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壓力變送器

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一起全廠壓力變送器系統(tǒng)壓力突降的故障分析

一起全廠壓力變送器系統(tǒng)壓力突降的故障分析

產(chǎn)品說(shuō)明:〔摘? 要〕某火電廠壓力變送器系統(tǒng)運(yùn)行中突然發(fā)生了母管壓力快速降低的故障,檢查后確認(rèn)故障的根本原因?yàn)閮x用空壓機(jī)干燥塔電源設(shè)計(jì)不合理。提出了將干燥塔電源由單回路改為雙回路,以及干燥塔電源運(yùn)行信號(hào)、壓縮空氣母管壓力信號(hào)接入機(jī)組 DCS (分布式控制系統(tǒng)),并顯示在其監(jiān)控畫(huà)面的整改措施。設(shè)備整改效果良好,對(duì)同樣設(shè)計(jì)的同類(lèi)型機(jī)組有借鑒作用。

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  • 產(chǎn)品說(shuō)明

   〔摘  要〕某火電廠壓力變送器系統(tǒng)運(yùn)行中突然發(fā)生了母管壓力快速降低的故障,檢查后確認(rèn)故障的根本原因?yàn)閮x用空壓機(jī)干燥塔電源設(shè)計(jì)不合理。提出了將干燥塔電源由單回路改為雙回路,以及干燥塔電源運(yùn)行信號(hào)、壓縮空氣母管壓力信號(hào)接入機(jī)組 DCS (分布式控制系統(tǒng)),并顯示在其監(jiān)控畫(huà)面的整改措施。設(shè)備整改效果良好,對(duì)同樣設(shè)計(jì)的同類(lèi)型機(jī)組有借鑒作用。

    引言
    發(fā)電廠壓力變送器系統(tǒng)作為儀用控制氣源,是發(fā)電機(jī)組氣動(dòng)裝置 ( 開(kāi)關(guān)型及調(diào)節(jié)型氣動(dòng)閥等 )的操作動(dòng)力。某電廠共配置了 3 臺(tái) L132C—09A型噴油螺桿式儀用空氣壓縮機(jī),以及相應(yīng)的 3 套干燥塔,作為 2 臺(tái) 300 MW 機(jī)組公用設(shè)備的組成部分。設(shè)備和系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí),單臺(tái)空壓機(jī)工作壓力 0.6~ 0.8 MPa,系統(tǒng)供汽母管壓力不低于0.7 MPa。

    1 故障經(jīng)過(guò)
    2018-07-14,該電廠儀用空壓機(jī) A,B 投運(yùn)中,儀用空壓機(jī) C 熱備用狀態(tài)。11:38,運(yùn)行人員監(jiān)盤(pán)發(fā)現(xiàn) 1,2 號(hào)機(jī)組氣動(dòng)閥操作異常,閥門(mén)不能被正常打開(kāi)、關(guān)閉和調(diào)節(jié)。檢查就地設(shè)備,3 臺(tái)儀用空壓機(jī)工作正常,但 3 臺(tái)儀用空壓機(jī)的干燥塔都失電停運(yùn),干燥塔入口電磁閥全部斷電自動(dòng)關(guān)閉,壓力變送器供氣母管壓力快速降低。

    現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn):3 臺(tái)儀用空壓機(jī)干燥塔的上級(jí)電源“空壓機(jī)室熱控配電箱”停電,再上級(jí)電源“380 V 儀用空壓機(jī) MCC 段”母線失壓。排除空壓機(jī)室熱控配電箱及其負(fù)荷(空壓機(jī)干燥塔等)自身故障,確認(rèn)故障為儀用空壓機(jī) MCC 段內(nèi)其他負(fù)荷異常引起。將故障點(diǎn)隔離后,對(duì)“380 V 儀用空壓機(jī) MCC 段”和“空壓機(jī)室熱控配電箱”上電,3 臺(tái)儀用空壓機(jī)干燥塔恢復(fù)供電重新投入,其入口電磁閥得電后也都自動(dòng)打開(kāi),壓力變送器供氣母管壓力逐漸升高至正常壓力。

