寧海電廠(chǎng)2×1000MW機組一起罕見(jiàn)蝶閥故障事件簡(jiǎn)介
本文介紹神華國華浙能發(fā)電有限公司2×1000MW機組循泵蝶閥控制電源及油泵電源回路、循泵蝶閥油站控制原理及6號機組發(fā)生的一起罕見(jiàn)蝶閥故障。通過(guò)技術(shù)分析指出了該蝶閥存在的問(wèn)題，提出了整改措施，為循泵的安全運行提供了技術(shù)保障。
1、簡(jiǎn)介
寧海電廠(chǎng)2×1000MW機組循泵出口蝶閥由德國愛(ài)合德閥門(mén)公司生產(chǎn)，閥門(mén)名稱(chēng)為液控緩閉止回蝶閥(重錘+蓄能罐保壓式)。閥門(mén)為全鍍陶瓷防護層、雙偏心、板式、雙向密封、重錘蓄能+蓄能罐保壓式液控緩閉止回蝶閥。
閥門(mén)銘牌參數為：
公稱(chēng)直徑：DN2600
接管規格：D2620×20(外徑×壁厚，單位mm)
公稱(chēng)壓力：0.6MPa。
啟閉范圍0～90°，并設有開(kāi)度限位裝置，閥門(mén)快關(guān)、慢關(guān)時(shí)間可調，快、慢關(guān)角度不可調。
2、蝶閥油站
圖 蝶閥油站控制圖
流程介紹
蝶閥未開(kāi)前狀態(tài)：油泵停止，Y2電磁閥失電，泄油閥關(guān)。
蝶閥開(kāi)過(guò)程狀態(tài)：循泵啟動(dòng)后開(kāi)蝶閥指令傳到PLC然后啟動(dòng)油泵同時(shí)Y1得電開(kāi)啟進(jìn)行排空，延時(shí)2至4秒后失電關(guān)閉，經(jīng)過(guò)濾網(wǎng)和逆止閥后給油缸注油，克服重錘重力頂開(kāi)蝶閥。Y2電磁閥失電狀態(tài)，泄油閥在彈簧和油壓作用下保持關(guān)閉。同時(shí)給蓄能器充油。蝶閥開(kāi)到位后油泵停止，系統在逆止閥頂壓下維持壓力。
蝶閥關(guān)過(guò)程狀態(tài)：油泵停止，Y2電磁閥得電開(kāi)，泄油閥開(kāi)始泄油，蝶閥在重錘作用下開(kāi)始關(guān)閉，關(guān)到位后電磁閥重新失電。循泵運行中蝶閥開(kāi)度小于90%后，油泵會(huì )自啟，把開(kāi)度重新頂到90%以上，然后停止。
3、2012年6月6B循泵出口蝶閥突開(kāi)事件分析
3.1 事故過(guò)程介紹
6月8日12：50，6號機接專(zhuān)業(yè)要求循環(huán)水改“兩機三泵”運行方式。程控啟動(dòng)6B循泵，蝶閥未聯(lián)開(kāi)，油系統發(fā)故障報警，程控啟動(dòng)第2步發(fā)出開(kāi)蝶閥指令20秒后，仍未收到20%閥位信號，觸發(fā)程控啟動(dòng)故障信號，程控自動(dòng)轉至停運程控，因順控停運時(shí)20%信號未觸發(fā)，停運程控執行至第1步(XS51)無(wú)法繼續執行，6B循泵無(wú)法停運，手動(dòng)撤出程控，停運6B循泵，就地6B循泵出口蝶閥油泵保持運行，油壓最高穩定在13Mpa。13：00，6B循泵出口蝶閥故障報警，油系統故障信號消失且自動(dòng)突開(kāi)，立即手動(dòng)搶啟6B循泵，期間循環(huán)水壓力下降最低到109Kpa，真空下降到最低至-90.2/-87Kpa。
3.2 事故原因分析
3.2.1 油泵的動(dòng)作情況：
本次程控啟6B循泵過(guò)程中，因開(kāi)啟蝶閥指令一直存在，所以油泵一直在運行，就地壓力130bar，報警值是120bar，所以DCS上一直有油系統報警信號存在，而后來(lái)手動(dòng)撤出子環(huán)將泵停止之后還是保持這種狀態(tài)，這時(shí)停泵關(guān)蝶閥指令并沒(méi)有發(fā)出，若該指令發(fā)出Y2電磁閥得電開(kāi)啟油泵也會(huì )停止，系統油壓也會(huì )失去，就地不會(huì )保持130bar油壓。蝶閥開(kāi)啟是油壓克服重錘以及機械卡澀阻力所致。
3.2.2 熱工上分析：
