125旁路系统QC

提高旁路控制系统的可靠性热控自动班QC小组发布人：韩建玲A&DASCS2小组概况：段君寨男40大学生产厂长组长孙学军男35大学主任组织协调韩荣利男35大学副主任组织协调邵鹏男34大专设备组长技术指导陈贞杰男37大专班长班组管理闫超男29大专技术员方案设计张秀云女31大专设备组长方案实施孙风泉男31大专设备组长方案实施刘飞男29大专设备组长方案实施林端辉男32大专设备主人方案实施宋莉男31大专设备主人方案实施韩建玲女34大专设备主人活动记录小组名称热控自动QC小组组长段君寨小组类型现场型报告编写闫超成立日期1992.2.17成员人数12注册号RK-2004-112出勤率100%TQC教育学习情况46小时/每年活动时间2004.1-2004.12活动次数38次发布人韩建玲小组成员概况姓名性别年龄学历职务分工A&DASCS2旁路及其控制系统简介：旁路-是与汽轮机并联的蒸汽减温减压系统。作用-一是在机组故障时，快速投入旁路系统;二是在旁路投入后，进行蒸汽压力和温度调节。旁路系统可分为高旁和低旁两大部分。高旁主要作用是机组启动时，加快启动速度，改善启动条件；在停机和RB时防止再热器超温和改善机炉匹配条件。低旁的作用是回收工质。组成-旁路蒸汽管道、阀门及其控制系统、执行机构。主汽阀调节汽阀主蒸汽冷再热蒸汽再热调节汽阀再热主汽阀热再热蒸汽低压缸冷凝器高压缸中压缸连通管低旁压力阀高旁压力阀高排逆止阀再热器低旁喷水高旁喷水A&DASCS2旁路及其控制系统现状：#5机组为上海汽轮机厂设计、制造的N125—13.24/535/535型汽轮机组,旁路系统包括：Ⅰ级旁路减压减温装置;Ⅱ级旁路减压减温装置;Ⅲ减温装置。原旁路控制系统、执行机构均采用上海电站辅机厂的设备。由于上海电站辅机厂控制系统中的执行机构运行过程中容易卡涩，远方无法操作，影响机组的正常启动。而且设备构造简单，陈旧老化，控制系统及执行机构老化，在运行中存在较大安全隐患。系统简介A&DASCS2旁路及其控制系统现状：2003年1-12月#5机组旁路控制系统异常情况统计表：项目开机次数正常动作次数异常动作次数动作异常率动作可靠率自动保护投入率开不开关不上高旁18161111.1%88.9%0％低旁16131218.8%81.2%0％合计3428517.7%82.3%0％A&DASCS2确定课题方向：针对，＃5机组的旁路控制系统的动作可靠率仅为82.3%，且无联锁保护功能。远远低于可靠率100%的公司标准。因此我们选择了课题：提高旁路控制系统的可靠性确定课题A&DASCS2旁路控制系统的动作可靠率目标柱状图：课题目标100%旁路控制系统10090807050300动作可靠率82.3%100%自动保护率0%A&DASCS2可行性分析：1.是提高设备健康水平的要求.2.是我厂安全性评价的要求.3.是我厂保持企业形象的要求.1.小组成员参加过30万机组旁路系统的调试工作，对旁路的结构原理熟悉.掌握其问题规律.2.小组成员业务素质较高，解决问题的能力较强，信心足，干劲高.3.成员对改进思路有充分的构想.4.目前，国内的各DCS系统性能准确可靠，对机组改造加装DCS系统经验丰富.A&DASCS2原因分析：旁路控制系统故障旁路控制系统简单阀门操作异常电动执行器老化设备构造简单无后备操作，设备不冗余操作不当执行器设备陈旧阀门间无闭锁保护限制功能报警不及时控制保护不完善回路设计不完善无事故下联锁闭锁执行器与阀门配合设计不当运行人员操作量大且无法投入自动控制逻辑简单执行机构卡涩阀门卡涩，执行器力矩小不能实现快开快关无故障信号报警A&DASCS2确认一：回路设计不完善确认方法：实际测量、调查由于我厂的旁路系统各阀门均为手动操作，不能投自动，因此机组开停机和事故状态下，由运行人员手动操作而增加了操作量。耽误了机组启动时间，而且也增加了遇到问题时的查找、分析的头绪和麻烦。调查结果:旁路系统的设备结构单一，功能简单。