一、事件經過
2005年6月13日8:06,#5機組加負荷至240MW,5A、5B汽泵先后切至“轉速自動”,監盤值班員李**、高*多次切5A、5B小機至“鍋爐自動”不成功,8:08,汽包水位高至236mm,單元長徐太俊令打閘5B小機并啟電泵,增加出力,將5A小機切回“鍋爐自動”,減少5A小機出力,增大電泵出力,調整汽包水位,8:10分,5A汽泵不出力,汽包水位急劇下降,值班員快速增加電泵出力、打閘5B磨煤機,切廠用電至啟備變,8:11:24,汽包水位降低至-278mm,緊急停5C爐水泵,8:11:52,水位降至-347mm,緊急停5A爐水泵, 8:12:46,打閘5C磨煤機,8:13分,5A汽泵突然出力,給水流量達1247T/H,汽包水位急劇上升,單元長徐太俊令打閘5A小機,調整汽包水位正常,機組負荷最低降至140MW。
二、原因分析
1、事件起因
新華控制設計思想中,小機任一位置反饋為零后,自動取大值。6月13日08:06:14,5A小機因#2LVDT斷,反饋值(假象)為全開,引發實際轉速急劇向下波動超過500RPM,造成MEH轉速給定值與實際值偏差>500RPM,小機控制切到本機自動(轉速自動),這是本次事件起因。
08:06:21,A小機進入VCC手動,因當時指令比反饋大,調門持續全開,A 小機出力飽和。
08:06:29, B小機轉速指令上升超過實際500RPM,切為轉速自動,當時B小機調閥已全開,出力飽和。
08:08:22,實際此時2臺小機都在飽和出力,水位不斷上升。運行人員判斷小機失控,但不能判斷是哪臺或全部小機失控,打閘B小機(小機B當時正處于出力飽和狀態)。
08:10:00,運行人員對A小機手動減指令,造成VCC指令振蕩,后A小機打閘。
2、運行人員對于打閘小機的分析
假想運行人員當時果斷打閘A小機,就不會造成連鎖反應。
從靜態判斷的角度來看(指參數及其變化趨勢),只有在波動初期短暫時間(20秒左右),可以通過A小機綜合參數(通過前置泵電流、轉速指令與反饋、流量、調門開度等)判斷出。錯過該時間窗口,A、B小機運行參數基本相似,差異較小(A小機處于VCC狀態,B小機處于轉速自動狀態)。
從動態的角度(通過手動增減轉速或調門開度),初步可以判斷出主要問題小機是A或B。從事件記錄來看,運行人員顯然沒有意識到:當無法切回“鍋爐自動”控制時,可以通過手動增減轉速或調門開度。
但是,以上只是事后的一種分析(調查人員、技術人員,光用于整理趨勢圖的時間就大于一小時)。真正事故處理時刻,當兩臺小機大幅度波動,且離開“鍋爐自動”控制時,靠手動增減轉速或調門開度來進行事故處理,是不現實的,這時,必須盡快將控制方式切回“鍋爐自動”或打閘主要故障小機。
因此,沒有經歷類似事件,值班員很難判斷出主要問題所在。
3、運行人員未能夠將B小機切回“鍋爐控制”的分析
關于為何運行人員未能將B小機切回“鍋爐控制”?由于事件發生時只有短短的的幾分鐘時間,加上考慮到事故處理時的復雜性、緊張性,運行人員無法正確回憶出當時的每一操作順序。
安監、熱工人員對照大量打印記錄、數據趨勢,艱難分析,查出問題癥結。在B小機“鍋爐控制”方式的切換過程中,有兩個人參與切換操作,第一個值班員在一分鐘時間發出多達8次投“鍋爐控制”指令,均不成功,原因在于,其只是在鍋爐給水調節系統中試圖由“轉速自動”直接投“鍋爐控制”,這是錯誤的操作。第二個值班員,發現問題所在,立即按“轉速自動”→“軟手操”→ “轉速自動”→ “鍋爐控制”的正確方式執行,但是,依然不成功,為何?原因在于:運行人員操作太快了。在MEH小機控制方式切換中,發出指令后,不需要確認,運行人員發出該三個指令一氣呵成,而在新華控制設計中投“鍋爐控制”,需要三個條件---發出“投鍋爐控制”指令、在“轉速自動”轉速指令值與實際轉速偏差小于500RPM、CCS來的轉速指令與MEH轉速指令值偏差小于100RPM同時滿足,方可執行,其中CCS來的轉速指令與MEH轉速指令是同一給定值,后者在前者的基礎上進行PID運算后得出。由于當時特定狀況,轉速跟蹤比較慢,加上通信時差,在運行人員發出“投鍋爐控制”指令,在脈沖時間區域,CCS來的轉速指令與MEH轉速指令值偏差在150RPM左右,MEH無法接受“投鍋爐控制”指令。經過數據趨勢比較,該時間差在一秒以內,意味著如果運行人員在投入“轉速自動”后,間隔1. 5秒時間發出“投鍋爐控制”指令,或不成功后再發出一次“投鍋爐控制”指令,將能夠順利切換成功。很遺憾,一次不成功后,運行人員選擇了打跳B小機。
從以上分析來看,部分運行人員清楚“投鍋爐控制”的步驟,由于非常罕見的巧合,導致本次投入不成功。
4、暴露的問題分析
根據金屬材料學和力學原理,我們可以認為,LVDT斷裂不是一個瞬間的剪切,而是較長時間應力作用的結果。沒有在大修中列為標準項目檢查,包括金相檢查,暴露熱工分部對LVDT存在的問題和可能造成的后果預想不足。
部分運行人員專業不熟,包括必備的常規操作出現問題,事故處理時,不夠冷靜。
三、整改措施
1、熱工分部和LVDT廠家聯系,針對此次故障,分析反饋桿斷裂的原因,并對反饋桿的材料以及生產工藝進行改進。由于目前無法在控制邏輯中進行完善,熱工分部和新華公司聯系,研究升級VCC卡的可行性。
2、熱工分部應舉一反三,制定類似項目的檢查臺帳,汽機分部應配合其共同檢查。
3、生技部組織探討改變LVDT反饋桿的運行方向,由向下指示門開變為向上指示門開的可行性。
4、由于一個調門有兩個LVDT裝置,熱工分部利用停機的機會,對LVDT偏差大做光字牌報警,提醒運行人員。
5、運行部應總結本次事件的經驗教訓,和熱工分部共同組織一次專業交流,探討在小機處于轉速自動或VCC手動時,如何通過設定轉速以及閥位對水位進行控制。運行部應舉一反三,制定類似情況下的操作指引,所有機、爐值班員必須清楚MEH的控制過程及原理。
6、針對本次事件暴露出爐水泵停止后需要15分鐘方可啟動的問題,熱工分部進行邏輯修改,取消延時,各專業會簽,報總廠批準后執行。