《分散控制系統(tǒng)典型故障應(yīng)急處理預(yù)案導(dǎo)則》編制研究總

《分散控制系統(tǒng)典型故障應(yīng)急處理預(yù)案》編制研究孫長生：電箱：scs54@網(wǎng)址:Http//工作單位：浙江省電力試驗(yàn)研究院兼：電力行業(yè)熱工自動化技術(shù)委員會付秘書長

1）預(yù)案編制起因

2）預(yù)案編制過程3）預(yù)案主要內(nèi)容

4）預(yù)案編制主要技術(shù)要點(diǎn)

5）預(yù)案編制試驗(yàn)中的經(jīng)驗(yàn)交流

提綱3）二十五項(xiàng)反措、上級管理部門等均要求編寫預(yù)案并開展反措演習(xí)1）DCS各種故障，如電源失電、操作員站“黑屏”或“死機(jī)”、主從控制器切換異常、通訊中斷、模件損壞等事件時有發(fā)生2）根據(jù)中試所熱工監(jiān)督對已有的機(jī)組跳閘事件歸類統(tǒng)計(jì)，30%以上事件是與運(yùn)行或檢修人員處理不當(dāng)有關(guān)。

4）建立系統(tǒng)故障應(yīng)急處理和長效管理機(jī)制，確保機(jī)組發(fā)生控制系統(tǒng)故障時，能迅速、準(zhǔn)確地組織故障處理，最大限度地降低故障造成影響5）控制系統(tǒng)故障處理人員和經(jīng)驗(yàn)都不足，人員流動可能性也大，需要有規(guī)范性培訓(xùn)和指導(dǎo)資料?！额A(yù)案》編制概述11.1預(yù)案編制起因1.2故障處理不當(dāng)案例

▲控制器組態(tài)下載時引起機(jī)組MFT

；▲控制器冗余切換失敗，處理操作不當(dāng)，機(jī)組MFT；▲給水控制器均故障，鍋爐缺水爆管▲運(yùn)行操作不當(dāng)導(dǎo)致汽包水位高信號動作MFT，汽機(jī)大軸燒損；

▲操作人員退出油壓保護(hù)聯(lián)鎖開關(guān)，汽機(jī)跳閘，斷油燒瓦事件?！ㄐ殴收蠌S區(qū)6KV05、06段失電▲DCS模件故障，機(jī)組跳閘

▲網(wǎng)口接觸不良省煤器進(jìn)口流量急降、邏輯錯誤鍋爐MFT

；▲工程師站硬關(guān)機(jī)，系統(tǒng)無法啟動

近一年時間收集、總結(jié)、研究，消化吸收深入探討，編制今年8月上旬完成11家送審稿《控制系統(tǒng)故障應(yīng)急處理預(yù)案編制》早期研究《火電廠熱控系統(tǒng)可靠性配置與事故預(yù)控》編寫模板國華集團(tuán)提出，主任委員金耀華副總主持熱工自動化技術(shù)委員會2010年下半年啟動研究與編制研討會、審查會、中國電力出版社出版申請2012年電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)1.3預(yù)案編制全過程11家DCS廠家14家發(fā)電廠6家電科院2家技術(shù)中心編制過程，通過試驗(yàn)驗(yàn)證DCS運(yùn)行的安全可靠性和《預(yù)案》編制的正確性。編制過程驗(yàn)證2）一些電廠在機(jī)組檢修中做了全面的模擬試驗(yàn)3）各編制組都進(jìn)行了試驗(yàn)（更多的試驗(yàn)待機(jī)組大修中進(jìn)行）4）試驗(yàn)結(jié)果表明，系統(tǒng)配置、邏輯組態(tài)、參數(shù)設(shè)置中或多或少存在影響安全的問題。這些問題一般情況下難以發(fā)現(xiàn)，而一旦DCS出現(xiàn)特定故障，則可能因這些細(xì)節(jié)未考慮周全而危及機(jī)組安全運(yùn)行（如控制器冗余切換不成功時的處理）。但這些細(xì)節(jié)問題可以通過完善故障處理預(yù)案、事先培訓(xùn)和反事故演習(xí)，提高事故處理能力來避免電力行業(yè)熱工自動化技術(shù)委員會于8月23日～24日在北京召開《控制系統(tǒng)故障應(yīng)急處理預(yù)案》編制審查會。《ABB預(yù)案》主要內(nèi)容

