1号机组A小机MEH1控制器故障异常分析

 傅彬

　引言：

给水泵汽轮机控制系统（MEH） 的主要任务是接受来自锅炉给水控制系统的指令，通过运算输出调门开度指令信号，通过控制给水泵汽轮机的转速来控制给水流量以满足锅炉给水的要求。随着MEH系统在大型火电厂的广泛应用，其安全运行变得越来越重要。本文对MEH系统在运行中出现的典型控制器故障案例进行分析和处理，总结系统维护工作中的不足和经验，通过有效的分析与试验，提出了有效防止控制器故障的措施。

关键词： MEH控制系统； 故障； 分析

控制系统在长期运行中出现故障， 如何及时、 正确地处理， 对于整个系统的安全可靠运行是非常重要的。 工程技术人员或热工人员处理这些问题前，必须首先判断故障点， 了解出现故障的具体部件、严重程度及处理过程中必须遵循的方法。同时还应认识到违反操作规程可能产生的严重后果， 应提出正确的处理步骤及事故预防措施。本文的目的就是提供一个处理故障的方法和操作步骤、注意事项，供现场人员参考。

一、异常事件描述

2022年12月08日00:03,1号机组负荷400MW，运行监盘人员发现给水流量从1100t/h迅速下降至720t/h，翻阅监控画面发现A小机MEH画面所有参数及操作弹窗失效，1A小机进汽调门关闭，转速下降至0，1A小机主汽门未关闭，小机未跳闸，RB未动作，立即手动解除AGC、协调，手动增加B小机出力，停运E制粉系统，拉等离子，维持负荷稳定在330MW，至就地检查发现1A小机主汽门未关，转速到0，手动打闸1A小机，此段时间内环保指标参数正常。随后联系设备、维护专业人员检查A小机故障原因。经热控专业人员检查后告：1A小机MEH1主控制器硬件故障，在自动切换至辅控制器时，因为辅控制器的SD卡故障，导致1A小机控制系统出现故障。在检修人员更换1A小机MEH1的主、辅控制器以及辅控制器的SD卡（新SD重新刷通讯程序）后，05:15,1A小机挂闸冲转，05:50,1A小机转速3100r/min，06:20,1A小机并入系统运行，1号机组正常接带负荷。

二、原因分析

（一）控制器异常原因

1号机组A小机运行中进汽调门异常关闭，造成A小机不出力，从而影响机组正常接带负荷，是造成本次异常的直接原因。热控专业人员进一步排查，发现1号机组A小机MEH1主控制器硬件异常引起控制切换，但DCS系统未检测到辅控制器，而MEH控制器异常后造成所有输出信号消失引起A小机控制异常。之后经过试验辅控制器硬件虽然正常，但未被DCS系统监测识别，原因为控制器SD卡异常（SD卡内部辅控制器通讯IP等参数均丢失），造成辅控制器与DCS系统通讯无法建立。

综合分析，1号机组A小机MEH1主控制器硬件故障以及辅控制器SD卡异常，是此次异常的根本原因。

针对控制器故障及SD卡故障，热控专业将故障硬件返厂进行进一步检测。

（二）RB未动作原因

1号机组A小机MEH1控制器异常后柜内所有卡件输出消失，A小机调门伺服卡失去控制，输出电压信号消失后调门自动关闭，小机无出力。同时因小机跳闸电磁阀设计是带电动作，但MEH1控制器故障时DO卡无输出A小机无法跳闸，因此不触发RB动作。

针对该情况，公司组织华东院热工所、发电部专业人员及热控专业相关人员进行专题讨论并明确后续整改方向。

三、暴露问题

（1）调阅班组巡视检查记录，确认日常巡视工作正常开展，且巡视检查时间段设备正常，巡视检查工作到位。

（2）调阅1号机组102B检修资料，1A小机MEH系统检查工作DPU切换记录正常，检修工作正常开展，检修作业覆盖到位。

（3）将故障控制器返厂检测，通过DCS厂家反馈情况分析，故障控制器（主控制器）硬件版本为E5，软件版本为6.1.0.7，属于MR型号控制器较早版本。后经过DCS厂家深入检测，确认为控制器内部CPU模块中Q7模块损坏从而造成主控制器切换，属于偶发现象；而辅控制器硬件正常，主要问题是SD卡损坏。

图1：故障检测报告1           

  图2：故障检测报告2

四、整改措施

根据上述情况，热控检修维护人员要继续做好以下工作：

（1）继续加强DCS控制系统设备巡视检查，重点做好DPU运行状态、电子间温湿度、电源状态等监视检查，及时发现问题及时处理，确保控制系统硬件正常运行。

（2）加强专业技术人员培训、严格做好等级检修项目策划，确保控制系统检修不漏项，规范检修工艺质量，做好过程管控及检修资料收集。

（3）加强技术监控管理，及时与DCS厂家技术沟通交流。热控专业针对当前MR型号控制器进行统计，已确认两台机组共计有11对MR型号控制器，E5版本4对、E4/E7版本7对，后续将结合机组调停或等级检修，联系DCS厂家技术人员来现场对MR控制器软件版本进行升级，全部由6.1.0.7升级为6.1.8.3，提高控制器软、硬件兼容性，同时更换全部MR控制器的SD卡，确保设备全寿命周期管理。

（4）12月30日组织电科院及公司发电运行、设备维护相关专业技术人员针对控制器异常时小机无法跳闸而不触发RB动作召开技术讨论会，明确小机在不出力的情况（即使不跳闸）下应通过转速、给泵出口压力、前置泵出口流量三个参数进行综合判断后触发给水RB同时切除故障小机自动。后续热控专业将同发电部技术人员共同确认相关参数的合理范围值并提交异动申请。

（5）在机组调停具备条件情况下，严格落实控制器定期切换工作，做好定期工作记录。同时加强与厂家进行技术分析明确了部分硬件相关信息：AO、DO卡均能够保持输出；SD卡单bit擦写约10万次、使用寿命约10年，但不具备故障自检功能；伺服卡扫描周期3ms，控制器扫描周期可自定义，最快10ms。

（6）电厂两台机组主机DCS系统均已运行超14年，系统硬件已超期服役，针对该情况省公司已批复且电厂即将结合2023年1号机组中修进行1号机组DCS系统硬件升级改造项目，对1号机组主机DCS系统主要系统控制器进行部分更换，同时全面更换DPU MR控制器SD卡，提升设备稳定性、可靠性。

（7）公司热控专业结合本厂设备故障现象对附近电厂控制系统进行调研，均不具备主辅控制器故障掉线后仍能进行故障报警功能。同时根据该情况咨询DCS设备厂家，明确答复不具备相关功能，但可以指导专业完成控制器故障（可造成控制器掉线故障代码）提示报警功能，从而能够确保主辅控制器任何发生故障时运行及维护人员能第一时间发现并处理，保障控制系统安全。

五、总结

通过规范日常巡视检查工作，提高巡视检查质量，并结合机组检修规范开展控制器切换试验，及时发现问题及时处理，保障设备安全运行。通过人员技术培训，提升专业人员技术能力，提高设备检修工艺质量，保障设备故障时检修工作能高效开展。通过与DCS厂家技术沟通交流，专业人员能够掌握设备前沿技术，完善控制器故障报警，更好指导开展控制系统设备维护及技术监督管理工作。通过对小机跳闸触发的RB保护动作进行保护逻辑优化，确保以后小机控制器发生异常时保护正确动作，从而保护炉内管道设备避免干烧。

【参考文献】

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