新华XDPS系统DPU故障分析及处理

新华 XDPS系统 DPU故障分析及处理

于冰 张沛

华能淮阴电厂，江苏 淮安 223001

摘要：计算机网络已经取代常规显示仪表和硬手操器 , 成为火电厂热控系统中快速高效的信息传递通道 ,DCS 系统的安全可靠 , 是整个 DCS 发挥作用的关键 , 也是火力发电机组安全运行的先决条件。DPU作为DCS系统重要组成部分，它的可靠运行对于集控运行至关重要，我厂曾发生过DPU系统05/25主副卡件双离线的事故，情况比较危急，本文对此次事故的现象、处理过程及事故原因做简单分享。

关键词：DPU 故障

一、概述

我厂330MW机组控制系统采用了新华控制工程有限公司的XDPS-400+系统，XDPS分布式控制系统可以实现CCS机炉协调控制，DAS数据采集监视，SCS顺序控制功能，另外通过其他接口可实现DEH汽轮机数字电液控制，FSSS锅炉安全监视保护，BPC旁路控制以及与其他类型的程控系统例如PLC控制系统进行通讯和控制，它还能实现数据采集、标度变换、报警限值检查、操作记录、顺序事件记录等功能。

二、DPU卡件故障现象

DPU卡件故障之前，机组负荷200MW，B凝泵变频运行，凝汽器、除氧器水位正常，高低加运行正常，开冷水各用户调门自动调节正常。

DPU卡件故障时发现凝结水系统、高、低加加热系统、开闭式水系统、轴封辅汽系统、疏水扩容系统等相关调门指令和反馈、水位、温度测点为坏点且为0。DCS中数据高速公路画面显示DPU05、DPU25离线，30秒后DPU25自行恢复运行。机侧水位、压力、温度等调门指令、反馈为零，具体如下：

1、B凝泵转速指令、反馈为0，自动切手动，随后指令恢复至最低转速，A凝泵联锁退出；

2、凝汽器、除氧器、凝结水贮水箱水位显示坏点并为零，凝汽器补水调门、除氧器上水调门指令、反馈显示坏点并为0；

3、主机润滑油、小机润滑油、发电机氢冷器、定冷器、密封油、AB电泵润滑油工作油、高低扩容器调门调节量显示坏点为0、调门指令到0；

4、主机汽封蒸汽压力、低压缸轴封汽温度显示坏点并为0，调门指令、反馈显示坏点并为0；

5、#3、4低加、#6、7高加水位、进汽温度、压力显示坏点并为零，高、低加疏水调门指令、反馈为0。高、低加水位快速上涨，高加全部解列、#3号低加解列；

6、主、再热汽温以及分隔屏、后屏过热器管壁温度大幅度上涨。

三、#05、25DPU组态对应的系统

凝汽器水位控制、凝汽器储水箱水位控制、凝泵最小流量控制、#7高加水位控制、#6高加水位控制、#4高加水位控制、#3高加水位控制、低加疏水箱水位控制、A电泵油温控制、B电泵油温控制、汽泵油温控制、高低疏水扩容器温度控制、汽封蒸汽压力温度控制、管道扩容器水位控制、闭式水箱水位控制、定子进出水温度控制、发电机氢温控制、密封油温控制、主机润滑油温度控制、一期供汽止回阀旁路调节阀后压力控制、凝输泵至凝汽器累积流量、再热冷段至脱硫蒸汽压力调节阀开度反馈、B生水加热器水位、B凝结水泵变频器转速控制、凝汽器水位前馈信号切换。

四、DPU 05/25卡件故障处理过程

（一）汽机方面：

凝结水系统：硬光字牌报警“B凝泵变频自动退出”发信，监盘人员调出凝结水画面，检查画面发现相关参数全为坏点并为0，30秒后画面恢复正常，但是画面上相关阀门指令关到0，监盘人员立即手动开大除氧器上水调门、凝汽器进水调门，将凝泵再循环切自动，手动开大凝结水贮水箱补水调门，控制凝汽器、除氧器水位在正常区间，保证机组核心参数的稳定。

2、高、低加系统：手动开大#3、4低加、#6、7高加疏水调门，控制高、低加水位在正常区间，但是由于当时高、低加水位短时间快速上涨，导致高加水位高保护动作，高加解列，给水走旁路；同时#3低加水位高，汽侧解列。

3、开闭式水系统：手动开大冷油器冷却水调门，控制主机油温；手动开大氢冷器冷却水调门、密封油冷却水调门，控制氢温、油温，防止主机轴承温度高跳机等不安全事件；将A、B电泵（备用泵）润滑油温度调门由手动切回自动；凝结水至膨胀水箱补水调门由手动切回自动。

