解读2023版二十五项反措:防止分散控制系统失灵事故(三)


新版二十五项反措关于防止分散控制系统失灵事故的前两部分,是对DCS系统的规定,包括电源、网络、控制器等,主要要求包含了冗余配置、故障报警等。在电厂控制的概念里,我们把DCS系统控制称作“远方控制”,现场设备称作“就地设备”。新版反措9.3 防止就地热工设备异常引发事故是对就地设备的一些介绍。
2023版9.3.1条与1014版9.1.5条相同,是对单元制机组公用设备的设计要求,现实情况也是这样的,对于公用系统中的重要设备都会纳入到某台机组的控制,避免单台设备出现问题影响两台或者更多机组安全运行。

2023版9.3.2条是新增,关于电缆尤其是控制电缆、信号电缆在其他规范中都有要求,反措中对于电缆的规定也是适用于热控电缆的。由于控制电缆和信号电缆都是弱电信号,因此极易受到一些强电或者其它干扰源的影响。我曾经遇到过一个案例,锅炉电梯使用的电源电缆与热控的信号电缆敷设在同一层桥架,造成电梯使用时多个信号出现大范围波动。对于靠近高温热源的电缆,不仅是热控电缆要做好相关隔热防护,尤其是汽轮机主汽门、调门等处的电缆容易受到高温灼烫伤,更要加强防护和巡检。
2023版9.3.3条是新增,关于就地执行器的安装提出了新的要求。很多时候就地执行器安装考验的其实不是设计人员的水平而是现场施工人员的水平。我们经常遇到一些奇葩的安装方式,比如执行器悬空没有支撑、没有操作平台,或者就地操作位置被阻隔等情况。包括现场的一些设备工作环境,很多时候需要考虑防水、防雨、防尘等要求,设计的时候可能很难考虑到这些情况,需要在施工阶段充分考虑。
2023版9.3.4条是新增,对空压机单独进行了规定,也是近年出现因空压机跳闸或者出力不足造成事故扩大的情况。目前空压机一般都是进行定期保养保证其正常工作,并且强调了仪用压缩空气贮气罐容量要维持不小于5分钟的耗气量。在实际生产中,的确也需要类似的标准要求,避免相关事故的发生。

2023版9.3.5条与2014版9.4.5条相同,只是将相关标准规范进行了明确。

2023版9.3.6条与2014版9.4.9条相同,是对执行机构“三断”保护的要求。这里需要强调的是,重要执行机构在停电或禁操后务必严格执行规范,增加相关警示标识和机械闭锁装置。之前在文章中提到过东北某电厂一起走错间隔造成人身伤亡的事故,教训深刻,也暴露出了一些制度执行彻底的情况。

2023版9.3.7条与2014版9.4.11条相同,强调了信号取样装置的安全工作环境,以及“触发机组跳闸的保护信号的开关量仪表和变送器应单独设置”,但是删除了“当确有困难而需与其他系统合用时,其信号应首先进入保护系统”。这一点变化实际上是对原有规定的标准提高,今后对于重要保护信号不允许与其他系统合用。在新电厂设计和旧电厂改造过程中,需要对此类问题进行着重考虑。

2023版9.3.8条是新增,单独强调了汽轮机控制系统就地设备的相关要求。在之前很多文章中我都说过,DEH系统是工作中的难点,而且出现问题的几率非常大。主要是相关设备对精度的要求较高,但是工作环境较为恶劣,因此故障率会很高。因此DEH系统的很多就地设备也是冗余配置,比如负责监测调门开度的LVDT,这里也单独做了说明。需要注意的是,很多进口机组、小机组使用的都是单LVDT的配置,尤其是一些工业汽轮机不符合设计规范,但是改造难度很大,因此需要在日常巡检和维护过程中多加留意。
2023版9.3.9条是新增,但是在2014版9.4.3条以及其它涉及到保护信号取样点的规定中,都明确要求取样点的独立性,这些规定在新版中也做了保留。这里单独强调“严禁涉及重要保护的变送器、开关与其他测量元件共用取样口及取样管路”,符合重要保护测点的独立性原则。
2023版9.3.10条单独提到了循环流化床机组的相关测点问题,关于循环流化床机组在2014版中也有涉及,但是新版9.3.10条提到的内容是新增。这其实也是最近几年循环流化床机组数量不断增加暴露出的问题,由于该类型机组在燃烧运行过程中物料会不断循环,在一些物料的密相区测点受到的磨损就会很大。此外对于一些机组测点的安装应该尽量避开锅炉下料口下端,避免燃料中存在石块、铁块等杂质损坏测点。

2023版9.3.11条是对就地设备按钮的防护问题,在之前我们也提到过,2014版没有做充分的说明,这里进行了新增。就地设备急停按钮要考虑的就是防止误动的问题,最早参加工作的时候有同事在现场巡检误动过此类按钮,造成设备跳闸。不过正常工作过程中,很少出现此类情况。前面我们也说到了要对相关设备增加安全标识或者机械闭锁,强调制度执行的重要性,很早之前也遇到过类似的事故,现场对设备停电后未挂相关标识牌,结果被不清楚情况的人员送电,造成人身伤害事故。这样的案例每年都有很多,尤其是对于一些存在外委工作以及基建现场,出现问题的概率较大,我们所说的加强管理其实就是要避免类似情况的发生。

2023版9.3.12条还是测点信号冗余配置的问题,热工保护测点要求从取样口到信号接收的卡件全过程独立,在2014版并没有单独说明。这里所指的“不同电缆”是针对一些多芯电缆,一根多芯电缆避免出现多个保护信号测点,也是从信号的独立性上对信号安全做最大的保障。

2023版9.3.13条是新增,是对热工电缆的一个安全要求的补充。类似问题引起的事故也很常见,比如因电缆阻燃强度不够造成经过高温设备时老化、烧焦、短路等。

2023版9.3.14条是汇总的2014版2.2.6和2.2.9条,是对电缆防火的要求,强调了防火隔离和封堵等问题,这其实也是电子设备间管理规定的重要方面。另外这里还需要补充的是,加强桥架、沟道等孔洞的隔离和封堵,不仅是防火的需要,还防水、防小动物等。尤其是在南方一些潮湿地区,电缆沟如果进水较多,容易造成设备间、配电室湿度较大,引起设备绝缘不良等问题,造成设备损坏,去年我曾经遇到过类似案例。防小动物方面也很重要,它们对于电缆等破坏也是经常发生。

以上时2023版9.3 防止就地热工设备异常引发事故的主要内容,对于热控相关的规定,离不开冗余、保护等字眼,这也是热控工作的重点。日常工作中,DCS系统我们更多的是做一些维护工作,而对于就地设备更多的是检修工作。由于热控设备数量多、繁、杂、广的特点,想要只通过维护工作就保证设备的安全运行几乎是不可能的,日常的检修也是难免。但是,对于一些问题我一直强调不要跨代甚至是隔代进行处理,比如需要在设计阶段优化的问题不要留到安装调试甚至是运营阶段,否则整改的代价是很大的。
2023年3月26日 于上海!