结论要因验证人：刘飞宋莉时间：2004、1、28A&DASCS2确认二：运行人员操作量大且无法投入自动§开停机组时，运行人员根据汽压、温度时刻进行手动调节阀门开关。§机组跳闸时运行人员监控和调节的参数较多，旁路阀压力、温度无法自动控制，曾经延迟了阀门的动作，引起锅炉安全阀动作。但是，并没有由于操作不当而造成过旁路系统的操作故障。结论：非要因验证人：陈贞杰时间：2004、2、17确认方法：向运行人员调查了解A&DASCS2确认三：无故障信号报警旁路产生的故障：•阀门操作不动•阀后压力超压•阀后温度超温分析认为：由于运行操作原因或设备原因引起设备故障。而集控室没有故障信号报警，一旦旁路系统有故障出现时，就不能被及时发现、及时处理，这样势必直接影响旁路阀的可靠动作。运行人员无法及时发现而发生故障。结论：要因确认人：韩建玲验证日期：2004.3.15A&DASCS2确认四：设备陈旧，无后备操作设备不冗余验证人：闫超验证日期：2004.3.26结论：是要因分析认为：伺服机构是执行器动作可靠的基础。在实际工作中，旁路系统各阀门由DCS直接发出220V交流电压直接驱动电动执行器转动，通过连杆带动阀门开关。执行器电机和位置反馈常年运行老化，是影响旁路系统可靠性，阀门拒动的主要原因！且执行器一旦发生故障后，控制室远方无法操作，只能通知检修人员到就地检修。且无法及时修复时，只能就地手动开关阀门。A&DASCS2确认五：无控制逻辑，不能实现快开快关功能无控制逻辑并且不符合现场实际，导致旁路系统自投产以来就从未投过自动调节和快开（联锁）、快关（闭锁）功能。只能进行手动操作。事故情况下，无法准确控制再热器和凝汽器入口的温度和压力，引起再热器管道超温。严重时会对旁路阀后管道产生剧烈冲击，危及机组安全运行。结论：是要因确认人：刘飞A&DASCS2确认六：手动操作，阀门间无闭锁保护限制功能旁路控制逻辑无法实现，各阀门均为纯手动操作，开关顺序均由运行人员评经验操作。一旦阀门出现故障或操作错误，就会引起再热器超温超压，损坏设备。事故情况下还会造成安全阀动作，影响企业形象。结论：是要因验证人：孙风泉张秀云时间：2004、4、11A&DASCS2确认七：执行器与阀门配合设计不当配合方式：执行机构与阀门之间采用复杂的杠杆连接，机械摩擦阻力大，导致执行机构启动力矩大，不能正常动作。严重影响了调节门动作质量。机组满负荷跳闸时，低旁减压阀门背压大，导致执行机构开阀门时，将连杆顶弯。以上充分说明执行机构设计不当，但是设备属于机务，所以是非要因。结论：非要因验证人：韩建玲林端辉时间：2004、5、18A&DASCS2主要原因：控制回路设计不完善无故障信号报警无后备操作设备不冗余不能实现快开快关控制保护不完善A&DASCS2对策实施一：控制回路设计不完善为保证改造成功，QC小组事先向兄弟电厂和部分厂家进行了大量的调查和收资。针对原N125MW机组旁路控制系统设备单一、陈旧老化的现状和调查情况上报公司和厂部申请改为新华公司生产的旁路系统。上海新华公司生产的XDPS—400分散控制系统BPC-V型BPS控制系统。加装：DPU控制柜、就地阀门控制部分，操作员、工程师站与DEH系统公用。旁路系统操作画面设计三个按钮开关，分别是“旁路投入/切除”按钮、“旁路联锁投入/切除”按钮、“旁路闭锁投入/切除”按钮，操作时均有确认画面。实施人：邵鹏闫超时间：2004、2～2004.6A&DASCS2对策实施一：控制回路设计不完善•操作站•控制柜•电源•分散处理单元•输入/输出卡•端子板•站控制卡•就地执行机构XDPS400XDPS400VCC阀门驱动阀门驱动阀位反馈DI开关量输入阀门开关状态凝汽器保护信号DO开关量输出阀门快开、快关阀门闭锁AI模拟量输入高旁压力、温度低旁压力、温度AO模拟量输出阀门开度高旁流量分散处理单元I/O控制总线实时数据高速公路管理数据高速公路操作员站（与DEH公用）工程师站（与DEH公用）控制系统结构示意图A&DASCS2对策实施一：控制回路设计不完善•自动控制具有以下4个控制回路高旁压力调节高旁温度调节低旁压力调节低旁温度调节•阀位软手操在CRT上手动操作各个旁路阀门可分别投入“自动”，“软手操”运行方式•硬手动控制通过开关电磁阀直接操作阀门A&DASCS2对策实施二：无故障信号报警根据机组安全运行要求，增加10条重要的报警故障信号，发生故障时及时通知运行人员进行问题分析和检修人员处理缺陷。