寧海電廠2×1000MW機組一起罕見蝶閥故障事件簡介

2013-12-03 陳炳科真空技術網整理

　　本文介紹神華國華浙能發電有限公司2×1000MW機組循泵蝶閥控制電源及油泵電源回路、循泵蝶閥油站控制原理及6號機組發生的一起罕見蝶閥故障。通過技術分析指出了該蝶閥存在的問題，提出了整改措施，為循泵的安全運行提供了技術保障。

1、簡介

　　寧海電廠2×1000MW機組循泵出口蝶閥由德國愛合德閥門公司生產，閥門名稱為液控緩閉止回蝶閥(重錘+蓄能罐保壓式)。閥門為全鍍陶瓷防護層、雙偏心、板式、雙向密封、重錘蓄能+蓄能罐保壓式液控緩閉止回蝶閥。

　　閥門銘牌參數為：

　　公稱直徑：DN2600

　　接管規格：D2620×20(外徑×壁厚，單位mm)

　　公稱壓力：0.6MPa。

　　啟閉范圍0～90°，并設有開度限位裝置，閥門快關、慢關時間可調，快、慢關角度不可調。

2、蝶閥油站

圖蝶閥油站控制圖

　　流程介紹

　　蝶閥未開前狀態：油泵停止，Y2電磁閥失電，泄油閥關。

　　蝶閥開過程狀態：循泵啟動后開蝶閥指令傳到PLC然后啟動油泵同時Y1得電開啟進行排空，延時2至4秒后失電關閉，經過濾網和逆止閥后給油缸注油，克服重錘重力頂開蝶閥。Y2電磁閥失電狀態，泄油閥在彈簧和油壓作用下保持關閉。同時給蓄能器充油。蝶閥開到位后油泵停止，系統在逆止閥頂壓下維持壓力。

　　蝶閥關過程狀態：油泵停止，Y2電磁閥得電開，泄油閥開始泄油，蝶閥在重錘作用下開始關閉，關到位后電磁閥重新失電。循泵運行中蝶閥開度小于90%后，油泵會自啟，把開度重新頂到90%以上，然后停止。

3、2012年6月6B循泵出口蝶閥突開事件分析

　　3.1 事故過程介紹

　　6月8日12：50，6號機接專業要求循環水改“兩機三泵”運行方式。程控啟動6B循泵，蝶閥未聯開，油系統發故障報警，程控啟動第2步發出開蝶閥指令20秒后，仍未收到20%閥位信號，觸發程控啟動故障信號，程控自動轉至停運程控，因順控停運時20%信號未觸發，停運程控執行至第1步(XS51)無法繼續執行，6B循泵無法停運，手動撤出程控，停運6B循泵，就地6B循泵出口蝶閥油泵保持運行，油壓最高穩定在13Mpa。13：00，6B循泵出口蝶閥故障報警，油系統故障信號消失且自動突開，立即手動搶啟6B循泵，期間循環水壓力下降最低到109Kpa，真空下降到最低至-90.2/-87Kpa。

　　3.2 事故原因分析

　　3.2.1 油泵的動作情況：

　　本次程控啟6B循泵過程中，因開啟蝶閥指令一直存在，所以油泵一直在運行，就地壓力130bar，報警值是120bar，所以DCS上一直有油系統報警信號存在，而后來手動撤出子環將泵停止之后還是保持這種狀態，這時停泵關蝶閥指令并沒有發出，若該指令發出Y2電磁閥得電開啟油泵也會停止，系統油壓也會失去，就地不會保持130bar油壓。蝶閥開啟是油壓克服重錘以及機械卡澀阻力所致。

　　3.2.2 熱工上分析：

　　(1)循泵蝶閥有就地PLC控制器，當PLC控制器收到DCS發來的開指令后，PLC即執行開閥程序，啟動就地油泵，給蝶閥油缸注油，克服重錘重力頂開蝶閥。當蝶閥全開后，停運油泵，靠逆止閥維持油缸壓力。當PLC控制器收到DCS發來的關指令后，PLC即執行關閥程序，停止油泵，開啟泄油閥對油缸泄油，蝶閥在重錘作用下逐漸關閉，關到位后關閉泄油閥。

　　(2)循泵保護停邏輯中除軸承溫度及循環水通道關閉會保護停泵外，循泵啟動60S后，如果90%開關信號與30%模擬量未收到或20%信號開關任一未到也會觸發泵保護停運，因循泵啟動37S后出口蝶閥仍未開，且循泵出口母管壓力未變、蝶閥開度一直關位，判斷出口蝶閥故障，故手動停運循泵，故保護停泵不會觸發;

　　(3)循泵停運會觸發5秒脈沖保護關蝶閥，程控停運的第一步也會發出自動關蝶閥的指令，而歷史曲線顯示，DCS并未給PLC發過關指令。原因是當時蝶閥關到位信號一直在，所以控制器不會再發關指令。DCS邏輯中的蝶閥控制器與電動門的控制器是一樣的，當門關閉后會自動閉鎖再發關指令，以免損壞閥門。所以將其使用在蝶閥PLC通訊時出現了漏洞，導致關指令未發，就地PLC始終執行開閥程序。

　　3.3 風險點：

　　3.3.1 6B循泵出口蝶閥突然開啟造成循環水泄水，歷史曲線上看循環水母管壓力最低到109KPa，真空迅速變差，6B真空泵聯啟，如發現搶救不及時低真空保護會動作造成跳機。

　　3.3.2 6B循泵出口蝶閥突然開啟后搶啟動6B循泵，因未啟動之前就存在倒轉，又違反常規泄水時開門啟泵，啟動阻力非常大，泵與電機扭矩過大，對泵和聯軸器有較大風險，后查曲線發現啟動電流比正常大200A左右，這增大的200A用于克服循環水泄水的阻力，國內就發生過循泵倒轉時啟動造成大軸扭斷的事故案例，這次搶啟風險較高。

　　3.3.3 室內循環水壓力大幅度波動，容易造成膨脹節、鈦管損壞。