异常。检查压力控制回路、负荷控制回路，未发现异常。2 .原因分析本周为了满足电网对机组协调升负荷速率的要求，进行5号机组协调外挂系统调试优化，同时将机组的升负荷速率由3MWmin提高为7MWmin028日5:57机组开始连续升负荷，6:22压力设定值与主汽压力偏差持续增大，压力控制器输出减小，DEH由负荷控制方式切至压力控制方式。6:33:32,163因运行降负荷，负荷控制器输出减小，切至负荷控制方式。6:33:35.363压力偏差增大值至1.7MPa,压力控制器输出再次减小，切至压力控制方式。由于压力控制器PID调节器积分累积的作用，导致压力控制器指令输出快速由82%下降至28%,压力控制器

8、指令与阀位反馈偏差大于25%,06:33:35.763所有调门快关保护动作，调门全关，机组负荷由372MW降至OMW,触发150ms短甩负荷（KU）,2s后快关恢复（见图1）。由于调门关闭，实际主汽压力上升，调门逐渐开大。06:33:38.263,负荷65.5MW,触发长甩负荷（LAW）,将负荷控制方式切至转速控制方式。因转速控制器指令与调门阀位偏差大于25%,再次触发调门快关保护。06:33:39.300,调门快关保护恢复。因为转速控制器输出为5%,高中压调门保持全关，延迟10s,触发再热器保护，锅炉MFT。图1DEH压力控制器和负荷控制器输出结论：协调外挂系统调节不良导致主汽压力偏差大是本

9、次非停诱因，但不是导致非停的主要原因，主要原因是DEH负荷控制器、压力控制器选小输出逻辑在特殊工况下存在缺陷，具体如下：（1）补汽阀上限为0时，高中压调门全开而补汽阀未在开位，阀门总流量指令有20%空行程，该调节区间主汽压力偏差未随总指令的减小而减小；（2）在控制方式频繁切换时，DCS送来的两个压力设定值不同步，触发闭锁信号，闭锁负荷控制器设定值，45s后运行人员手动复位闭锁信号，负荷设定值与实际负荷有偏差，使负荷控制器指令快速下降；（3）压力控制器和负荷控制器分别计算输出，对输出的值进行取小后输出阀门总流量指令。当闭锁信号复位后，产生指令阶跃，在频繁切换时，引发总流量指令快速下降，触发快关，

10、演化为后面的非停事故。3 .暴露问题（1）机组外挂协调系统调节不良，提高机组升负荷速率后，导致在连续升负荷过程中，主汽压力与设定压力偏差大。（2）控制逻辑不完善，无主蒸汽压力与设定值偏差大报警，不利于运行人员发现异常及时干预。（3）在新外挂协调系统及DEH控制系统方面，对生产人员培训不到位。附参考资料：600MW机组DEH组态逻辑说明1.概况介绍600MW亚临界一次中间再热、高中压合缸单轴三缸四排气凝汽式汽轮发电机组，系统为单元制热力系统。电厂600MW汽轮机采用高中压缸联合冲转方式冲转，右侧高压主汽门为调节型，在冲转前预暖阀体腔室，左侧高压主汽门为开关型，冲转时高压主汽门全部打开。高压调节门

11、，中压主汽门，中压调节门联合冲转。在2150RPM时中压主汽门全开。然后由高压调门，中压调节门控制升速、过临界同期，带初负荷，带全负荷。中压调节门在负荷流量参考值（ReferenCe）达到40%时全开。每台机组配有两个高压主汽门（TVl开关型TV2调节型）、四个高压调节门（GV）、两个中压主汽门（RSV调节型）和两个中压调节门（IV）。机组启动运行方式: 负荷性质： 周波变化范围： 旁路形式及容量： 机组额定出力： 主汽门前蒸汽压力: 主汽门前蒸汽温度: 主汽门前蒸汽流量: 中联门前蒸汽压力: 中联门前蒸汽温度: 中联门前蒸汽流量: 机组工厂编号：定一滑一定运行，高中压缸启动带基本负荷，可调峰

12、运行48.550.5Hz30%B-MCR高低压串联简易旁路600MW16.67MPa（a）5381928.14TH（TRL工况）3.161MPa（a）538741.76T/H75C电厂600MW汽轮机调节系统为高压抗燃油型数字电液调节系统（简称DEH）,液压系统采用了哈尔滨汽轮机控制工程有限公司成套的高压抗燃油EH装置2.控制功能DEH主要控制汽轮机转速和功率，即从汽机挂闸、冲转、暖机、同期并网、带初负荷到带全负荷的整个过程，通过TV、GV、IV和RSV实现，同时具备防止汽机超速的保护逻辑。即超速保护、基本控制。自启停部分，这三部分既相互独立，同时又通过控制总线交换控制信息或状态。2.1 超速

13、保护部分超速保护部分的主要作用是提供转速三取中、油开关状态及汽机自动停机挂闸（ASL）状态三选二、超速保护逻辑、超速试验选择逻辑以及DEH跳闸逻辑,它控制着OPC电磁阀，同时汇总DEH相关跳闸信号后通过硬接线送ETS,并有转速和负荷调节控制。2.1.1 系统转速选择SPEED#1 SPEED#2 SPEED#3SYSTEM SPEED转速三选二实际上是三取中逻辑，即由三路转速信号中的两路先分别大选，然后再对三个大选结果进行小选。图4.1三选二逻辑当出现以下情况时认为转速1信号故障：在转速设定值大于300RPM且没有主汽门严密性试验且汽机不在临界转速时，转速1坏质量在转速设定值大于300RPM且

14、没有主汽门严密性试验且汽机不在临界转速时，转速1与系统转速相差大于10RPM转速IFCS子模件故障转速2、3信号故障以此类推。当出现以下情况时认为系统转速信号故障：任意两路转速故障在转速设定值大于300RPM且没有主汽门严密性试验且汽机不在临界转速时，系统转速与给定相差500RPM,延时5秒发生系统转速故障后，若此时发电机没有并网，DEH将产生超速跳闸命令至ETS。2.1.2 并网开关状态DEH判断机组是否并网的唯一根据是开关状态，因此该信号的重要性不言而喻。设计有两路开关合闸信号，对每路开关进行三取二，当一路信号中至少两个开关合闸信号来且没有假并网试验进行时，DEH才认为机组真正并网了。DE

15、H判断汽机是否挂闸也是通过对AST母管压力的三取二实现的。2.1.3 超速保护超速保护（OPC）通过控制OPC电磁阀快速关闭GV和IV,直到汽机转速低于3060RPM才复位OSP电磁阀，并将转速维持在3000RPM。它实际上由两部分组成：转速大于103%保护和发电机解列瞬间的甩负荷预感器（LDA）。未进行电气超速或者机械超速试验转速且系统转速无故障时，转速超过3090RPM系统转速大于2900RPM时转速飞升过快？发电机油开关断开且中压缸排汽压力（IEP）大于额定压力0.865MPa的15%或者该测点坏质量，则此时转速是否超过3090RPM,OPC电磁阀都要动作，这就是甩负荷预感器的功能。2.1.4 DEH跳闸电厂600MW汽轮机跳闸功能是由ETS控制AST电磁阀实现的，DEH只汇总以下的跳闸条件，它并不控制AST跳闸电磁阀：并网前系统转速故障或者超速（大于3180RPM）并网后汽机转速大于3180RPM或低于2000RPM系统电源（220VAC）故障阀门严密性试验结束ATC方式下任何ArC跳闸命令（组态中没有激活）ATC方式下是否允许ATC跳闸可以通过工程师站进行选择。2.1.5 超速试验超速试