24.控制系統(tǒng)綜述：通過主要接地、電源、網(wǎng)絡(luò)等，介紹控制系統(tǒng)概況5.應(yīng)急處理預(yù)案的總體要求：是預(yù)案正文的主體內(nèi)容附錄A現(xiàn)場應(yīng)急處理預(yù)案流程附錄B故障快速查找表、故障診斷與處理流程。附錄C故障處理典型操作卡。附錄DⅠ級控制器全部故障應(yīng)急處置方案附錄EⅡⅢ級控制器全部故障應(yīng)急處置方案附錄F控制系統(tǒng)維護(hù)方法1.范圍；2.規(guī)范性引用文件；3.術(shù)語定義和縮略語2.1ABB分散控制系統(tǒng)故障應(yīng)急處理預(yù)案（樂清電廠版）一級二級故障處置方案、維護(hù)方案一級二級三級故障定位更換操作卡應(yīng)急預(yù)案啟動流程故障定級過程控制應(yīng)急處理流程應(yīng)急結(jié)束后期培訓(xùn)反事故演習(xí)組織機(jī)構(gòu)預(yù)案管理應(yīng)急響應(yīng)《故障應(yīng)急處理預(yù)案》總體框架辨識2.1風(fēng)險辨識辨識可能發(fā)生的重大事故風(fēng)險，對風(fēng)險可能產(chǎn)生的影響進(jìn)行分析，評估單位對該風(fēng)險的應(yīng)急能力。根據(jù)控制系統(tǒng)故障可能造成的后果將危險源分級Ⅲ級故障分級1）故障時直接造成機(jī)組跳閘或損壞設(shè)備、造成環(huán)保問題的為Ⅰ級2）不及時處理或處理不當(dāng)可能造成機(jī)組跳閘或設(shè)備損壞的為Ⅱ級3）暫時不影響機(jī)組安全運(yùn)行，但有可能發(fā)展成為Ⅱ級的定為Ⅲ級4）分散控制系統(tǒng)重大危險源分級列表《故障應(yīng)急處理預(yù)案》中故障分級

2.22)Ⅰ級故障，啟動應(yīng)急預(yù)案并通知應(yīng)急指揮組。應(yīng)急指揮組對故障搶險過程的各種事項(xiàng)進(jìn)行決策行發(fā)布?，F(xiàn)場應(yīng)急小組及各相關(guān)部門在應(yīng)急指揮組的統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)協(xié)調(diào)下根據(jù)職責(zé)分工開展應(yīng)急工作3）Ⅱ級或Ⅲ級故障，由值長啟動現(xiàn)場應(yīng)急小組及相關(guān)的現(xiàn)場應(yīng)急處置方案，在現(xiàn)場指揮機(jī)構(gòu)的組織協(xié)調(diào)下根據(jù)職責(zé)分工開展應(yīng)急處理工作。4）制定現(xiàn)場應(yīng)急處置方案的流程與要求，給出控制系統(tǒng)典型故障快速查找表以及各種典型故障診斷與處理流程機(jī)組運(yùn)行中，控制系統(tǒng)故障發(fā)生時，值長進(jìn)行故障分級：預(yù)案分級啟動5.4故障應(yīng)急處理流程在5.5中制定了現(xiàn)場應(yīng)急處置方案的流程與要求，給出了分散控制系統(tǒng)典型故障快速查找表以及各種典型故障診斷與處理流程；應(yīng)急預(yù)案總體要求附錄B2DCS故障診斷和處理流程DX.1.故障現(xiàn)象：1）運(yùn)行檢查;2）熱工檢查DX.2故障原因DX.3.故障后果DX.4.故障處理：1）運(yùn)行處理；

2）維護(hù)處理列出所有相關(guān)的關(guān)系點(diǎn)。附錄C控制系統(tǒng)故障操作卡及處理辦法附錄C1初始化控制器操作卡附錄D：現(xiàn)場故障應(yīng)急處置預(yù)案《預(yù)案規(guī)范》編制工作技術(shù)要點(diǎn)

