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法律顾问：张友全律师
正文：
转速仪表引起汽轮机DEH故障跳机事件
1、事件前机组状态
某机组为660MW超超临界燃煤发电机组。2016年某月4日05:20，机组负荷345MW，主蒸汽压力15MPa，主蒸汽温度596℃，再热器压力2.7MPa，再热器温度596℃，燃料量132t/h，EH油压16.3MPa，锅炉协调控制，AGC投入运行。汽轮机转速3001rpm，燃料量132t/h，EH母管油压16.3MPa。
2、事件经过
05:20:41，DEH三路并网信号中有两路信号由1变0，负荷344MW；05:20:42，主汽门和调门开度到0，同时DEH三路并网信号中另外一路信号由1变为0，负荷变为0MW，汽轮机转速2997rpm，EH母管油压开始下降；05:20:43，汽轮机转速3008rpm（最高转速）；05:20:45，MFT动作，首出信号为“再热器保护丧失”，锅炉灭火，锅炉MFT至DEH信号未造成汽轮机跳闸；05:20:46，EH母管油压下降到最低10.54MPa，然后慢慢恢复到15.9MPa（05:21:15），主汽门缓慢开启，6s后高压主汽门全开，05:20:58中压主汽门全开；06:00:28，汽轮机跳闸，首出为凝汽器1压力高。事故发生过程中，DCS历史数据趋势如图1所示。
图1 事故发生时DCS历史数据趋势
3、原因分析
由图1可知，05:20:41，DEH三路并网信号中两路同时消失，主汽门和调门共八个阀门全关，最终造成发电机解列和锅炉MFT。假设并网断路器“偷跳”从而造成两路并网信号消失，发生机组甩负荷现象，汽轮机转速会快速升高，而实际上转速最高到3008rpm，并且机组甩负荷时只会关调门，不会关主汽门。假设并网断路器并未分闸只是两路并网信号突然消失，DEH由限压控制方式切换到转速控制，高、中压调门快关的过程中造成DEH油压下降过快引起主汽门全关，导致发电机跳闸，但是两路并网信号突然消失前后2s内EH母管油压波动不大，基本可以排除两路并网信号突然消失诱发EH油压快速下降从而导致主汽门快关的可能。
DCS厂家技术人员解释，造成DCS历史趋势中两路并网信号比主汽门和调门全关提前约1s出现的原因是，DCS历史库收集数据的时间间隔是1s，可能造成前后相差几十或几百ms的信号在DCS历史记录中相差1s。
SOE记录显示，05:20:39.853，1号主变压器220kV断路器断位由0变1之前，主汽门关闭电磁阀状态反馈未变化，而且冷再热逆止阀全开信号由1变为0之后，其电磁阀状态反馈才由1变为0（因为实际机组负荷小于33MW），高排通风阀在无指令情况下全关信号消失。可以判断，主汽门关、调门关、冷再热逆止阀关和高排通风阀开，不是DEH发出指令引起的，而是由于控制阀门快关的电磁阀短暂失去24V直流电源引起的，待24V直流电源恢复后主汽门又重新开启，同时也说明ETS硬回路和软回路均未跳闸。经检查，24V直流电源模块无报警。
ETS机柜24V直流电源是UPS和保安电源分别给两台直流转换模块提供220V交流电压，两台直流模块24V输出并联并经过空开（F21、F22、F23一组或F24、F25、F26一组）和六个跳闸继电器（K07A、K08A、K09A一组三取二或K07B、K08B、K09B一组三取二）串联形成。供电磁阀的24V电源至端子排共有3个分支（图2），一个分支两根电缆给近十个电磁阀提供电源，分支回路接线端子有断路会造成该分支上所有电磁阀失电，导致主汽门和调门关闭。
图2 ETS继电器柜接线
通过检查ETS硬回路，发现内部接线有两处（空开F22-2、F23-2）松动、外部接线有一路转速信号松动。布朗卡(超速卡)在自检时，这三处任何一个地方松动都可能引起ETS硬回路跳闸。但此时事故ETS硬回路并未跳闸，因为ETS硬回路跳闸后，在未复位之前，主汽门不会自行开启。
锅炉MFT至DEH未造成汽轮机跳闸的原因是开机前主保护试验过程中强制了“锅跳机”这项保护，开机后未及时恢复。
通过分析和模拟试验验证，当布朗卡在自检过程中，ETS硬回路中（图3和图4）跳闸继电器（K07A、K08A、K09A一组或K07B、K08B、K09B一组）K07A失电大约4s后得电但有常开触头未及时闭合（通过拆下继电器常开触头接线），K08A失电时就能造成主汽门快关电磁阀失电从而快关，大约4s后K08A带电时主汽门快关电磁阀带电从而开启，见模拟试验趋势图（图5），这与本次事故现象吻合。从SOE记录分析，事故发生时，最有可能出问题的跳闸继电器是K07A或K08B。
图3 ETS继电器柜原理图
图4 ETS继电器柜接线图
图5 模拟试验趋势图
通过以上分析，造成本次跳机事故的原因是布朗卡自检过程K08B继电器辅助触点未闭合引起汽轮机阀门快关电磁阀失电，导致主汽门和调门全关，造成发电机跳闸和锅炉MFT。
4、事件处理及防范
为了防止此次事故的再次发生，采取的故障处理及预防措施有：
1）重要开关量信号（如主汽门关闭等）加入SOE，便于问题分析。
2）清查和紧固DEH和ETS内部接线以及机组重要系统接线端子。
3）每个电磁阀24V供电分支在尾端增加一对电缆，增强电磁阀供电可靠性。
4）将ETS硬回路中跳闸继电器全部更换。
5）督促汽机厂和DCS厂家尽快拿出行之有效的解决办法，避免类似跳机事故再次发生。
6）建议MFT“机跳炉”保护项中，判断汽轮机跳闸条件增加一项“主汽门全关”，即当汽轮机高、中压四个主汽门全关时触发“机跳炉”保护。
7）将超速卡自动自检的时间延长至9999min，以减少自检回路中继电器的动作次数。
来源：CAA发电自动化
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