4、轴封汽系统：手动开大辅汽至轴封汽调门，控制轴封汽压力，关注真空变化，防止发生漏空；调整低压缸汽封减温水调门，控制低压缸轴封汽温度，注意主机轴瓦震动；

5、定冷水系统：手动开大定冷水恒温阀，控制定冷水进水温度，检查发电机各测点温度正常；

6、小机润滑油系统系统：手动开大小机润滑油温度调门，调整小机油温，检查小机各轴瓦温度、小机油压正常。

7、疏水扩容系统：将高、低扩减温水调门由手动切自动。

8、检查旁路系统正常,低旁未开。

9、逐步恢复高、低加系统，投入高、低加时按操作票执行。

10、全面复查机侧各模拟量正常，调节量设定值恢复至正常。

（二）锅炉方面：

退出AGC，保持负荷稳定。保持机前压力的稳定，根据燃烧量调整负荷，保证燃烧稳定，汽包水位、炉膛负压在正常区间。

2、由于高加解列导致给水温度大幅降低，汽包蒸发量减少，导致分隔屏、后屏过热器管壁温度和主、再热汽温大幅上涨。监盘人员全开减温水调门，将磨组运行方式倒到底层ABC磨组运行，由于运行人员处理得当，仅后屏过热器壁温短时间超温。

3、在倒换磨组期间，重点关注脱硝系统入口烟温，由于燃烧下移，防止发生因为烟温低导致喷氨快关阀关闭引发环保超排，处理期间B侧SCR进口温度低至300.5度后回升。

五、原因分析及防范措施

DPU 05/25双离线通过重启DPU后已初步正常，并且两个DPU做过切换试验已正常。事后分析本次故障原因，DPU 05（主控）故障后，DPU 25（跟踪）检测不到主控状态，于是DPU 25自动重启，重启后直接导致该DPU所涉所有机侧调门指令至0，反馈跟踪指令也关至0，引发上述一系列问题。 点检到场后，立即判断电源或网络等系统原因引起。经检查，电源电压显示正常，电源切换箱开关状态正常，电源模块工作正常，于是怀疑网络故障，经检查发现A网通讯时断时续，向厂家技术人员咨询后得知，当网卡或网线故障，导致在交换机端口形成回路，必然导致通讯堵塞，从而将A网瘫痪，由于故障的A网不断发送数据，从而导致B网不堪重负，A、B网均堵塞，造成A、B网全部瘫痪，导致DPU 05/25双离线。通过检查发现网桥机A网的网线故障，从而引起整体通讯故障。

引发DPU故障还有一些其他因素，大致有以下几个方面：

1. 设备本身质量问题，原件质量不高，设备老化等；

2. 工作环境：环境温度高、灰尘较多等；

3. 信号干扰：电阻耦合引入的干扰、电容耦合引入的干扰、大功率无线通讯设备如手机、对讲机等产生的干扰等。

针对以上因素，我厂都有相关的规章制度，DPU有相关报警会联系计算机班检查，找出原因，根据需要及时更换卡件；电子间温度控制在18-24℃、湿度控制在40%-70%，冬天有暖通，夏天有冷水机组，并通过空调、除湿机辅助调节，保证DPU在理想的环境下工作；严禁带手机、对讲机等通讯设备进入电子间工作以防对设备运行造成干扰。DPU 双离线事故在我厂还是第一次发生，对此，我厂也制定了相应的措施，计算机班定期对通讯网络进行检查， 定期检查测试网络通讯负荷，定期检查组态，优化组态将无用的组态和 I/O 点删除，减轻 DPU 的工作负荷，定期对 DPU 、通讯模件、I/O 卡件、电源滤网进行清扫。如下图所示，主DPU（小数字）运行时，对备用DPU（大数字）两条通路逐一进行检查，然后切至备用DPU运行，对主DPU两条通路在进行检查，确保无网络通讯故障，切回主DPU运行，并且要对电源电压进行检查，虽然此次事故不是电源引起的，但要做好事故预想，严防DPU双离线再次发生。

六、结束语

随着DCS技术的广泛应用，热工控制自动化设备已成为决定机组安全运行的重要因素，一旦发生问题，就会导致热工装置部分或全部失效，进而导致机组跳闸甚至是主设备损坏等严重恶性事故。因此对热工系统的管理、维护就至关重要，就如我厂此次DPU 05/25双离线为例，大量凝结水系统相关调门关至零，所幸运行人员处理得当未造成什么不良后果，但如果发生燃烧系统、给水系统的DPU双离线，机组跳闸甚至由于无法监视汽包水位导致汽包损坏都是有可能发生的，所以对DPU的日常维护要认真做、及时做，尽量避免发生DPU故障，保证机组安全稳定运行。

参考文献：

［1］ 夏冬辉． 浅析热工自动化技术发展的现状与趋势［J］． 黑龙江科技信息，2011(3)．

［2］张国斌 , 侯云浩 .GE 新华 XDPS-400 系统 [M]. 北京：中国电力出版社， 2012

作者简介：

于 冰（出生年月：1989.11），男，江苏省淮安市人，助理工程师，从事电厂集控运行工作。联系方式：18262811972

张 沛（出生年月：1989.11），男，江苏省淮安市人，助理工程师，从事电厂集控运行工作。联系方式：13337975795