(1)循泵蝶閥有就地PLC控制器，當PLC控制器收到DCS發(fā)來(lái)的開(kāi)指令后，PLC即執行開(kāi)閥程序，啟動(dòng)就地油泵，給蝶閥油缸注油，克服重錘重力頂開(kāi)蝶閥。當蝶閥全開(kāi)后，停運油泵，靠逆止閥維持油缸壓力。當PLC控制器收到DCS發(fā)來(lái)的關(guān)指令后，PLC即執行關(guān)閥程序，停止油泵，開(kāi)啟泄油閥對油缸泄油，蝶閥在重錘作用下逐漸關(guān)閉，關(guān)到位后關(guān)閉泄油閥。
(2)循泵保護停邏輯中除軸承溫度及循環(huán)水通道關(guān)閉會(huì )保護停泵外，循泵啟動(dòng)60S后，如果90%開(kāi)關(guān)信號與30%模擬量未收到或20%信號開(kāi)關(guān)任一未到也會(huì )觸發(fā)泵保護停運，因循泵啟動(dòng)37S后出口蝶閥仍未開(kāi)，且循泵出口母管壓力未變、蝶閥開(kāi)度一直關(guān)位，判斷出口蝶閥故障，故手動(dòng)停運循泵，故保護停泵不會(huì )觸發(fā);
(3)循泵停運會(huì )觸發(fā)5秒脈沖保護關(guān)蝶閥，程控停運的第一步也會(huì )發(fā)出自動(dòng)關(guān)蝶閥的指令，而歷史曲線(xiàn)顯示，DCS并未給PLC發(fā)過(guò)關(guān)指令。原因是當時(shí)蝶閥關(guān)到位信號一直在，所以控制器不會(huì )再發(fā)關(guān)指令。DCS邏輯中的蝶閥控制器與電動(dòng)門(mén)的控制器是一樣的，當門(mén)關(guān)閉后會(huì )自動(dòng)閉鎖再發(fā)關(guān)指令，以免損壞閥門(mén)。所以將其使用在蝶閥PLC通訊時(shí)出現了漏洞，導致關(guān)指令未發(fā)，就地PLC始終執行開(kāi)閥程序。
3.3 風(fēng)險點(diǎn)：
3.3.1 6B循泵出口蝶閥突然開(kāi)啟造成循環(huán)水泄水，歷史曲線(xiàn)上看循環(huán)水母管壓力最低到109KPa，真空迅速變差，6B真空泵聯(lián)啟，如發(fā)現搶救不及時(shí)低真空保護會(huì )動(dòng)作造成跳機。
3.3.2 6B循泵出口蝶閥突然開(kāi)啟后搶啟動(dòng)6B循泵，因未啟動(dòng)之前就存在倒轉，又違反常規泄水時(shí)開(kāi)門(mén)啟泵，啟動(dòng)阻力非常大，泵與電機扭矩過(guò)大，對泵和聯(lián)軸器有較大風(fēng)險，后查曲線(xiàn)發(fā)現啟動(dòng)電流比正常大200A左右，這增大的200A用于克服循環(huán)水泄水的阻力，國內就發(fā)生過(guò)循泵倒轉時(shí)啟動(dòng)造成大軸扭斷的事故案例，這次搶啟風(fēng)險較高。
3.3.3 室內循環(huán)水壓力大幅度波動(dòng)，容易造成膨脹節、鈦管損壞。
4、熱工邏輯整改
4.1 增加循環(huán)水泵停運后，聯(lián)鎖停運循環(huán)水泵液控蝶閥控制油泵的邏輯。
4.2 增加循環(huán)水泵停運后，強制循環(huán)水泵液控蝶閥跳閘電磁鐵帶電，使循環(huán)水泵液控蝶閥油缸泄油。
4.3 邏輯修改后，就地控制箱可以對閥門(mén)進(jìn)行就地開(kāi)關(guān)控制，緊急狀態(tài)下進(jìn)行就地關(guān)門(mén)操作。
4.4 由于6B循環(huán)水泵還有卡澀現象，準備保持6B循環(huán)水泵長(cháng)周期運行，不參與定期切換。待今后有檢修機會(huì )，對蝶閥進(jìn)行檢查，消除卡澀問(wèn)題.
4.5 將油站低油壓連鎖保護由原8Mpa調整至4Mpa，高油壓連鎖保護由12Mpa調整至13.5Mpa同時(shí)為配合低油壓連鎖保護定值的調整，蓄能器壓力定值相應調整到4Mpa。
結束語(yǔ)
切換循環(huán)水泵，操作雖然十分簡(jiǎn)單，但其隱含十分巨大的風(fēng)險，循泵出口蝶閥在開(kāi)啟和關(guān)閉的過(guò)程中經(jīng)常出現卡澀情況，循環(huán)水出現問(wèn)題運行人員應該果斷干預，原則是防止循環(huán)水泄水和循環(huán)水泵軸承過(guò)力矩扭損。對于循泵出口蝶閥長(cháng)期有卡澀現象的循泵，可考慮長(cháng)周期運行，待大小修時(shí)另行檢修以減小事故發(fā)生概率。
