??????? 【摘 要】 隨著自動(dòng)化程度的日益提高，大型火電機(jī)組對DCS系統(tǒng)的依賴性也越來越高。如果DCS電源系統(tǒng)及與機(jī)組安全相關(guān)的設(shè)備配置不合理，則一旦DCS系統(tǒng)發(fā)生失電故障，就可能引發(fā)主、輔設(shè)備損壞的嚴(yán)重事故。通過深入現(xiàn)場詳細(xì)調(diào)查，掌握了湖南省內(nèi)火電機(jī)組DCS電源系統(tǒng)及相關(guān)設(shè)備的配置現(xiàn)狀，對DCS系統(tǒng)失電故障情況下的機(jī)組安全隱患進(jìn)行了分析和研究，并根據(jù)有關(guān)規(guī)程及安評的要求提出有針對性的建議。對火電機(jī)組的技術(shù)監(jiān)督及新機(jī)組的設(shè)計(jì)有重要的參考意義。
??????? 【關(guān)鍵詞】 DCS 失電 調(diào)查 預(yù)防
??????? 0 引言
??????? 近年來，火電機(jī)組由于DCS系統(tǒng)失電故障引起非計(jì)劃停運(yùn)的事故多有發(fā)生，有些機(jī)組甚至由于電源系統(tǒng)以及與機(jī)組安全相關(guān)的設(shè)備配置不合理，而造成了設(shè)備損壞事故。DCS系統(tǒng)失電故障已成為影響機(jī)組安全可靠運(yùn)行的一個(gè)重要因素。
??????? 鑒此，湖南省電力試驗(yàn)研究院根據(jù)《防止電力生產(chǎn)重大事故的二十五項(xiàng)重點(diǎn)要求》（以下簡稱《二十五項(xiàng)重點(diǎn)反措》）和《火力發(fā)電廠安全性評價(jià)》的相關(guān)要求，結(jié)合部分機(jī)組DCS系統(tǒng)失電故障后暴露出來的問題，組織人員對省內(nèi)主要火電機(jī)組進(jìn)行了專項(xiàng)的DCS系統(tǒng)失電故障預(yù)防、處理及安全保證措施的調(diào)查和研究工作。主要工作內(nèi)容分為三個(gè)方面：一是DCS及其他主要控制系統(tǒng)的供電原理和自身電源結(jié)構(gòu)的情況調(diào)查；二是分析如何從技術(shù)和管理措施方面預(yù)防DCS系統(tǒng)失電；三是研究在DCS系統(tǒng)失去一路電源、全部電源、甚至全廠失電的各種情況下，如何保證機(jī)組及設(shè)備的安全。
??????? 通過以上工作，掌握了省內(nèi)火電機(jī)組DCS及其他主要控制系統(tǒng)電源的配置情況，分析了發(fā)生各種失電故障情況下的機(jī)組安全隱患, 并從UPS電源結(jié)構(gòu)、DCS系統(tǒng)內(nèi)部電源配置、操作臺按鈕配置、熱工主保護(hù)和DCS系統(tǒng)的安全可靠性等多方面提出了有針對性的建議，以求減少機(jī)組的非計(jì)劃停運(yùn)和由于DCS失電故障引起的設(shè)備損壞事故。
??????? 1 調(diào)查方案
??????? 為使調(diào)查工作順利開展，在工作前編寫了調(diào)查和驗(yàn)證試驗(yàn)的總體方案,主要采用的調(diào)查方案內(nèi)容包括：
??????? 檢查UPS系統(tǒng)設(shè)計(jì)的供電原理圖，確認(rèn)UPS系統(tǒng)的工作電源、直流電源、旁路電源的來源和切換情況；檢查機(jī)組DCS系統(tǒng)總電源柜的供電原理圖，確認(rèn)當(dāng)一路電源失去時(shí)，另一路的切換原理，并進(jìn)行切換時(shí)間測試；檢查機(jī)組DCS系統(tǒng)主控模件柜、I/O端子柜的供電原理圖，評價(jià)其供電可靠性及其對設(shè)備正常運(yùn)行的影響程度；確認(rèn)接地系統(tǒng)對各機(jī)柜交、直流供電系統(tǒng)的影響；重點(diǎn)了解FSSS系統(tǒng)MFT繼電器板和ETS系統(tǒng)的供電方式，確認(rèn)在其電源失去或主控模件（含PLC）失效（初始化或重啟）時(shí)，繼電器輸出