火力发电企业压力控制器分析与研究

屈章龙郭严昊涂伟

摘要：针对近两年火电机组因压力控制器引起的异常停机事件和技术监督发现的存在问题，中国华电集团要求摸清火力发电企业热控压力控制器投运及维护现状，提高热控压力控制器的投运准确性和热控技术监督水平。通过对中国华电集团13家电厂在线热控压力控制器的采购管理模式和维护人员的技能水平进行实地调查，主要是对压力控制器的安装、控制器选型、标准仪表选型和现场管理等方面进行分析，对存在问题提出了一整套关于压力控制器安装、校验及管理方面的解决策略，能够有效为发电机组稳定运行提供安全保障。

关键词：控制器选型；标准仪表选型；设备安装；现场管理

Analysisandresearchofpressurecontrollerinthermalpowerplant

QUZhanglongGUOYanhaoTUWei

（HuadianelectricpowerResearchInstituteCo.Ltd.,Hangzhou,310030）

Abstract：Inviewoftheabnormaltrippedeventscausedbypressurecontrollersandtheproblemsfoundintechnicalsupervisionofthermalpowerunitsinthepasttwoyears,ChinaHuadianCorporationLtd.requeststofindouttheoperatingandmaintenancestatusofpressurecontrollersaimingtoimprovetheoperationaccuracyandtechnicalsupervisionlevel.Theinstallationandselectionofpressurecontroller,selectionofstandardinstrumentandfieldmanagementwereanalyzedandthesolutionofexistingproblemsconcerninginstallation,verificationandmanagementofpressurecontrollerwereputforwardthroughfieldinvestigationonpurchasingmanagementmodeandmaintenanceskilllevelofon-linepressurecontrollerin13powerplantsofChinaHuadianCorporationLtd.Thesafetyguaranteeforthestableoperationofgeneratingunitsisimprovedeffectively.

Keywords：controllerselection;standardinstrumentselection;installationofequipment;fieldmanagement

0引言

中国华电集团火电企业2017年度因热工保护开关误动和拒动引起的非停事件3台次，具体如下：

事件1：某公司5号机组炉膛压力高高，锅炉MFT。

原因分析：炉膛负压波动，模拟量显示最大值260Pa，炉膛压力高高保护动作（保护动作值为1700Pa）。检查压力开关安装，发现开关安装环境恶劣、积灰严重，检查报告发现校前数据漂移严重。

事件2：2017年10月16日某公司1号机组润滑油压力降低到73.30kPa，润滑油压低低，汽轮机跳闸。

原因分析：检查ETS中润滑油压力低低保护逻辑关系正确；检查校验报告，发现事故后3个开关定值漂移严重（调校前值为70KPa，保护动作值为60KPa），校验仪表选型不合理；压力开关安装与变送器安装标高不一致（压力开关安装标高比压力变送器偏高50cm）。

事件3：2017年6月19日，某公司1号机组按照调度要求滑参数停运，煤粉烧空过程中，投油量不足引起的全炉膛火焰丧失，负压最低值为-2367Pa（开关动作值为-2500Pa），手动MFT，锅炉MFT。

原因分析：原因1是煤仓煤粉燃尽，油枪投入不及时且投入数量不足是引起全炉膛无火；原因2是全炉膛无火保护退出；原因3是炉膛压力低低开关动作有问题，检查开关校验报告发现校验仪器中选用的炉膛压力开关校验对的标准仪表允许误差为100Pa，压力开关允许误差为88Pa，不满足压力控制器计量检定规程标准。

中国华电集团火电企业技术监督综合检查发现17家火电企业压力控制器存在安装不合理、选型不合理、取样管路布置错误和开关定值漂移等主要问题。

结合中国华电集团2017年度热工压力开关原因引起的3起非停事件，和技术监督综合检查分析，发现集团内多家发电企业存在压力开关安装问题，压力开关选型不匹配、压力开关校验不达标和被校仪表选型不合理等问题，给机组安全稳定运行带来隐患。为了防止因压力开关误动或者拒动现象影响机组安全稳定运行，对集团内的各发电企业热工选用的压力控制器进行检查调研和分析，并提出合理建议，为集团内发电企业稳定运行保驾护航。

1调研现状

1.1抽检中国华电集团内其中42家发电企业（东北区域6家、华东区域14家、山东区域13家、西北区域9家）SOR控制器统计数据。其中13家发电企业26.9%的压力控制器存在检定周期超过1年；其中2家发电企业提出长期服役的开关存在个别回程误差大和膜盒坏现象。

1.2查阅集团内18家发电企业SOR控制器校验报告，发现存在控制器选型不合理占比为16.36%（其中1家未填写控制器选型），标准仪表选型不合理占比为33.18%（其中3家未填写控制器选型），校验次数不达标占比为5.25%，无调校前数据占比为38.70%，允许误差计算错误占比为39.76%（其中1家无法计算），详细分析结果问题统计见表1。