    2 故障分析
    2.1 干燥塔電源設(shè)計(jì)不合理
    3 臺(tái)儀用空壓機(jī)干燥塔及入口電磁閥控制箱的電源都取自儀用空壓機(jī)室熱控配電箱,該配電箱電源為單回路,僅引自 380 V 儀用空壓機(jī) MCC 段,無(wú)備用電源。當(dāng)儀用空壓機(jī) MCC 段發(fā)生母線失壓故障后,儀用空壓機(jī)室熱控配電箱及其負(fù)荷 A,B,C 儀用空壓機(jī)的干燥塔都斷電停運(yùn),干燥塔入口電磁閥也都停電自動(dòng)關(guān)閉,造成壓力變送器供氣母管壓力迅速降低。而此時(shí) 2 臺(tái)機(jī)組的氣動(dòng)閥因動(dòng)力氣源壓力過(guò)低而不能正常開(kāi)關(guān)和調(diào)整,1 號(hào)、2 號(hào)發(fā)電機(jī)組的安全運(yùn)行受到嚴(yán)重威脅。儀用空壓機(jī)干燥塔電源接線原始設(shè)計(jì)如圖 1 所示。

    2.2 干燥塔電源工作狀態(tài)信號(hào)回路設(shè)計(jì)不完善
    在干燥塔電源設(shè)備就地,未安裝干燥塔電源工作狀態(tài)遠(yuǎn)方監(jiān)視元件,未設(shè)計(jì)電源信號(hào)遠(yuǎn)方監(jiān)視回路。運(yùn)行人員不能從集控室監(jiān)視到干燥塔電源的工作狀態(tài),當(dāng)干燥塔電源異常時(shí),不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并采取相應(yīng)的處理措施。

    2.3 壓力變送器系統(tǒng)壓力信號(hào)回路設(shè)計(jì)不完善
    在壓力變送器母管就地,未安裝系統(tǒng)壓力測(cè)量和數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳元件,未設(shè)計(jì)系統(tǒng)壓力信號(hào)遠(yuǎn)方監(jiān)視回路。集控值班員不能從遠(yuǎn)方監(jiān)視到壓力變送器系統(tǒng)的母管壓力,當(dāng)系統(tǒng)和母管壓力發(fā)生變化時(shí),值班員不能立即發(fā)現(xiàn)并迅速采取應(yīng)對(duì)措施,導(dǎo)致設(shè)備和系統(tǒng)故障時(shí)間延長(zhǎng)。

    3 整改措施
    3.1 改進(jìn)干燥塔電源
    3 臺(tái)儀用空壓機(jī)干燥塔供電方式變更,由單路電源供電改為雙路電源供電,2 路電源相互閉鎖、自動(dòng)切換,提高干燥塔的供電可靠性,具體改進(jìn)方法如下。
 
    (1) 在 380 V 公用 PC 配電室安裝 1 套雙路電源自動(dòng)切換裝置 (CXMQ2-63/4P 型,配箱體 ),其電源分別引自 380 V 公用 PCA 段和 PCB 段的備用開(kāi)關(guān)間隔,其出線接入儀用空壓機(jī)室熱控配電箱的電源進(jìn)線端。此接線方式下,儀用空壓機(jī)室熱控配電箱的電源由引自 380 V 儀用空壓機(jī) MCC 段,改為引自雙路電源切換裝置的出線端,供電電源由單回路變?yōu)槟軌蜃詣?dòng)切換的雙回路。

    (2) 3 臺(tái)儀用空壓機(jī)干燥塔的電源仍都引自儀用空壓機(jī)室熱控配電箱,以上接線方式下,每臺(tái)儀用空壓機(jī)干燥塔也實(shí)現(xiàn)了雙路電源供電 ( 間接方式 )。雙路電源自動(dòng)切換裝置的主要技術(shù)參數(shù):交流輸入和輸出電壓 380/220 V,額定電流 63 A,斷電切換時(shí)間不大于 30 s。雙路電源切換過(guò)程中,儀用空壓機(jī)室熱控配電箱及其負(fù)荷 ( 干燥塔及入口電磁閥控制箱等 ) 會(huì)短時(shí)斷電停運(yùn),電源切換完畢后,干燥塔控制電路重新得電,干燥塔自動(dòng)投入,其入口電磁閥自動(dòng)開(kāi)啟,無(wú)需人員就地重啟設(shè)備和進(jìn)行其他操作 ( 干燥塔原始電控設(shè)計(jì)具有的功能 )。雙路電源切換斷電時(shí)間在 30 s 以內(nèi),機(jī)組運(yùn)行工況允許 3 臺(tái)儀用空壓機(jī)干燥塔可同時(shí)斷電停運(yùn)5 ~ 7 min,雙路電源切換時(shí)間能滿足壓力變送器系統(tǒng)正常工作的要求。

    (3) 在 380 V 公用 PCA 段和 PCB 段配電柜處,雙路電源切換裝置對(duì)應(yīng)的電源開(kāi)關(guān)額定電流都選用80A,新敷設(shè)雙路電源切換裝置的進(jìn)線、出線電纜(ZR-VV22-4×6 mm2)。

