宁海电厂2×1000MW机组一起罕见蝶阀故障事件简介

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)真空技术网整理 作者:陈炳科

  本文介绍神华国华浙能发电有限公司2×1000MW机组循泵蝶阀控制电源及油泵电源回路、循泵蝶阀油站控制原理及6号机组发生的一起罕见蝶阀故障。通过技术分析指出了该蝶阀存在的问题,提出了整改措施,为循泵的安全运行提供了技术保障。

1、简介

  宁海电厂2×1000MW机组循泵出口蝶阀由德国爱合德阀门公司生产,阀门名称为液控缓闭止回蝶阀(重锤+蓄能罐保压式)。阀门为全镀陶瓷防护层、双偏心、板式、双向密封、重锤蓄能+蓄能罐保压式液控缓闭止回蝶阀。

  阀门铭牌参数为:

  公称直径:DN2600

  接管规格:D2620×20(外径×壁厚,单位mm)

  公称压力:0.6MPa。

  启闭范围0~90°,并设有开度限位装置,阀门快关、慢关时间可调,快、慢关角度不可调。

2、蝶阀油站

蝶阀油站控制图

图 蝶阀油站控制图

  流程介绍

  蝶阀未开前状态:油泵停止,Y2电磁阀失电,泄油阀关。

  蝶阀开过程状态:循泵启动后开蝶阀指令传到PLC然后启动油泵同时Y1得电开启进行排空,延时2至4秒后失电关闭,经过滤网和逆止阀后给油缸注油,克服重锤重力顶开蝶阀。Y2电磁阀失电状态,泄油阀在弹簧和油压作用下保持关闭。同时给蓄能器充油。蝶阀开到位后油泵停止,系统在逆止阀顶压下维持压力。

  蝶阀关过程状态:油泵停止,Y2电磁阀得电开,泄油阀开始泄油,蝶阀在重锤作用下开始关闭,关到位后电磁阀重新失电。循泵运行中蝶阀开度小于90%后,油泵会自启,把开度重新顶到90%以上,然后停止。

3、2012年6月6B循泵出口蝶阀突开事件分析

  3.1 事故过程介绍

  6月8日12:50,6号机接专业要求循环水改“两机三泵”运行方式。程控启动6B循泵,蝶阀未联开,油系统发故障报警,程控启动第2步发出开蝶阀指令20秒后,仍未收到20%阀位信号,触发程控启动故障信号,程控自动转至停运程控,因顺控停运时20%信号未触发,停运程控执行至第1步(XS51)无法继续执行,6B循泵无法停运,手动撤出程控,停运6B循泵,就地6B循泵出口蝶阀油泵保持运行,油压最高稳定在13Mpa。13:00,6B循泵出口蝶阀故障报警,油系统故障信号消失且自动突开,立即手动抢启6B循泵,期间循环水压力下降最低到109Kpa,真空下降到最低至-90.2/-87Kpa。

  3.2 事故原因分析

  3.2.1 油泵的动作情况:

  本次程控启6B循泵过程中,因开启蝶阀指令一直存在,所以油泵一直在运行,就地压力130bar,报警值是120bar,所以DCS上一直有油系统报警信号存在,而后来手动撤出子环将泵停止之后还是保持这种状态,这时停泵关蝶阀指令并没有发出,若该指令发出Y2电磁阀得电开启油泵也会停止,系统油压也会失去,就地不会保持130bar油压。蝶阀开启是油压克服重锤以及机械卡涩阻力所致。

  3.2.2 热工上分析:

  (1)循泵蝶阀有就地PLC控制器,当PLC控制器收到DCS发来的开指令后,PLC即执行开阀程序,启动就地油泵,给蝶阀油缸注油,克服重锤重力顶开蝶阀。当蝶阀全开后,停运油泵,靠逆止阀维持油缸压力。当PLC控制器收到DCS发来的关指令后,PLC即执行关阀程序,停止油泵,开启泄油阀对油缸泄油,蝶阀在重锤作用下逐渐关闭,关到位后关闭泄油阀。

  (2)循泵保护停逻辑中除轴承温度及循环水通道关闭会保护停泵外,循泵启动60S后,如果90%开关信号与30%模拟量未收到或20%信号开关任一未到也会触发泵保护停运,因循泵启动37S后出口蝶阀仍未开,且循泵出口母管压力未变、蝶阀开度一直关位,判断出口蝶阀故障,故手动停运循泵,故保护停泵不会触发;

  (3)循泵停运会触发5秒脉冲保护关蝶阀,程控停运的第一步也会发出自动关蝶阀的指令,而历史曲线显示,DCS并未给PLC发过关指令。原因是当时蝶阀关到位信号一直在,所以控制器不会再发关指令。DCS逻辑中的蝶阀控制器与电动门的控制器是一样的,当门关闭后会自动闭锁再发关指令,以免损坏阀门。所以将其使用在蝶阀PLC通讯时出现了漏洞,导致关指令未发,就地PLC始终执行开阀程序。

  3.3 风险点:

  3.3.1 6B循泵出口蝶阀突然开启造成循环水泄水,历史曲线上看循环水母管压力最低到109KPa,真空迅速变差,6B真空泵联启,如发现抢救不及时低真空保护会动作造成跳机。

  3.3.2 6B循泵出口蝶阀突然开启后抢启动6B循泵,因未启动之前就存在倒转,又违反常规泄水时开门启泵,启动阻力非常大,泵与电机扭矩过大,对泵和联轴器有较大风险,后查曲线发现启动电流比正常大200A左右,这增大的200A用于克服循环水泄水的阻力,国内就发生过循泵倒转时启动造成大轴扭断的事故案例,这次抢启风险较高。

  3.3.3 室内循环水压力大幅度波动,容易造成膨胀节、钛管损坏。

4、热工逻辑整改

  4.1 增加循环水泵停运后,联锁停运循环水泵液控蝶阀控制油泵的逻辑。

  4.2 增加循环水泵停运后,强制循环水泵液控蝶阀跳闸电磁铁带电,使循环水泵液控蝶阀油缸泄油。

  4.3 逻辑修改后,就地控制箱可以对阀门进行就地开关控制,紧急状态下进行就地关门操作。

  4.4 由于6B循环水泵还有卡涩现象,准备保持6B循环水泵长周期运行,不参与定期切换。待今后有检修机会,对蝶阀进行检查,消除卡涩问题.

  4.5 将油站低油压连锁保护由原8Mpa调整至4Mpa,高油压连锁保护由12Mpa调整至13.5Mpa同时为配合低油压连锁保护定值的调整,蓄能器压力定值相应调整到4Mpa。

结束语

  切换循环水泵,操作虽然十分简单,但其隐含十分巨大的风险,循泵出口蝶阀在开启和关闭的过程中经常出现卡涩情况,循环水出现问题运行人员应该果断干预,原则是防止循环水泄水和循环水泵轴承过力矩扭损。对于循泵出口蝶阀长期有卡涩现象的循泵,可考虑长周期运行,待大小修时另行检修以减小事故发生概率。

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