注：A:控制器选型错误；B：仪表选型错误；C：校验次数不达标；D:无校前记录；E：允许误差错误；F:发电企业调研报告总量

1.3现场调研集团内11家发电企业（西南区域3家、山东区域1家、江浙沪区域7家）压力控制器定期抽检发现问题和进行现场报告校验。发现部分压力控制器存在超期膜片受损漂移、节点腐蚀想象，部分采用塑料材质膜片传递压力的质量问题，校验报告数据不全，控制器选型不合理等问题。

2原因分析

2.1技术管理不到位

2.1.1压力控制器所选控压范围不符合标准要求。

通过对17家发电企业压力控制器校验报告分析，发现压力控制器选型不合理占总数的16.36%，典型类型如下：

示例如图1所示，某发电企业7号机组润滑油压力控制器测量范围为3~50psi，定值为0.049MPa，定值为量程的8.7%，达不到大于15%的要求。按照《压力控制器检定规程》（JJG544-2011）中4.2章节内容“对设定点可调的控制器，控压范围不小于表1的规定（15%＜压力控制器＜95%，95%＞真空控制器＞15%）”要求，计算润滑油压力控制器可进行设定的定值范围为69.3KPa~328.5KPa，而润滑油压力控制器所需设定定值0.049MPa(49kPa)不在其范围内，因此证明所选压力控制器不合适。

2.2校验方式方法不正确

2.2.1校验选用的标准仪表不合理。

分析发电企业提交的SOR控制器定期校验报告，发现部分发电企业校验选用的标准仪表不合理。

示例如图3所示，1号炉炉膛压力高2值控制器测量范围为（0~2987.04）Pa，准确度等级为1.5级，允许误差为45Pa；校验选用的标准仪表测量范围为（0~2）MPa，准确度等级为0.025级，允许误差为500Pa标准表计的允许误差为被校验控制器允许误差的11.11倍。不符合《压力控制器》（JJG544-2011）章节第6.2.1.1“标准器一般可选用精密压力表或数字压力计等。所选标准器的最大允许误差绝对值应小于被检控制器重复性误差允许值的1/4”的要求，校验选用标准仪表的允许误差达不到规定要求，极有可能将保护所用的压力控制器校验合格。

图3某发电企业炉膛负压高二值控制器校验报告

2.2.2压力控制器检验次数不符合标准要求。

分析发电企业提交的控制器校验报告和调研抽检部分发电企业现场校验报告，发现部分发电企业压力控制器校验报告调校后定值校验只有一次，不能够正确判断控制器是否合格。示例如图4所示，不符合《压力控制器》（JJG544-2011）6.3.3章节内容“将设定点调至控制器量程下限附近的标度处（若切换差可调，将切换差调至最小），逐渐增加压力，当标准器的指示压力接近设定点时再缓慢的增加输入压力逼近检定点至触点动作，此时在标准器上读出的压力值为上切换值……如此进行三个循环可得上切换值或下切换值的平均值。再将设定点调至控制器量程上限附近的标度处进行同样的检定”，和6.3.4章节内容“在6.3.3的检定中，同一检定点三次测量所得的上切换值之间最大差值的绝对值和下切换值之间最大差值的绝对值与量程之比的百分数为重复性误差”内容的要求。

2.3产品质量问题

现场调研集团内11家发电企业历年来各种生产厂家生产的各种型号的压力控制器，发现部分压力控制器存在超期膜片受损漂移、节点腐蚀想象。其中SOR生产厂家生产的BH系列部分产品采用塑料或橡胶材质膜片传递压力使用寿命短，易出现膜片破损现象。具体如下：

2.3.1控制器存在膜盒漏油、漏气、漏水现象。

调研发电企业SOR控制器使用过程中发现的问题，发现部分发电企业统计出部分SOR控制器在使用一定年限后存在动作定值漂移严重和控制器膜盒漏水现象，导致控制器不能够正常投入使用，采取更换措施，示例如图8所示。调研SOR中国总代理公司得知，微压型SOR控制器采用的是大膜片式的微差压控制器进行测量。因为膜片越大，感压越充分，测量越准确。但同时由于该系列控制器膜片大，因此容易在膜片上形成灰尘的堆积或者积碳，从而造成膜片负重。这样容易导致控制器拒动误动，或者定值不稳。另外，膜片部位由16颗螺钉/螺母进行密封，稍有松动就会漏气。运输/现场使用中的震动，或者其它磕碰都会造成漏气。

图9存在质量问题的压力开关

2.4设备安装存在问题

示例如图10左侧部分，某发电企业炉膛压力开关均未用螺栓固定，运行期间压力开关存在明显的震动现象。由于炉膛压力开关属于微负压测量装置，外界的震动因素将严重影响开关的正常动作，甚至造成开关定值严重偏离试验室的校验值，造成保护误动或者拒动。严重违反了《防止电力生产事故的二十五项重点要求》（国能安全2014[161]）第9.4.11条款内容要求：“重要控制、保护信号根据所处位置和环境，信号的取样装置应有防堵、防震、防漏、防冻、防雨、防抖动的等措施。”