具体条目见左图。旁路报警画面设计实施人：段君寨闫超时间：2004、11A&DASCS2对策实施三：无后备操作，设备不冗余•阀位软手操正常时，在CRT上手动操作各个旁路阀可分别投入“自动”，“软手操”运行方式开关，控制执行机构电液比例伺服阀动作阀门。•硬手动控制在电液比例伺服阀油口堵塞，操作不动情况下通过快开、快关按钮控制开、关和闭锁电磁阀直接操作阀门动作。每次动作20％左右阀门行程。设计实施人：邵鹏闫超时间：2004、11A&DASCS2对策实施三：无后备操作，设备不冗余•采用新华电液伺服机构，控制动力源为EH油。•开关电磁阀与伺服阀油路并联，由闭锁阀切断两者油路。•开关电磁阀操作阀门时，伺服阀指令自动跟踪当前阀位。设计：段君寨实施：陈贞杰时间：2004、11电液伺服机构油路示意图闭锁阀开关电磁阀油动机伺服阀闭锁电磁阀进油回油至EH油站A&DASCS2对策实施三：无后备操作，设备不冗余分散处理单元DPU冗余配置控制电源冗余配置通讯网络冗余配置执行机构伺服阀冗余配置执行机构反馈冗余配置重要部件冗余配置A&DASCS2对策实施四：控制逻辑简单，不能实现快开快关功能•高压旁路与低压旁路联锁•快开：各阀门强制投自动，当前值为设定值•快关：先关高旁，延时5秒后，再关低旁•高旁快关---保护再热器•再热器进口温度＞450℃•高旁喷水压力低＜15MPa•低旁快关---保护冷凝器•冷凝器真空低＜65KPa•低旁减温器后温度＞160℃•低旁喷水压力低＜0.3MPa•快关优先于快开增加控制逻辑设计实施人：段君寨闫超时间：2004、11A&DASCS2对策实施四：控制逻辑简单，不能实现快开快关功能凝结器真空低低旁出口温度高BP旁路快开BP旁路快关低旁快开低旁快关高旁出口温度高高旁喷水压力低低旁入口压力高主汽门关闭发电机油开关跳闸主蒸汽压力高或低旁喷水压力低或与与或旁路闭锁信号旁路联锁信号A&DASCS2对策实施五：控制逻辑功能少高旁、低旁压力控制阀和减温阀的开度受手动或自动指令的控制。旁路后温度对旁路系统阀门开关的控制优先于旁路前压力对旁路阀门开关的控制，即压力控制信号和温度控制信号同时出现时，执行温度控制。自动投入时：高旁后压力信号进入低旁压力自动系统做前馈信号；高旁、低旁后压力信号进入相应高、低旁减温自动系统做前馈信号。减压阀无论在手/自动还是闭锁情况下，阀位指令均跟踪阀位反馈。完善自动调节功能设计、实施人：段君寨邵鹏时间：2004、11A&DASCS2对策实施五：控制逻辑功能少温度控制优先于压力控制，高低旁减压门打开时，减温水自动投入在自动状态，以达到自动减温的目的。旁路减压阀与减温阀开启、关闭联锁高旁后压力大于3.6MPa,高旁后温度大于420℃，高旁减压调整门能关不能开。低旁后温度大于170℃，低旁减压调整门能关不能开。三级减温调整门随低旁减压阀开度大于5％时自动开启并保持全开。旁路控制系统在任意状态下切除时，旁路控制系统自动关闭所有控制阀门（电动截止门除外），同时闭锁所有控制阀门的开起。高旁减压电动隔离门,高旁减温水电动隔离门,低旁减温水电动隔离门应随旁路联锁动作时自动开启,手动关闭。增加阀门间联动逻辑设计、实施人：段君寨闫超时间：2004、11A&DASCS2效果对比一：2004年12月-2005年5月#5机组旁路控制系统异常情况统计表：项目开机次数正常动作次数异常动作次数动作异常率动作可靠率自动保护投入率开不开关不上高旁1818000%100%100％低旁1818000%100%100％合计363600%10