一起汽轮发电机组启动不成功事件引发的思考刘川青

一起汽轮发电机组启动不成功事件引发的思考刘川青

刘川青

广西防城港核电有限公司538000

摘要：通过一起汽轮发电机组启动不成功事件的分析与思考，对发电机组启动期间保障人员的行为规范进行了探讨，提出的针对性改进措施可以有效避免类似事件发生，同时在防止因人为失误方面有较强的指导意义。

关键词：启动；流程；优化

近几年，全国电力负荷需求低迷，电力过剩引起发电机组参与调峰、临时停运日益频繁。发电机组启动操作期间潜在着众多的风险，如不加以识别并提前消除，很可能出现机组启动不成功，无法顺利并网，给发电企业带来不小的经济损失。

1.背景介绍

某厂发电机组功率运行时汽轮机调速器阀门故障，运行人员断开发电机出口负荷开关（GCB），机组空载2小时后执行打闸操作，关主汽门。缺陷处理完成后，运行人员执行冲转并网操作，当汽轮机转速达到43r/min时汽轮机保护动作，汽轮机冲转失败。

2.原因分析

现场工作人员调取了汽轮机跳闸逻辑、主控室报警信号、发电机保护柜报警信号进行分析，发现发电机保护柜上存在“正向低功率保护”动作信号，进一步检查发现此信号自汽轮机故障打闸后一直存在。最终确定引起汽轮机冲转失败的直接原因为汽轮机保护收到“低功率保护跳闸”动作信号并且汽轮机超过盘车转速（20r/min）后，触发关闭汽轮机主蒸汽阀门命令出口，根本原因为“低功率保护跳闸”动作出口信号未复归。该厂发电机保护采用的是南瑞继保公司生产的型号为RCS-985G的保护装置，主要用于在发电机发生短路、接地等故障时快速停机，以保护发电机不受损伤。“正向低功率保护”是发电机众多保护中的一个，动作逻辑及出口方式如图1所示，保护动作后，出口继电器接点保持闭合，直到人为复位该信号。现场人员复归“低功率保护跳闸”信号后，汽轮机再次冲转成功。

图1发电机正向低功率保护逻辑图

3.机组启动过程中专业保障工作存在的问题

大容量发电机组的启动（短时间内将汽轮机冲转至额定转速、发电机起励至额定电压、与电网并列、升功率至电网要求负荷）涉及大设备、多系统操作。每个大系统、大设备的启动都存在风险：汽轮机冲转过程中可能引起超速；发电机起励过程中可能引起机组误强励；并网过程中可能引起发电机非同期合闸。任何一项操作失误、或是设备故障都有可能造成机组启动不成功，或是设备严重故障，甚至引起电网波动，造成恶劣影响。但是，机组启动过程中专业人员的保障工作却存在诸多问题，主要表现在：1.保障工作条理不清晰，虽然上至管理人员下至各专业现场保障人员都意识到机组启动过程中存在诸多设备损坏、启动失败的风险，但是由于缺乏统一的规范要求，往往各自为政，凭个人能力和技术水平处理现场问题，排查现场隐患，容易造成顾此失彼，轻重不分，保障工作不顺畅；2.启动过程中的支持文件（主要包括应急预案、经验反馈、组织机构、通讯方式等）不足，保障人员缺乏必要的文件支持，无法完成协同配合工作；3.人员不固定，由于机组启动受电网调度计划控制，经常安排在晚上，由值班人员完成，每次启动安排的保障人员不同，专业技能不一，就造成了保障工作的效果大相径庭。

4.机组启动过程保障工作优化措施

针对机组启动过程潜在的设备缺陷、人为因素导致的风险、保障工作中存在的诸多问题，制定相应的措施、预案、流程进行管控尤为重要。必要的管理规定可以有效防止机组启动过程中出现的异常事件，防止设备损坏，提高效率，最大限度地防止现场人员失误带来的损失。制定机组启动管理规定应从准备、检查、应急等几方面入手，真正做到防患于未然。

4.1管理规定的建立

机组启动期间的保障工作由于涉及不同的专业、不同的人员，且每次参与保障的人员不同，必须有一套行之有效的流程以固化相关工作：建立机组启动保障管理技术文件，该文件应经过技术、行政领导审批生效，强制要求所有参与保障工作的人员严格执行。其中应包括：1.管理规定；2.组织机构；3.任务列表（含协调人进行组织机构的确立、跟踪工作票出票情况、安排人员巡检设备、预案文件的准备）；4.准备机组启动过程中的需要执行的检查工作及出现问题后需要执行的预案；5.总结梳理机组启动过程中曾出现的经验反馈及各系统正常的报警信息，供现场保障人员参考。

4.2机组启动前的准备工作

由于机组启动工作时常安排在夜间或节假日进行，必须提前建立保障组织机构，确定各维护专业的保障人员，关注机组启动前工作票的出票情况，组织人员对启停机前的设备状态进行检查，梳理设备及DCS中的报警信息，对有缺陷的设备进行重点分析，提前制定应对措施。各专业参与保障的人员应熟悉历次机组启动过程中本专业发生的异常事件。电气专业尤其应关注发电机励磁系统、发电机保护系统、故障录波器、发电机负荷开关分合闸闭锁信息、DCS中负荷开关、励磁开关、汽轮机蒸汽阀门相关逻辑是否存在强制分闸（关闭）命令未解除，或是操作开关指令持续存在。例如：如果DCS逻辑中一直存在发电机负荷开关分闸指令，会造成机组并网后发电机跳闸；如果DCS逻辑中一直存在励磁开关分闸指令，会造成机组启励不成功；故障录波器不正常，会给机组启动过程中出现故障后的分析带来困难。

4.3机组启动过程

安排各专业保障人员待命，对设备出现的问题及时进行干预。执行启动过程中相应的检查工作，例如：汽轮机冲转成功后检查汽轮机保护柜的状态信息；并网前检查同期装置上显示的电压采样；并网后在发电机保护屏上检查采样值、状态指示灯、报警信息；机组启动过程中各系统在DCS中的状态信息。

4.4机组启动后检查

机组启动成功后，设备上的异常信息往往被忽略，必须得到重视。首先检查DCS上的报警信息、机组状态是否正确，该出现的状态、报警是否符合预期；现场各系统设备上的报警指示灯是否正确；需要复位的报警及时复位；需要投运的风扇是否已投运；配合运行人员退出对应的保护，并网后的机组要检查设备上的采样显示是否与实际一致。

5.结束语

受电力市场用电负荷的影响，大型机组频繁启、停机已成为常态。发电机组启动及停运均属于重大操作，建立一套行之有效的启、停机保障流程，并不折不扣地执行，才能从根本上解决机组启停机过程中人员不足，技能不足，思想麻痹，管理松散的问题，确保每一次机组启、停机操作的顺利进行，减少不必要的经济损失。