3編預(yù)案之前，每對控制器控制哪些設(shè)備對運(yùn)行人員來說是個黑洞，熱工人員掌握也不全面。因此在編寫每對控制器及PCU柜的故障應(yīng)急處理預(yù)案中，均應(yīng)列出主模件及PCU柜的主要控制設(shè)備及重要I/O點(diǎn)（包括重要通訊點(diǎn)）。通過培訓(xùn)學(xué)習(xí)，讓運(yùn)行和檢修人員了解故障部件關(guān)聯(lián)的設(shè)備，便于快捷查找故障、防止分析處理時出現(xiàn)漏洞。1）I／O點(diǎn)某些DCS故障發(fā)生后，運(yùn)行、熱工人員如不能及時干預(yù)，將會導(dǎo)致故障影響面擴(kuò)大。因此所有現(xiàn)場處置方案中，均應(yīng)列出故障現(xiàn)象、故障原因、故障后果、故障發(fā)生后運(yùn)行與維護(hù)人員各自的處理措施并經(jīng)過驗(yàn)證，以便DCS故障時，運(yùn)行和熱工人員根據(jù)經(jīng)驗(yàn)指導(dǎo)有序地進(jìn)行操作和干預(yù)，必要時直接停機(jī)，減少機(jī)組非停事件或損壞設(shè)備事件發(fā)生。2）處置方案故障快速查找表最后列，對應(yīng)故障處理操作卡，目的是規(guī)范故障的查找和處理，應(yīng)細(xì)化具有可操作性，讓同專業(yè)的其他維護(hù)人員能根據(jù)它的指導(dǎo)完成整個故障、縮短故障處理時間，減少隨意操作帶來的不確定性隱患?？刹僮鳜F(xiàn)場處置方案中，一定要綜合大量故障分析處理案例的經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)，詳細(xì)寫出操作步驟、該強(qiáng)制的全部關(guān)聯(lián)點(diǎn)（如控制器冗余切換不成功但機(jī)組未跳閘的故障處置時，相關(guān)的硬、軟接點(diǎn)的強(qiáng)制和現(xiàn)場控制設(shè)備切手動等），防止處置時關(guān)聯(lián)操作不到位導(dǎo)致處置失敗。關(guān)聯(lián)點(diǎn)編寫DCS故障應(yīng)急處理預(yù)案時的一個重要工作，是機(jī)組檢修時按預(yù)案指導(dǎo)進(jìn)行規(guī)范試驗(yàn)，從中發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)隱患，通過邏輯優(yōu)化、技改去消除或減少隱患，盡可能將DCS系統(tǒng)故障發(fā)生后需要人員干預(yù)的工作減至最少。對于不能消除的隱患，采取相應(yīng)的措施并在預(yù)案中標(biāo)明，讓運(yùn)行維護(hù)人員預(yù)知，提高故障處理時的有效性。隱患處理故障處理時，需運(yùn)行、熱工、機(jī)務(wù)人員的分類處理，而預(yù)案中運(yùn)行處理的正確與否對故障的成敗影響很大。因此編寫預(yù)案時，一定需要運(yùn)行、機(jī)務(wù)等其他專業(yè)人員的加入和充分溝通，運(yùn)行參與

在編寫分散控制系統(tǒng)故障應(yīng)急處理預(yù)案過程中，應(yīng)利用機(jī)組檢修機(jī)會進(jìn)行仔細(xì)的試驗(yàn)工作：模擬平時進(jìn)行機(jī)、爐、電大聯(lián)鎖試驗(yàn)時的狀態(tài)，鍋爐吹掃完成、汽機(jī)掛閘、發(fā)電機(jī)模擬并網(wǎng)，并盡量模擬正常運(yùn)行時的狀況，在試驗(yàn)位或工作位啟動相關(guān)設(shè)備，相關(guān)閥門或風(fēng)門擋板也按運(yùn)行時的狀態(tài)進(jìn)行開、關(guān)。然后分別模擬各控制主模件故障、各PCU柜失電、DCS環(huán)路中斷、DCS失電等故障，詳細(xì)記錄各種故障產(chǎn)生的影響，以驗(yàn)證預(yù)案編寫的正確性和可操作性。模擬試驗(yàn)驗(yàn)證《預(yù)案》編制試驗(yàn)中的經(jīng)驗(yàn)交流

4本次與湖南電科院、湘潭電廠、ABB研究合作編寫預(yù)案的過程試驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)控制系統(tǒng)中存在的一些問題，在此作一交流，供同行編寫預(yù)案時參考?！?/p>

