真空除氧器虚假水位引发机组跳闸的原因分析及防范措施 

       分析了600MW超临界机组真空除氧器虚假水位误发信号引发跳机事故的原因、处理过程及防范措施，为同行技术人员防范同类故障提供参考。
1、真空除氧器设备概况
       电厂＃2机组锅炉型号为DG1900/25.4-Ⅱ2；汽轮机型式为TC4F-40冲动式、单轴三缸四排汽再热凝汽式汽轮机；发电机型号为QFSN-600-2-22A，水-氢-氢冷却方式汽轮发电机。集散控制系统（DistributedControlSystem,DCS)为由爱默生公司提供的OVATION分散控制系统，该系统能实现工艺系统的全过程控制，满足各种运行工况的要求，确保机组安全、高效运行。机组主给水系统配置2台50％容量的汽动给水泵，以满足正常运行的需要；另配置1台30％容量的电动调速给水泵，作为机组启动和汽动给水泵故障时的备用泵。真空除氧器型号为GC-2000/GS-235，卧式布置。
2、事故经过
       2008年7月13日2号机组小修后，在机组启动过程中，当负荷为126MW，这时主汽压力为11.3MPa，主蒸汽温度为520℃,主要辅机的状态分别为电动给水泵运行，B汽动给水泵运行，A汽动给水泵备用。真空除氧器为辅助蒸汽加热方式，真空除氧器水位为2546mm。
       20时59分42秒运行人员开启四段抽汽至真空除氧器电动门，进行真空除氧器供汽汽源的切换。
       21时0分37秒3路真空除氧器水位开始产生波动，21点0分42秒2路真空除氧器水位开始产生波动，21点0分49秒三个真空除氧器水位测量值分别为2364mm、2886mm和2660mm，真空除氧器水位的三个测量值两两偏差大于200mm，三取二逻辑模块判断真空除氧器水位测量值不可信，变为坏点，三取二水位信号输出为0。
       21时00分54秒真空除氧器水位低于500mm保护动作值时，真空除氧器水位低保护动作，触发电动给水泵和B汽动给水泵跳闸，锅炉动作，机组跳闸，出为“给水泵全停”，21时01分10秒真空除氧器水位恢复正常。故障发生后热工人员对真空除氧器水位变送器一次门、二次门、排污门开关位置进行了认真检查，各门位置并无渗漏现象。对测量回路做电磁干扰测试，真空除氧器水位测量正常。
       21时45分解除真空除氧器水位低跳给水泵保护信号，21点51分锅炉重新点火，2008年7月14日1时19分机组并网发电。在真空除氧器汽源切换过程中，做真空除氧器扰动试验发现真空除氧器压力发生波动，但真空除氧器水位基本稳定在2546mm，无明显波动，未重现前一次真空除氧器水位波动现象。
3、真空除氧器事故原因分析
3.1事故直接原因分析
       真空除氧器供汽汽源由辅助蒸汽切至四段抽汽时，真空除氧器内局部压力波动，导致同一取样点的真空除氧器水位2路和3路测量变送器正压侧取样平衡罐内的恒定压力降低，差压变小，出现虚假测量，因2路和3路真空除氧器水位所用的平衡罐位于同一取样管两侧，在受到外界压力干扰时，两侧的平衡罐内的恒定压力波动不一致，引起同一取样点的2路和3路真空除氧器水位出现偏差，在16秒内引起真空除氧器水位三取二信号偏差大于设定值200mm，三取二逻辑模块判断真空除氧器水位测量值不可信，变为坏点，三取二水位信号输出为0，真空除氧器水位低于500mm保护动作值时，真空除氧器水位低保护动作，触发电动给水泵和B汽动给水泵跳闸，锅炉MFT动作，机组跳闸，这是造成2号机组跳闸的直接原因。
       根据真空除氧器水位波动前后数据报表及SOE（事故历史记录）记录分析可知，真空除氧器1路水位没有真正波动，水位正常，真空除氧器2路水位和真空除氧器3路水位测量回路反映的是假水位。故障发生后，对真空除氧器水位测量装置进行检查未见异常，且真空除氧器水位故障后能迅速恢复，因此可以判断测量回路无问题；对测量回路做电磁干扰测试，真空除氧器水位测量显示正常，即可排除干扰原因，由此判断问题出在真空除氧器水位变送器取样管路上。水位变送器取样管路负压侧与真空除氧器水箱联通，压力与水箱保持一致，因此确定问题出在正压侧。“水位－差压”转换装置（平衡容器）为反向换算，即差压越低水位越高。由于真空除氧器水位波动为正方向波动，水位升高，引起真空除氧器水位升高的原因是平衡容器正压侧压力瞬间降低，而引起平衡容器正压侧压力瞬间降低的原因是：
       （1）真空除氧器汽源切换时,四抽蒸汽进入真空除氧器时，引起真空除氧器汽侧空间压力场的扰动，2路真空除氧器水位和3路真空除氧器水位取样点处（共用一个取样点）压力瞬间下降引起平衡容器正压侧压力瞬间降低，从而引起2路真空除氧器水位和3路真空除氧器水位升高。
       （2）辅助蒸汽向四抽切换过程中，真空除氧器水位正压侧取样连通管路瞬间窜入气泡或堵塞导致平衡容器正压侧压力降低，引起真空除氧器水位波动。
3.2事故间接原因分析
       （1）业技术人员对特殊工况下真空除氧器水位测量可能出现的异常情况没有具体防范措施。
       （2）在机组启动时，真空除氧器供汽汽源由辅助蒸汽切至四段抽汽时，对真空除氧器水位控制可能出现的风险评估不够，危险辨识不足，控制措施不完整。
4、真空除氧器防范措施
       （1）制定真空除氧器水位保护逻辑的修改方案并实施修改，为防止保护误动，在真空除氧器水位保护逻辑中加入测点品质监测信号，在水位测量故障时自动将保护切除并发告警信号，当测量故障消失时，保护自动投入。
       （2）制定机组启动过程中真空除氧器水位的安全技术防范措施。
       （3）针对2路真空除氧器水位和3路真空除氧器水位取样共用一个取样点的问题，制定安全技术措施，在机组大修时将取样点分开，实现各自独立测量。
       （4）组织业技术人员对真空除氧器水位保护的测量回路和逻辑进行核对、检查，做好风险预控。
       （5）举一反三，将所有水位保护（如高加、低加、凝汽器等水位的测量回路和逻辑进行核对、检查），做好风险评估。
       水位测量是电厂测量系统中的一个重要参数，其测量的准确性直接影响机组的安全运行，虚假水位在机组启、停过程中是常有发生，控制其误发信号从技术上分析并不复杂，但必须对此引起高度重视，才能防止保护系统误动引发机组不正常停运。