摘 要：對某電廠機組運行過程中發(fā)生的一起燃機壓力變送器故障導(dǎo)致機組快速降負(fù)荷事件進行原因分析，有針對性地采取有效的 優(yōu)化控制措施。
引言
燃氣—蒸汽聯(lián)合循環(huán)機組以其啟動快、調(diào)峰能力強的特點在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用日益廣泛。某電廠采用的是美國 GE公司生產(chǎn)的 MS109FA 燃氣蒸汽聯(lián)合循環(huán)機組，發(fā)電機測控 屏配備兩套壓力變送器，一套是美國 EIG 公司生產(chǎn)的 Nexus1252 高性能智能電能質(zhì)量分析儀，將發(fā)電機相關(guān)電氣數(shù)據(jù)采集處理后，通過 I/O 模塊產(chǎn)生 4~20 mA 信號送至到 MARKVI 控制系統(tǒng)和其他設(shè)備，共配有五個 I/O 模塊，其中模塊一 為發(fā)電機有功功率/無功壓力變送器，變送后送至 MARK VI控制系統(tǒng)（壓力變送器 1）；另一套是美國摩爾公司生產(chǎn)的壓力變送器，將機組功率信號變送并輸出至 MARK VI 控制系 統(tǒng)（壓力變送器 2），燃氣輪機功率信號取自上述的兩個功率 變送器，經(jīng) MARK VI 控制系統(tǒng)“二選高”控制邏輯選出高值后，作為機組當(dāng)前負(fù)荷，與設(shè)定負(fù)荷進行比較，進而控制燃氣 輪機燃料閥開度。
1 事故情況
某年 12 月 19 日 18:51，3# 機組滿負(fù)荷 365 MW，值長令負(fù) 荷降至 300 MW，預(yù)選設(shè)定負(fù)荷 355 MW 后，MARK VI 顯示365 MW。18:52 MARK VI 始終顯示 365 MW，運行值班員立即 匯報值長機組負(fù)荷顯示異常。18：54 MARK VI 發(fā)“發(fā)電機功率 變送器信號故障”報警，值長通知熱控值班人員吳某里、電氣值 班人員鄭某強，此時 DCS 畫面上主變功率顯示-330 MW，MARK VI 畫面上顯示功率 332 MW，無功 90 MVAR，發(fā)電機電流 10 kA，電壓 19 kV，機組負(fù)荷繼續(xù)下降。18:57 高壓主汽溫 度開始快速上升，手動調(diào)節(jié)高壓主蒸汽減溫水。19：00 高壓主蒸 汽溫度#高至 571.8 ℃。19：00 機組負(fù)荷繼續(xù)下降，DCS 畫面上 主變功率顯示-210 MW。19：05 DCS 畫面上主變功率顯示-122 MW，燃機排煙溫度 TTXM 為 514 ℃，高壓缸缸溫 550 ℃， 高壓主蒸汽溫度 543 ℃，因機組未自動退汽，現(xiàn)場采取手動退汽，高壓手動退汽，中壓手動退汽，退汽過程中高壓缸應(yīng)力#高為-63，中壓缸應(yīng)力#高為-9。19：07 電氣值班人員鄭某強到 3# 機現(xiàn)場，告知 3# 機壓力變送器故障且無法消除，此時 DCS 畫面 上主變功率顯示-70 MW。19：09 負(fù)荷 10 MW，高壓主蒸汽 CV閥開度 9%，進汽壓力控制退出，高壓旁路閥開始打開至 40%。19:10 熱控值班人員吳某里建議：手動點擊 MARK VI 畫面SPEED/LOAD CONTROL 下 Raise 鍵，運行值班員經(jīng)值長同意 后進行操作，DCS 上主變功率顯示 3 MW（發(fā)電機開始逆功率）。19：10 高壓主汽閥關(guān)閉。19：12 熱控值班人員吳某里到集控室， 告知發(fā)電機變送器故障無法消除。19：14 逆功率維持 4.5 min， 主變功率顯示#高 17 MW，未到逆功率保護定值，發(fā)電機未解 列。19：14 DCS 畫面上主變功率顯示 17 MW，因無法消除功率 變送器故障，同時發(fā)電機已處于逆功率，值長令手動按操作臺“3# 機發(fā)電機出口斷路器 緊急跳閘”按鈕，機組解 列，機組全速空載。19：18 因手動解列發(fā)電機， 高壓旁路開度由 41%關(guān) 至 25%高壓主蒸汽壓力 上升，#高升至 10 MPa， 要求熱控值班人員吳某 里強制高旁開至 30%，高 壓主蒸汽開始下降。19：18 故障無法消除，值長令停機。19：27 燃機熄火。19：33 MARK VI 畫面上 功率顯示由 365 MW 變 為 0 MW（現(xiàn)場電氣值班 人員鄭某強將功率變送 器斷電）。
2 事故原因的排查分析
