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一、 事件经过
某机组为1060MW燃煤直接空冷汽轮发电机组,配备东方 锅炉股份有限公司的DG3000/26.15-Ⅱ1型高效超超临界参数变压直流炉,和东方汽轮机有限公司(以下简称东汽厂)的NZK1060-25/600/600超超临界、一次中间再热、单轴、四缸四排汽、直接空冷凝汽式汽轮机。控制系统采用艾默生OVATION3.2系列产品,DEH和ETS初始设计为日立H5000M系列产品。某年3月至4月,对机组DEH和ETS进行改造,ETS改造后将三路主汽温度信号和三路调节级压力信号接入DEH柜的ATC CTRL44号柜进行逻辑运算,当主汽温度实际值低于保护设定值(调节级压力对应的函数输出值),由ATC CTRL44号柜输出三路DO信号,经连盘电缆接入ETS CTAL45号柜三个DI卡,在ETS控制器中进行三取二逻辑判断后,触发“主汽温度低”保护,实现汽轮机跳闸。
(来源:微信公众号“CAA发电自动化” 作者:热工监督管理)
21时50分02秒机组AGC方式运行,有功功率916.8MW,主汽压力25.2MPa,调节级压力18.5MPa,水煤比6.47,过热度27.3℃,主汽温度三取中值(以下简称主汽温度)597.5℃,A/B/C/D/E/F磨运行。
22时10分11秒F给煤机停运,有功功率675MW,主汽压力22.3MPa,调节级压力14.65MPa,水煤比6.897,过热度8.8℃,主汽温度598.9℃。
22时14分38秒因过热度快速下跌,运行人员切除水煤比自动控制方式,快速加大燃料量,同时大幅减小给水流量,AGC及CCS方式联锁切除,机组维持TF方式运行。有功功率611MW,主汽压力23.8MPa,调节级压力12.91MPa,水煤比8.35,过热度7.51℃,主汽温度587.7℃,A/B/C/D/E/F磨运行,一、二级过热器减温水调门全部关到0%。
22时16分19秒F磨煤机停运,有功功率636.6MW,主汽压力23.7MPa,调节级压力13.4MPa,主汽温度563℃,水煤比4.874,过热度10.374℃。
22时17分13秒机组负荷627MW,调节级压力12.9MPa,主汽温度549.9℃,主汽温度低保护动作,ETS动作,汽机跳闸。
二、原因分析
1.事件原因检查
1)查阅机组跳闸记录
SOE记录如图1和图2所示。图1显示汽轮机跳闸的首发条件为“主汽温度低”,图2显示ETS指令发出后汽轮机主汽门和调门动作正常,MFT联动正常。
图1 SOE记录1
图2 SOE记录2
2)查阅机组跳闸记录
调取机组主要参数历史曲线,见图3~图5所示。
图3机组主要参数历史曲线1
图3显示,21时55分~22时14分期间3号机组以AGC方式连续降负荷,有功功率由895MW降到611MW。期间水煤比由6.42上升到8.35,过热度由28.3℃下降到6.94℃,主汽温度由608.9℃下降到549.4℃。
图4机组主要参数历史曲线2
图5机组主要参数历史曲线3
图4显示,22时17分14秒汽轮机已跳闸,参与保护的3个主汽温度信号分别为549.956℃(A侧温度1)、549.472℃(A侧温度2)、562.647℃(B侧温度1),参与保护的3个调节级压力信号分别为11.445M Pa、11.403MPa、11.440MPa。
图5为汽轮机进汽联箱前A/B两个蒸汽支管的蒸汽温度变化趋势,图中数据显示,机组跳闸时B侧蒸汽温度平均值比A侧蒸汽温度平均值高出14.067℃。
3)保护逻辑检查
检查主汽温度低保护逻辑,见图6~图8所示。图6和图7显示,参与主汽温度保护的信号包含3路主汽温度和3路调节级压力。机组电负荷升到100MW以后,当主汽温度实际值低于当前机组负荷(调节级压力)所允许的极限值时,将分别输出3路“主汽温度低”信号至ETS。图7显示调节级压力对应的主汽温度保护定值函数输出上限值为550℃。图8显示3路主汽温度低信号在ETS控制器中实现三取二功能,触发停机指令。
图6主汽温度低设定值函数1
图7主汽温度低设定值函数2
图8主汽温度低ETS逻辑图
根据图6和图7中的数据,列出“主汽温度低”保护的实际函数如表1所示。
表1 主汽温度低保护定值实际函数
6)核查东汽厂提供的“主汽温度低”保护定值原始函数,如表2所示。
表2 主汽温度低保护定值原始函数
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