一起因循环水系统远程节点卡故障引起的非停事故分析与处理

一起因循环水系统远程节点卡故障引起的非停事故分析与处理

王洪万

(大唐国际吕四港发电有限责任公司江苏启东226246)

摘要：本文主要介绍了一起汽轮发电机组因循环水系统远程节点卡故障导致的机组恶性事故的分析与处理，通过对异常事件发生的过程及现场进行分析检查，并针对检查结果进行针对性改进，提高机组运行的可靠性。

关键词：汽轮机DCS控制

0引言

江苏大唐国际吕四港发电有限责任公司汽轮机为哈尔滨汽轮机厂有限责任公司制造的超超临界、一次中间再热、单轴、三缸、四排汽、高中压合缸、反动凝汽式汽轮机，型号是CCLN660-25/600/600，其DCS系统为艾默生OVATION3.0.4版本，控制器型号为OCR400，共有控制器29对，其中CTRL16/66号控制器配置有一套远程控制站，该远程站主要控制循环水泵出口液控蝶阀指令及状态反馈，若远程控制站系统内出现严重异常，则会导致循环水泵出口液控蝶阀状态异常，对机组安全运行造成极大的安全隐患。

目前国内汽轮发电机组循环水泵远程控制系统配置不尽相同，本文主要介绍了一起因循环水系统远程节点卡故障导致非停事故的分析与处理，通过对系统网络通讯的检查分析初步判定故障原因，并对系统故障点进行针对性改进。

1异常前工况

某年7月22日9时4台机组运行，1号机组处于CCS方式运行方式，机组负荷576MW，1A-1F六台制粉系统运行，主汽温592℃，总燃料量247t/h，给水流量1715t/h，凝汽器A真空为-90.7KPa，凝汽器B真空为-92.2KPa。凝汽器内、外圈入口压力为0.075MPa。1A、1B循环水泵运行，全厂循环水大联络方式运行（2A、3A、3B、4B循环水泵运行状态，2B循环水泵为检修状态；4A循环水泵为备用状态），其中1号至4号机组相邻循环水母管各通过两只联络门连接，且均处于全开状态。

2异常经过

9时05分监盘发现1号机循环水泵监视参数全部变坏点，9时05分53秒1A、1B循环水泵跳闸，内外圈凝汽器入口压力快速降至零，循泵出口碟阀黄闪，远方发关指令无状态反馈，立即派人员到就地检查，同时相邻机组凝汽器入口循环水压力也大幅度下降；值长下令各机组立即降负荷，并增启一台备用循泵。1号机停运A、B制粉系统快速降负荷。

09时09分25秒就地检查汇报“1A、1B循泵出口碟阀实际状态为全开位”。立即下令就地手动关闭。09时09分50秒凝汽器真空低保护动作，机组跳闸。

3异常状态及检查过程

3.1异常状态

机组跳闸后，热控人员现场检查，发现1号机组循环水DCS系统远程节点卡的主卡“I”灯亮，报内部故障，该机柜所有分支I/O卡件均报内部故障，循环水DCS画面所有模拟量变坏点，DCS画面温度点（RTD）显示-20.45（好质量点），开关量DI异常翻转，所有DI通道点值变为1（好质量点）。

3.2检查过程

热控人员联系艾默生DCS厂家技术人员于12时到现场共同检查故障原因，系统检查如下：

(1)调阅系统日志及控制器故障信息

查看了系统日志Errorlog，以及登录控制器drop16/66，查看控制器故障信息，异常信息指向远程节点故障。

(2)调阅历史记录

2017年7月22日9时05分54秒，控制器drop16的远程节点的IO信号异常，所有IO卡件报警，所有AI通道点变坏质量点，所有RTD通道点值为-20.45（好质量点），所有DO通道点值为0（好质量点），所有DI通道点值为1（好质量点）。

(3)控制器及远程节点卡件检查

检查控制器drop16处于主控状态，drop66处于备用状态，所有远程IO卡件的I灯亮。从卡件指示灯，可以判断出与drop16相连的远程节点node1的通讯故障。

进一步检查，发现node1的远程节点卡（RNC）故障，即节点卡小卡光纤连接口Tx无光束发出。通过对远程节点卡大卡及小卡作热插拔处理，重新安装，远程节点卡“I”灯仍亮，画面数据未恢复。

将远程节点卡（RNC）大卡更换为新备件，远程节点卡“I”灯仍亮，画面数据未恢复。

将远程节点卡（RNC）小卡更换为新备件，远程节点卡“I”灯熄灭，卡件状态指示灯显示正常，画面数据恢复正常。进一步确认故障卡件为远程节点小卡故障。

为防止故障再次发生，将远程节点卡大小卡均更换为新备件。更换完成后，卡件状态指示灯显示正常，画面数据完全正常。

4故障原因分析

（1）1号机组循环水远程站所有“0”信号开关量异常翻转，循环水泵出口液控蝶阀关反馈开关量由“0”变“1”，信号误发，误跳循环水泵导致真空低机组跳闸，是此次事件发生的直接原因。

（2）由于循环水远程站远程节点卡故障，循环水泵跳闸后液控蝶阀未联锁关闭，开式循环水失去导致真空低机组跳闸，是此次事件发生的间接原因。

（3）通过调取DCS系统历史数据分析，在异常事件发生时，循环水系统远程站所有开关量“0”信号发生了翻转。DCS厂家给出初步可能原因如下：控制器、I/O接口卡至MAU卡数据线、MAU卡、MAU卡至远程节点卡光纤、远程节点卡(RNC)等故障，以及外部干扰、强电冲击、工作环境因素等，都有可能触发远程IO信号异常。

（4）DCS系统drop16/66控制器为主辅冗余配置，循环水系统远程站的远程节点卡（包括电源、光纤等通讯回路）也是对应的冗余配置。该控制器组态设置时将“DisableControllerFailoveronNodeFailure”功能开启，即当远程节点卡故障时不触发控制器切换，因此本次异常事件发生时，负责与drop16控制器通讯的循泵系统远程节点卡故障后，drop66控制器未能及时接管。

5防范措施

（1）关于DCSOvation系统出现的开关量点翻转这种异常情况，在国内极为罕见，DCS厂家已联系美国总部对现场数据进行分析，进一步确认造成信号翻转的原因，尽快出具报告。

（2）增加控制器故障（如远程节点卡故障等）光字牌报警。

（3）关闭“DisableControllerFailoveronNodeFailure”功能，即远程节点卡故障时触发控制器切换，恢复冗余功能。1号机组drop26/76控制器也类似drop16/66控制器，配置有远程节点卡，且1号机组drop26/76控制器该功能也处于开启状态，采取关闭措施。

（4）对循环水远程站DCS控制系统的控制方式进行调研改造，提高设备可靠性。

6总结

循环水远程控制站作为循环水系统控制核心部分，一旦系统出现异常，对机组安全运行造成极大的安全隐患，因此，循环水远程控制系统必须得到足够重视。

针对此类事件的发生，应规范热工专业DCS系统软件管理、设备异动管理，深入开展隐患排查治理，依据二十五项反措、热工隐患排查手册、行业规程以及集团公司的具体要求，组织对循环水控制系统进行隐患排查，举一反三对热工现有的联锁保护逻辑进行全面梳理，针对问题制定优化方案，进行彻底整改。

参考文献：

[1]姜文革.分散型控制系统（DCS）技术发展趋势分析[J].自动化与仪器仪表，2006

[2]赵燕平，火电厂分散控制系统检修运行维护手册，中国电力出版社，2003

作者简介：

王洪万（1990.12.27），男，吉林省长岭县，助理工程师，电厂热工组长