一次机组启动过程中的跳机事故分析

时间：2022-03-20 22:27:24

关键字：机组真空低跳闸控制逻辑燃料管理标准

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[导读]摘要:针对短期内机组频繁启停调峰过程中的一次跳闸事故进行深入分析,经研究和探讨找出导致事故发生的主要原因和直接跳闸原因,并总结事故中暴露出来的具体问题以及机组处于低参数运行时切换轴封汽源的具体操作:从机组运行操作、机组系统控制逻辑以及备品采购、储管等多个方面,提出相应的具体反事故技术措施,为促进机组的安全生产、更高效合理地运行提出优化建议。

1事件简述

2017年7月21日09:09,#2机组启动带初负荷80Mw,AB层油枪运行,2B磨煤机运行,主蒸汽压力8.1MPa(81bar）,此时轴封由主蒸汽供汽。

09:10,2B燃油泵跳闸(检查为热偶动作）,2A燃油泵联动,AB层油枪退出运行:手动减负荷,主汽压力由8.1MPa(81bar）降至599MPa(59bar）后稳定在.91MPa(.1bar）。

09:23,2A燃油泵跳闸(检查为热偶动作）,就地检查供油的#2燃油罐油位偏低。

09:25,由于主蒸汽供轴封系统压力跌至595MPa(55bar）,轴封供汽由主蒸汽切换至辅汽,在此过程中,轴封蒸汽压力跌至0,此时凝汽器压力达到13956Pa(135kbar）,2A真空泵联动,通知机组操作员现场强制开启主汽供轴封电动门UV001。

09:28,凝汽器压力达19956Pa(195kbar）,机组跳闸。

2原因分析

2.1本机组燃油系统的构成情况

在机组启动初期,炉膛需要助燃时,本机组的助燃能源依靠燃油提供。全厂共有三个燃油储存罐,单罐容积为2000k3。燃油通过燃油管道连接到燃油泵房的燃油泵入口,通过燃油泵加压至所需油压,再由燃油泵的出口接至炉前燃油站。燃油站设置有燃油过滤器,经过滤后,燃油最后到达油枪处。燃油泵是三螺杆泵,出口压力可达199MPa(19bar）,流量为3192.k3/h。每台机组配有两台燃油泵,一台运行,一台备用。

2.2本机组轴封供汽系统的基本组成及切换逻辑

机组真空系统建立的重要前提是汽轮机的轴封已经送汽。该机组在启动过程中增加负荷时,因为机组所处状态不同,所以轴封的汽源可以分为两路:一路是来自机组的辅助蒸汽系统,当机组启动,本单元机组的主蒸汽压力未达到设定值8MPa(80bar）时采用辅汽作为轴封汽源:辅汽管道上依次有两个阀门,靠近汽源侧的是电动阀UV002,其作用为切断汽源,靠近轴封系统的是气动阀PCV011,起到调节作用。另一路来自机组的主蒸汽系统,当本单元机组的主蒸汽压力达到8MPa(80bar）时,便可用本机组的主蒸汽作为轴封汽源为机组的凝汽器建立真空状态提供必要条件:主蒸汽管道上依次也设置有两个阀门,靠近汽源侧,起切断汽源作用的是电动阀UV001,靠近轴封系统的是气动调节阀PCV003。

之所以将轴封汽源分为两路,是因为如此设计在机组启动过程中遇到突发事故时,能够平稳减掉机组所带负荷,还可以尽量避免机组事故跳闸,进而确保机组及其设备的安全。在减负荷过程中,当主汽压力低于设定值595MPa(55bar）时,原本由主汽提供汽源的轴封系统切换成由本机组的辅汽系统来提供汽源。

2.3导致事故的原因分析

机组跳闸的重要原因是机组启动初期,B燃油泵运行过程中分别于08:39及08:55连续出现"入口油压低报警"信号,在B燃油泵第二次出现入口油压低报警信号后至切换成A燃油泵运行前燃油泵出口压力一直存在大幅波动,09:13出现燃油炉前压力低报警。运行人员在使用#2油罐过程中没有注意该燃油罐的有效油位已经很低,不能满足正常供油,同时也没有及时留意燃油泵运行状况,没有及时将供油管路转换到#3油罐运行。油罐油位低导致运行油泵及备用油泵相继跳闸,锅炉失去油助燃,迫使机组紧急减负荷,从而诱发此次机组跳闸事件。

机组跳闸的直接原因是轴封系统的蒸汽来源在转换过程中（主蒸汽向辅助蒸汽转换),主蒸汽在辅助蒸汽未完全进入轴封系统、提供所需汽源时就被截止,致使本机组轴封系统的压力失去,短时间里不能恢复,真空压力高导致机组跳闸。

从系统阀门的动作顺序以及逻辑分析可得知:系统阀门动作是按照原设定程序正常进行的,控制逻辑也是正常作用。如图1所示,09:19:33,N0.1线为切换指令(主蒸汽切换为辅助蒸汽),DCs随即对辅汽电动截止阀UV002发出开指令N0.2线,此时UV002为关闭状态,接到命令后该阀门动作开启。09:19:34,关到位反馈开关N0.3线脱扣动作,阀门往开方向动作。09:22:54,开到位反馈开关N0.4动作,阀门全开。当主汽参数降至5.5MPa(55bar)以下时,辅汽开启且全开成功,在主汽和辅汽同时并列供汽的情况下,轴封压力调节满足要求。在正常的控制逻辑作用下,由于主汽电动门开始快速关闭,主汽供轴封的汽源瞬间切断,而辅汽供轴封的调门跟随能力滞后于电动门,主汽参数比辅助蒸汽高,主汽电动门关闭的影响所占比重相对较大。同时,在主蒸汽参数不断下降的情况下,本体自封的能力不断下降,轴封减温水阀门处于全开状态,导致了主汽供轴封汽源切断后轴封压力瞬间失去,在短时间内不能建立,真空快速下降,最终导致机组真空高跳闸。