MCS的PCU柜及DCS失電時，有的機(jī)組空預(yù)器會停運(yùn)，預(yù)案中應(yīng)提示運(yùn)行人員及時干預(yù)以防止設(shè)備的損壞▲DCS失電時，爐將MFT并跳閘一次風(fēng)機(jī)，送、引風(fēng)機(jī)不會跳閘，其動葉、靜葉或變頻器將維持故障前開度不變（如設(shè)置為斷信號保持），此時爐膛將產(chǎn)生大負(fù)壓▲MCS的PCU柜失電時，其所屬各測量信號失去，控制設(shè)備無法操作，此時很可能因相關(guān)參數(shù)失控導(dǎo)致MFT或機(jī)跳閘，預(yù)案中應(yīng)提醒運(yùn)行人員必要時就地手動干預(yù)1）失電后注意事項(xiàng)▲

MCS系統(tǒng)#21PCU柜#3、4控制器全部故障、#21PCU柜失電時再熱器減溫水氣動閉鎖閥將自動關(guān)閉，預(yù)案中應(yīng)提出必要時就地手動干預(yù)?！?/p>

SCS的#16PCU柜失電、#3、4控制器均故障時，過熱器一、二級減溫水氣動閉鎖閥將自動關(guān)閉，可能導(dǎo)致過熱汽溫嚴(yán)重超溫，預(yù)案中應(yīng)提出必要時就地手動干預(yù)?！?/p>

FSSS系統(tǒng)#10PCU柜#3、4控制器全部故障時，鍋爐主保護(hù)將拒動，對控制器進(jìn)行故障復(fù)位操作或重新下載組態(tài)將導(dǎo)致MFT（組態(tài)中相關(guān)功能塊初始值定義所致），必要時通過手動MFT按鈕打閘鍋爐?！?/p>

一對冗余控制器均故障如重啟后沒有造成后果的，預(yù)案中應(yīng)提示重新投入該控制器所轄設(shè)備的聯(lián)鎖開關(guān)（有的組態(tài)中聯(lián)鎖開關(guān)的初始值為退出聯(lián)鎖）。2）控制器均故障時注意事項(xiàng)很多設(shè)備在一對冗余控制器全部故障時只是無法操作。運(yùn)行狀態(tài)并不發(fā)生改變，但是在恢復(fù)控制器的過程中往往因控制器的初始化，導(dǎo)致意外指令發(fā)出，這些指令一般可通過分析組態(tài)預(yù)見，應(yīng)在預(yù)案中提示，初始化前采取的措施，并經(jīng)過試驗(yàn)驗(yàn)證正確，如：▲

某些泵（如開式水泵）控制器均故障時未跳閘，應(yīng)驗(yàn)證重啟時也不會跳閘，否則應(yīng)有相應(yīng)措施；▲

模擬量信號，如經(jīng)過速率限制后參與保護(hù)邏輯的，要特別注意防止控制器重啟時保護(hù)誤動作；▲

從環(huán)路通訊來的信號如參與保護(hù)聯(lián)鎖，則應(yīng)注意同一PCU柜內(nèi)通訊模件與主控制器啟動的先后順序問題。▲

出現(xiàn)I級故障導(dǎo)致機(jī)組跳閘后，為保障設(shè)備安全，很多設(shè)備需要啟停，但是集控室可能已經(jīng)無法監(jiān)控，需要運(yùn)行人員到就地操作或者需要熱控人員短接輸出端子，一些端子有強(qiáng)電，應(yīng)在相應(yīng)現(xiàn)場處置方案中提醒熱工、運(yùn)行人員注意；防止觸電。3）故障后處理注意事項(xiàng)▲

一對冗余控制器均故障如重啟后沒有造成后果，熱控人員要提醒運(yùn)行人員該控制器所轄設(shè)備的聯(lián)鎖開關(guān)需要重新投入（組態(tài)中聯(lián)鎖開關(guān)的初始值為退出聯(lián)鎖）。▲

部分需要改造才能在DCS故障時最大限度保證設(shè)備安全或?qū)p失減至最小的設(shè)計(jì)缺陷，應(yīng)完善預(yù)防措施；▲

由于各電廠機(jī)組熱力系統(tǒng)不同、甚至同廠不同機(jī)組間的硬件結(jié)構(gòu)、邏輯組態(tài)、參數(shù)設(shè)置等方面會有差別，而使得故障的解決方法各有差異。因此編寫預(yù)案