檢查發(fā)現(xiàn) 3# 發(fā)電機兩套有功壓力變送器之 一的 Nexus 1252 高性能 智能電能質(zhì)量分析儀故障死機。根據(jù)美國 EIG 公司下載的Nexus 1252 高性能智能電能質(zhì)量分析儀故障報文顯示 12 月 19日 18 時 22 分（時間存在偏差）報“Runtime has stopped”（運行 停止），判斷 Nexus 1252 高性能智能電能質(zhì)量分析儀當(dāng)時已呈 死機狀態(tài)。裝置死機原因為元器件老化。
查 MARK VI 歷史趨勢，發(fā)現(xiàn) 12 月 19 日 18：22，MARK
VI 畫面機組功率值顯示異常（呈現(xiàn)固定值），直至 18：51 運行 值班人員手動降負(fù)荷操作時也未發(fā)現(xiàn)機組功率值異常狀態(tài)。 運行值班人員設(shè)置 350 MW 預(yù)選負(fù)荷后，仍未及時發(fā)現(xiàn)機組 功率值還處在固定值狀態(tài)，直至 18：54 機組出現(xiàn)壓力變送器
故障報警。
壓力變送器故障報警后，機組操作人員還是未及時發(fā)現(xiàn)勵 磁畫面中功率、DCS 中主變功率和發(fā)電機定子電流等參數(shù)均顯示負(fù)荷已在持續(xù)下降，未采取有效措施如重新將負(fù)荷設(shè)定值還 原或點擊“RAISE”按扭來維持機組負(fù)荷，以至錯過了#佳的處 理時間。
本次事件中運行人員設(shè)定減負(fù)荷操作后，18：54 起 MARKVI 已持續(xù)報“有功壓力變送器故障”，但 MARK VI 控制系統(tǒng)邏 輯仍錯誤的認(rèn)為機組當(dāng)前負(fù)荷為 364 MW，與預(yù)選負(fù)荷 350MW 存在正偏差，導(dǎo)致自動持續(xù)給出減燃料指令降負(fù)荷。
圖 1 是 MARK VI 控制系統(tǒng)的壓力變送器二選高邏輯，此 控制方式存在弊端，當(dāng)某一壓力變送器故障時，如果其數(shù)值大于另一個正常的壓力變送器，則 MARK VI 畫面顯示的為發(fā)生故障的壓力變送器信號值，運行人員無法監(jiān)測真實負(fù)荷，且 MARKVI 控制邏輯將選擇故障的壓力變送器信號值作為控制參數(shù)，發(fā)出錯誤控制指令，導(dǎo)致機組負(fù)荷控制失效。
為使 MARK VI 功率控制系統(tǒng)更加安全可靠、可控，必須對 信號取源和邏輯進行優(yōu)化，壓力變送器選擇邏輯改為三選中并 增加手動選擇按鈕，決定再引入一個勵磁系統(tǒng)功率信號，將功率 信號選擇邏輯由“二選高”改為更加可靠的“三選中”方式，避免故障變送器信號對控制邏輯造成影響，提高功率控制系統(tǒng)的可 靠性。圖 2 是優(yōu)化后的壓力變送器三選中邏輯。在 MARK VI 畫 面添加 1#、2# 壓力變送器信號及勵磁系統(tǒng)功率信號同時顯示，便 于運行人員監(jiān)測，直觀判斷異常情況；同時在其下方添加 1#、2# 壓力變送器信號選擇按鈕，當(dāng)任一壓力變送器故障時，運行人員 可及時將正常的壓力變送器信號投入控制，提高功率控制系統(tǒng)
的可靠性。
壓力變送器為進口設(shè)備，因技術(shù)壟斷，壓力變送器故障時， 只能聯(lián)系美國 EIG 公司駐上海辦事處技術(shù)人員處理，極大影響機組的正常運行，為化被動為主動，通過近一個月的反復(fù)摸索試 驗，#終突破技術(shù)瓶頸，好立掌握了專用軟件程序配置和下裝、 調(diào)試、校驗方法，徹底解決壓力變送器維護難題，僅用 7 h 就完 成自主檢修，比依托廠家維修減少時間 60 h，大大節(jié)約維修時 間及成本。
3 結(jié)語
發(fā)電機壓力變送器三取中邏輯控制優(yōu)化后，機組運行情況良好，各項數(shù)據(jù)指標(biāo)正常。熱控和電氣專業(yè)技術(shù)人員充分發(fā)揮主 觀能動性，攻堅克難、群策群力，通過優(yōu)化 MARK VI 控制邏輯， 畫面添加壓力變送器信號顯示及選擇按鈕，制定應(yīng)急處理措施， 實現(xiàn)自主維護等，真正實現(xiàn)了壓力變送器故障事前、事中、事后 的全過程控制，有效消除設(shè)備重大隱患和疑難故障，節(jié)約維護時 間和成本，提高機組運行安全性和可靠性。
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