接點(diǎn)的狀態(tài)；調(diào)查DEH、MEH系統(tǒng)在電源失去時(shí)，主汽門及各調(diào)節(jié)汽門伺服閥的輸出狀態(tài)，確認(rèn)在系統(tǒng)電源失去時(shí)這些重要閥門是否能全關(guān)；調(diào)查TSI、火檢系統(tǒng)在電源失去時(shí)，送往DEH、ETS、FSSS系統(tǒng)的保護(hù)接點(diǎn)的狀態(tài)，并根據(jù)設(shè)計(jì)和運(yùn)行要求，確認(rèn)其正確性；了解操作臺上停機(jī)、停爐、停小汽機(jī)、啟潤滑油泵等按鈕的配置情況，并分析當(dāng)DCS全部失電時(shí)，是否能夠保證機(jī)、爐等安全停運(yùn)的需求；整理出重要外部閥門和設(shè)備在控制電源失去后的狀態(tài)清單，并分析對機(jī)組安全有何影響，重點(diǎn)是各抽汽電動(dòng)門、抽汽逆止門、帶保位功能的調(diào)節(jié)門、鍋爐燃油系統(tǒng)、一次風(fēng)系統(tǒng)、制粉系統(tǒng)等；了解DCS系統(tǒng)和其它保護(hù)系統(tǒng)的電源監(jiān)視、報(bào)警系統(tǒng)的原理圖，要求當(dāng)部分電源或全部電源失去時(shí)，光字牌系統(tǒng)能立即報(bào)警，且光字牌的電源應(yīng)獨(dú)立于DCS系統(tǒng)之外；組織電廠相關(guān)專業(yè)人員按照有關(guān)規(guī)程和反事故措施的要求，分析現(xiàn)有的技術(shù)措施能否在DCS系統(tǒng)失去一路電源時(shí)，滿足機(jī)組正常運(yùn)行的要求；當(dāng)DCS系統(tǒng)全部電源短暫失去（小于1秒）或長時(shí)間失去時(shí)，在DCS系統(tǒng)的主控模件重啟或DCS失靈，通訊網(wǎng)絡(luò)中斷，運(yùn)行人員無法通過操作員站對機(jī)組進(jìn)行控制的情況下，能否保證機(jī)組安全停機(jī)的要求。
??????? 2 主要問題分析
??????? 通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，各火電廠的DCS電源系統(tǒng)目前總體情況較好，但是由于基建設(shè)計(jì)和理解上的差異，還存在一些共性的問題：
??????? 2.1有不少機(jī)組DCS的電源配置不合理，部分機(jī)組采用單個(gè)UPS提供兩路電源的方式供電（只要是共用一根出口饋線就應(yīng)認(rèn)為是單個(gè)UPS），還有部分老機(jī)組采用兩臺機(jī)組UPS互為備用供電的方式，當(dāng)一臺機(jī)組UPS檢修時(shí)，就只有單路電源了。
??????? 2.2 部分機(jī)組抽汽逆止門、燃油跳閘閥等設(shè)備采用雙線圈控制電磁閥，使得一旦系統(tǒng)失電，汽機(jī)就存在超速危險(xiǎn)，鍋爐也不能完全切除燃料；個(gè)別新投產(chǎn)的機(jī)組，磨煤機(jī)油泵、空預(yù)器控制采用長信號控制，DCS失電后，油泵、空預(yù)器會(huì)停止運(yùn)行，可能損壞重要輔機(jī)。
??????? 2.3 部分沒有DEH的老機(jī)組，其汽機(jī)跳閘系統(tǒng)采用帶電動(dòng)作設(shè)計(jì)，又沒有采用可靠的電源（如直流電源）和電源回路結(jié)構(gòu)，當(dāng)控制系統(tǒng)失電時(shí)，手動(dòng)按鈕沒有作用，只能到就地打閘停機(jī)。
??????? 2.4 部分機(jī)組不滿足《二十五項(xiàng)重點(diǎn)反措》中“操作員站及少數(shù)重要操作按鈕的配置應(yīng)能滿足機(jī)組各種工況下的操作要求，特別是緊急故障處理的要求”的規(guī)定，緊急故障情況的處理手段不完備，有的甚至還沒有配置MFT硬跳閘板。
??????? 2.5 部分機(jī)組DCS及主要控制、保護(hù)系統(tǒng)的電源監(jiān)視、報(bào)警系統(tǒng)不完善。