示例如图10右侧部分，某发电企业3号炉左侧炉膛压力变送器电缆接线不符合要求。电缆进线线芯裸露，容易损坏电缆线芯，同时易引起内部接线端子锈蚀，引起保护拒动。不满足《中国华电集团公司热控系统可靠性评估细则》第6.4.3条“5）现场设备引线应有防止振动磨擦、过热破坏绝缘或导致断线、接线松脱开路的措施”的要求。

图10压力控制器安装问题

示例如图11左侧部分，炉膛负压开关取样管路敷设不符合规程要求，红色标记区域管道敷设不合理，N型口的右下侧容易造成取样管路中间积水或积灰，严重影响炉膛压力正常测量，甚至有可能导致炉膛负压保护拒动；图11右侧为真空低压力控制器取样管路敷设不符合要求，其一是采用软管，长期使用易出现漏点，引起泄压，其二是压力控制器安装位置低于压力取样口，这样容易使取样管在压力控制器入口处形成水塞现象，造成保护拒动。不能够不满足《防止电力生产事故的二十五项重点要求》（国能安全2014[161]）第9.4.11条条款的要求。

图11压力控制器取样管路安装问题

3建议

3.1加强压力控制器校验管理

强化管理，重视仪表定期抽检工作。对于压力控制器校前动作值存在的定值漂移、回程差大等问题，发电企业应按照《中国华电集团公司火力发电企业热工技术监督实施细则》中5.4.6.4“主要热工仪表及DAS系统测量参数，现场抽检每月一次，其数量每台机组不少于5块（点）”的规定，在月度抽检仪表中进行定期抽检关注，特别重点对重要保护用压力开关进行抽检，如果抽检数据依然存在漂移，应及时启动监督预警并及时更换合格压力开关，避免出现因开关拒动、误动导致机组非停或设备损坏事故。

加强保护定值管理工作。定值清单正确及时下发，确保压力控制器校验定值与定值清单一致。

3.2增加认识，严格按照规程进行正确校验

严格按照《中国华电集团公司火力发电企业热工技术监督实施细则》中对于热工自动化试验室的设置要求，建立标准化实验室。

被检仪表正确选型。严格按照《压力控制器检定规程》（JJG544-2011）中章节第6.2.1.1内容的要求，选择合适的被校仪表。

加强仪表校验人工培训工作。严格按照《压力控制器检定规程》（JJG544-2011）和《火力发发电企业热工自动化系统检修运行维护规程》（DL/T774-2004）中对压力控制器校验要求，正确计算压力控制器的允许误差，进行三次调整后校验，确保压力控制器动作正确。

3.3选择合格的压力控制器

1）购买压力控制器前，了解压力控制器内部构造，避免选用塑料或橡胶材质传压的压力控制器。

2）压力控制器选型按照《压力控制器检定规程》（JJG544-2011）中4.2章节内容的要求，压力控制器定值必须在其控压范围内。

3.4正确安装压力控制器

压力控制器就地安装位置应该与被测设备标高基本一致。如果无法满足被测设备取样高度，应该在校验定值时考虑压差修正。

压力控制器就地的安装布置方向必须与在实验室校验时方向一致，确保压力控制器传压膜片受力均匀；

就地压力控制器的固定、保护措施和取样管路的敷设必须满足《防止电力生产事故的二十五项重点要求》（国能安全2014[161]）第9.4.11条款内容的要求。

4结语

通过压力控制器调研与分析，规范了目前中国华电集团有限公司发电企业压力控制器的选型标准、校验标准和安装要求，提高了压力控制器保护动作的准确性，有效的降低了发电企业因压力控制器引起的机组异常停机和降出力事件。

参考文献：

[1]国家能源局．国能安全[2014]161号中国标准书号[S].《防止电力生产事故的二十五项重点要求》.北京：中国电力出版社，2014，

[2]全国压力计量技术委员会．JJG544-2011中国标准书号[S].《压力控制器》.北京：中国质检出版社，2012，

[3]电力行业热工自动化标准化技术委员会．DL/T774-2015中国标准书号[S].《火力发发电企业热工自动化系统检修运行维护规程》北京：中国电力出版社，2015，

[4]中国电力企业联合会电力试验研究分会．DL/T1051-2007中国标准书号[S].《电力技术监督导则》北京：中国电力出版社，2017

[5]中国华电集团公司火电产业部，《中国华电集团公司热控系统可靠性评估细则》2015，

[6]国家能源局DL5190.4-2012中国标准书号[S].《电力建设施工技术规范第4部分:热工仪表及控制装置》北京：中国电力出版社，2012，

作者简介：

屈章龙（1980），男，汉族，陕西合阳，大学本科，高级工程师，长期从事火电机组联锁保护和自动控制技术研究，[e-mail]。

郭严昊（1990），男，汉族，湖南醴陵，大学本科，助理工程师，长期从事火电机组联锁保护控制技术研究，[e-mail]。

涂伟（1981），男，汉族，陕西延安，大学本科，无职称，长期从事火电机组电气专业方向技术研究工作，[e-mail]。