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致機組快速降負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、調峰能力強的特點在電力系統(tǒng)中的應用日益廣泛。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 高性能智能電能質量分析儀，將發(fā)電機相關電氣數(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，作為機組當前負荷，與設定負荷進行比較，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# 機組滿負荷 365 MW，值長令負 荷降至 300 MW，預選設定負荷 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，機組負荷繼續(xù)下降。18:57 高壓主汽溫 度開始快速上升，手動調節(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力#高為-63，中壓缸應力#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 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 高性能智能電能質量分析儀當時已呈 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)。 運行值班人員設置 350 MW 預選負荷后，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)均顯示負荷已在持續(xù)下降，未采取有效措施如重新將負荷設定值還 原或點擊“RAISE”按扭來維持機組負荷，以至錯過了#佳的處 理時間。
本次事件中運行人員設定減負荷操作后，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 輯仍錯誤的認為機組當前負荷為 364 MW，與預選負荷 350MW 存在正偏差，導致自動持續(xù)給出減燃料指令降負荷。
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，導致機組負荷控制失效。
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備，因技術壟斷，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摸索試 驗，#終突破技術瓶頸，好立掌握了專用軟件程序配置和下裝、 調試、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)指標正常。熱控和電氣專業(yè)技術人員充分發(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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