    3.2 完善干燥塔電源工作狀態(tài)信號(hào)監(jiān)視回路
    在雙路電源自動(dòng)切換裝置箱內(nèi)部安裝 1 只中間繼電器 ( MY4 型,線圈電壓 AC 220 V ),繼電器線圈電源引自雙電源切換裝置的出線端。利用繼電器的常開(kāi)、常閉信號(hào)觸點(diǎn),使雙電源切換裝置的合閘信號(hào) ( 干燥塔帶電工作狀態(tài) )、分閘信號(hào) ( 干燥塔失電停運(yùn)狀態(tài) ) 進(jìn)入機(jī)組DCS 控制系統(tǒng),并顯示在 DCS 監(jiān)控畫(huà)面上。敷設(shè)雙電源切換裝置的運(yùn)行狀態(tài)信號(hào) DCS 監(jiān)視電纜( DJVPVP-3×2×1.0 mm2)。
    3.3 完善壓力變送器系統(tǒng)壓力信號(hào)監(jiān)視回路
    在壓力變送器母管上安裝 1 只信號(hào)遠(yuǎn)傳壓力變送器 (智能型、數(shù)顯式,電源 24 V DC,輸出4 ~ 20 mA DC,量程 0 ~ 1.6 MPa),使壓力變送器的系統(tǒng)壓力信號(hào)進(jìn)入機(jī)組 DCS 并顯示在其監(jiān)控畫(huà)面上。敷設(shè)壓力變送器母管壓力信號(hào) DCS監(jiān)視電纜 ( DJVPVP-2×2×1.0 mm2)。改進(jìn)后的儀用空壓機(jī)干燥塔電源和 DCS 監(jiān)控接線如圖 2 所示。

    3.4 全面檢修設(shè)備
    將 3 臺(tái)儀用空壓機(jī)干燥塔逐臺(tái)停運(yùn),對(duì)其本體及電控、熱控元器件進(jìn)行一次全面檢查和保養(yǎng),消除設(shè)備缺陷。

    3.5 整改時(shí)間安排
    因儀用空壓機(jī)及其干燥塔為機(jī)組公用設(shè)備,3臺(tái)空壓機(jī)及其干燥塔不能同時(shí)斷電停運(yùn)??諌簷C(jī)干燥塔的電源改進(jìn)及相關(guān)信號(hào)監(jiān)視回路的完善工作,安排在 2 臺(tái)機(jī)組全部停運(yùn)期間進(jìn)行。
    4 整改效果
    儀用空壓機(jī)干燥塔電源改為雙電源后,提高了干燥塔的供電可靠性,避免了因 380 V 儀用空壓機(jī)MCC 段母線失壓,3 臺(tái)儀用空壓機(jī)干燥塔長(zhǎng)時(shí)間斷電停運(yùn),其入口電磁閥持續(xù)關(guān)閉,壓力變送器供氣母管壓力下降這一故障的發(fā)生,滿足了干燥塔及其附屬設(shè)備穩(wěn)定工作的要求,保證了壓力變送器供氣母管壓力穩(wěn)定和現(xiàn)場(chǎng)氣動(dòng)閥的正常動(dòng)作。干燥塔電源信號(hào)和壓縮空氣母管壓力信號(hào)接入機(jī)組 DCS 控制系統(tǒng)后,運(yùn)行人員能從集控室遠(yuǎn)方實(shí)時(shí)監(jiān)視和掌握 3 臺(tái)干燥塔電源工況,以及壓縮空氣母管壓力變化情況,及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理設(shè)備異常,縮短設(shè)備故障持續(xù)時(shí)間,避免故障擴(kuò)大。儀用空壓機(jī)干燥塔電源改進(jìn),電氣回路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單合理,運(yùn)行效果良好,為壓力變送器系統(tǒng)和 2臺(tái)機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行創(chuàng)造了條件。

    5 結(jié)束語(yǔ)
    火電廠壓力變送器系統(tǒng)壓力降低后,會(huì)造成汽機(jī)和鍋爐就地開(kāi)關(guān)型、調(diào)節(jié)型氣動(dòng)閥無(wú)法正常開(kāi)
關(guān)、調(diào)整,若系統(tǒng)壓力在一定時(shí)間內(nèi)不能恢復(fù)正常,還會(huì)導(dǎo)致發(fā)電機(jī)組主設(shè)備損壞和機(jī)組跳閘。因此,在現(xiàn)場(chǎng)工作中,要從電氣、熱工等方面采取各種措施,確保儀用空壓機(jī)及其干燥塔可靠工作,壓力變送器系統(tǒng)壓力穩(wěn)定,并始終保持在合格范圍內(nèi)。