停机状态下电泵误启动事故的分析与思考

停机状态下电泵误启动事故的分析与思考

张勇材

（大唐贵州兴仁发电有限公司贵州黔西南562306）

摘要：通过对一起机组停备状态下电泵误启动事故的分析，提出防范措施并优化控制逻辑，为机组停备状态下的DCS系统检修提供参考意见，确保机组主、辅设备的正常状态，防止设备损坏事件发生。

关键词：事故分析；防范措施。

1某电厂基本情况介绍

某电厂安装2台600MW燃煤亚临界机组。锅炉为哈尔滨锅炉有限责任公司制造的HG-2023/17.6-YM4型锅炉。汽轮机为哈尔滨汽轮机有限责任公司制造的N600-16.7/537/537-I型汽轮机。给水泵组配置为两台50%汽泵+30%电泵，电动给水泵为沈阳水泵厂生产的筒式多级离心泵型号50CHTA/6SP，通过液力耦合器驱动。分散控制系统为为北京ABB公司Symphony系统，全厂除输煤、化水、除灰系统独立设置PLC控制外，单元机组共设15对主控制模件，分10个柜子布置。

2电泵误启动事件经过

2016年8月01日，4号机组处于停机备用状态，除汽轮机密封油系统和润滑油系统运行外，其他设备均处于停运状态；除氧器水已放尽，工业水系统停运，电泵辅助油泵、电泵均停止运行，但断路器均处于送电状态，随时可以合闸。

2016年8月02日9：30，热工办理“更换4号机PCU1、PCU2、PCU11柜电源与模件”工作票（其中P11柜为电泵辅助油泵控制模件所在），计划和批准工作结束时间均为21：00，所列安措为“将相应机柜断电，并挂‘禁止合闸，有人工作’警告牌”，同时交代“运行人员在DCS控制柜停电期间就地检查相关设备是否处于正常状态，异常时立即通知检修人员”。20：05热工工作结束，机柜恢复上电，电源模块和DCS模件均正常投入运行，检修和运行人员在工作票终结时未核对就地设备状态是否异常。

2016年8月3日9：00，热工办理“更换4号机组PCU12、PCU13（#3真空泵、凝输泵系统、电泵系统）、通讯柜1、通讯柜2电源模件”工作票，计划和批准工作结束时间均为22：00，所列安措为“将相应机柜断电，并挂‘禁止合闸，有人工作’警告牌”，工作前热工人员向运行人员交代：工作期间汽机侧相关画面均监视不到设备状态和参数；工作涉及到的系统为机侧相关系统（除发电机密封油和主机润滑油）；工作期间DEH、吹灰、循环水、TSI、精处理、远程I/O系统到DCS通讯画面无数据；请运行人员注意监视运行设备的运行状态。

约11：45，热工人员完成通讯柜1、通讯柜2电源模块更换后，紧接着给PCU13柜送电，机柜内的主控制器模件因重新上电需初始化控制逻辑（控制逻辑完成按功能块地址检测），在初始化过程中触发“任一汽泵跳闸保护联启电泵”逻辑，发出电泵6KV开关的合闸指令，造成电泵实际启动，此时，检修和运行均未发现异常。

约12：25，4号机机组长发现汽机房13.7米1号汽泵西侧铁栏栅处有烟雾冒出，立即汇报值长；现场检查发现汽机零米的电泵处于运行状态，机封处跑水且轴承冒烟，运行人员立即按下电泵事故按钮停止电泵运行，现场未发现有火情。

3设备损坏情况

电泵主泵现场解体后发现泵内有熔化金属堆积、泵轴断裂、泵的动静部分磨损严重，从泵轴的断裂面看没有相对旋转及摩擦痕迹，现场拆解后泵轴自然断裂分离。

4事故原因分析

1）电泵误启动的原因分析

2016年8月2日，热工人员在恢复PCU11柜电源过程中，控制模件BRC300因重新带电进行初始化过程，逻辑判断电泵处于分闸位而连锁启动电泵辅助油泵，建立起润滑油压，工作结束后，因机组处于停备状态，检修和运行人员未仔细核对现场设备的实际状态是否符合机组要求，导致电泵辅助油泵一直处于运行状态。

2016年8月3日，热工人员在恢复PCU13柜电源过程中，控制模件BRC300因重新带电进行初始化过程，因汽泵跳闸信号来自MEH机柜，逻辑判断：任意汽泵跳闸成立触发5秒脉冲。而此时电泵入口门因机组正常运行时电泵连锁设置为“投入电泵紧急抢水功能”正好处于开状态，电泵“紧急抢水”连锁启动（5秒脉冲）。因机组处于停备状态，检修和运行人员未仔细核对现场设备的实际状态是否符合机组要求，同时因电泵经常只作为锅炉上水和汽泵跳闸紧急补水用，轴承温度测点为单点布置，稳定性差，电厂在逻辑优化时将电泵轴承温度的保护取消，仅保留报警功能，导致电泵在无冷却水的情况下运行时间达40多分钟。

2）断轴原因分析

电泵在无水状态运行40多分钟，期间运行22分钟后，平衡盘和平衡套摩擦产生高温，造成平衡盘熔化，动静摩擦使扭矩过大造成泵轴产生裂纹并迅速扩展，但仍然继续带动泵轴旋转，当泵按事故按钮后，随着转速下降，出口管道内的存水回流，熔化的金属凝固造成动静部分抱死，扭矩进一步增大，裂纹扩展到强度极限断裂。

3）电泵启动7分钟后转速信号显示突然降为零原因分析

电泵启动后，电泵电流稳定在160Ａ（额定680A），启动22分钟后，电流经34秒到达280Ａ，后经21秒降至190Ａ左右摆动，最终降到170Ａ直至停泵，虽然电泵启动7分钟后转速信号显示突然降为零，但所有轴承温度点一直上涨直至停泵，同时停泵后检查发现转速探头松脱，综合以上信息判断，电泵启动7分钟后转速信号显示突然降为零的原因是转速探头高温松脱，实际电泵一直处于运行状态。

4）勺管开度在低位，维持高转速的原因分析

查历史曲线可知，电泵运行期间勺管开度一直保持手动10%，转速却在5700~5900rpm高转速范围内波动。经咨询厂家得知：该电泵配置的耦合器型号R16K550.1，在耦合器开度10%位置时，由于水泵侧空载，转速达到高转速属于正常现象；该类型耦合器选用的易熔塞设计为180℃融化。

5对此类问题的思考

通过分析，上述事故就是因为热工人员对ABB公司Symphony系统控制模件（BRC300）重新带电而初始化的过程不清楚，安全控制措施不到位，运行和热工人员不及时查看设备状态而引起的，为引起技术人员对此类问题的重视，建议如下：

一是对会引起连锁动作的设备，要完全了解连锁信号的来龙去脉，如DCS控制柜、ETS柜、DEH、MEH、电气保护控制柜等在停、送电前后，必须核对信号是否正常，发现异常及时处理。

二是对于温度、振动等稳定性较差的信号，除提高测量元件的质量可靠性、改进安装工艺等措施外，其保护功能坚决不能以报警替代，可以引入其他相关联信号作为佐证，如油压、水压、电流等信号的大幅度变化等。

三是认真梳理DCS系统控制逻辑，对于网络变量的引用，特别注重其在模件故障情况下的默认值设置合理性。