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1、分散控制系統典型故障應急處理預案編制研究 1）預案編制起因）預案編制起因 2）預案編制過程）預案編制過程 3）預案主要內容）預案主要內容 4）預案編制主要技術要點）預案編制主要技術要點 5）預案編制試驗中的經驗交流）預案編制試驗中的經驗交流 提綱提綱3）二十五項反措、二十五項反措、上級管理部門等上級管理部門等均要求編寫預案均要求編寫預案并開展反措演習并開展反措演習1）DCS各種故障，如電源失各種故障，如電源失電、操作員站電、操作員站“黑屏黑屏”或或“死死機機”、主從控制器切換異常、主從控制器切換異常、通訊中斷、模件損壞等事件時通訊中斷、模件損壞等事件時有發生有發生2）根據中試所熱工監督對已根據2、中試所熱工監督對已有的機組跳閘事件歸類統計，有的機組跳閘事件歸類統計，30%以上事件是與運行或檢以上事件是與運行或檢修人員處理不當有關。修人員處理不當有關。4）建立系統故障應建立系統故障應急處理和長效管理急處理和長效管理機制，確保機組發機制，確保機組發生控制系統故障時，生控制系統故障時，能迅速、準確地組能迅速、準確地組織故障處理，最大織故障處理，最大限度地降低故障造限度地降低故障造成影響成影響5）控制系統故障處理人員和經驗都控制系統故障處理人員和經驗都不足，人員流動可能性也大，需要不足，人員流動可能性也大，需要有規范性培訓和指導資料。有規范性培訓和指導資料。預案預案編制概述編制概述11.1預案3、預案編制起因編制起因1.2故故障障處處理理不不當當案案例例 控制器組態下載時引起機組控制器組態下載時引起機組MFT；控制器冗余切換失敗，處理操作不控制器冗余切換失敗，處理操作不當，機組當，機組MFT；給水控制器均故障，鍋爐缺水爆管給水控制器均故障，鍋爐缺水爆管 運行操作不當導致汽包水位高信運行操作不當導致汽包水位高信號動作號動作MFT，汽機大軸燒損；，汽機大軸燒損；操作人員退出油壓保護聯鎖開關，操作人員退出油壓保護聯鎖開關，汽機跳閘，斷油燒瓦事件汽機跳閘，斷油燒瓦事件。通信故障廠區通信故障廠區6KV05、06段失電段失電 DCS模件故障，機組跳閘模件故障，機組跳閘 網口接觸不良省煤器進口流量急4、降、網口接觸不良省煤器進口流量急降、邏輯錯誤鍋爐邏輯錯誤鍋爐MFT；工程師站硬關機，系統無法啟動工程師站硬關機，系統無法啟動 近一年時間收集、總結、研究，消化吸收近一年時間收集、總結、研究，消化吸收深入探討，編制今年深入探討，編制今年8 8月上旬完成月上旬完成1111家送審稿家送審稿控制系統故障應急處理預案編制控制系統故障應急處理預案編制早期研究早期研究火電廠熱控系統可靠性配置與事故預控火電廠熱控系統可靠性配置與事故預控編寫模板編寫模板國華集團提出，主任委員金耀華副總主持國華集團提出，主任委員金耀華副總主持熱工自動化技術委員會熱工自動化技術委員會20102010年下半年啟動研究與編制年下半年啟5、動研究與編制研討會、審查會、中國電力出版社出版研討會、審查會、中國電力出版社出版申請申請20122012年電力行業標準年電力行業標準1.31.3預預案案編編制制全全過過程程1111家家DCSDCS廠家廠家1414家發電廠家發電廠6 6家電科院家電科院2 2家技術中心家技術中心編制過程編制過程，通過試驗驗證，通過試驗驗證DCS運行的安全可靠性和運行的安全可靠性和預預案案編制的正確性。編制的正確性。編制過程編制過程驗證驗證2）一些電廠在）一些電廠在機組檢修中做了機組檢修中做了全面的模擬試驗全面的模擬試驗3）各編制組都進行）各編制組都進行了試驗（更多的試驗了試驗（更多的試驗待機組大修中進行）待機組大6、修中進行）4）試驗結果表明，系統配置、邏輯組態、參數設置中或多或）試驗結果表明，系統配置、邏輯組態、參數設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現，而少存在影響安全的問題。這些問題一般情況下難以發現，而一旦一旦DCS出現特定故障，則可能因這些細節未考慮周全而危出現特定故障，則可能因這些細節未考慮周全而危及機組安全運行（如控制器冗余切換不成功時的處理）。但及機組安全運行（如控制器冗余切換不成功時的處理）。但這些細節問題可以通過完善故障處理預案、事先培訓和反事這些細節問題可以通過完善故障處理預案、事先培訓和反事故演習，提高事故處理能力來避免故演習，提高事故處理能力來避免電電力力行7、行業業熱熱工工自自動動化化技技術術委委員員會會于于8月月23日日24日日在在北北京召開京召開控制系統故障應急處理預案控制系統故障應急處理預案編制審查會。編制審查會。ABB預案預案主要內容主要內容 24.控制系統綜述控制系統綜述：通過主要接地、通過主要接地、電源、網絡等，介電源、網絡等，介紹控制系統概況紹控制系統概況5.應應急急處處理理預預案案的的總總體體要要求求：是是預預案案正正文文的的主體內容主體內容附錄附錄A 現場應急現場應急處理預案流程處理預案流程附錄附錄B 故障快速故障快速查找表、故障診查找表、故障診斷與處理流程。斷與處理流程。附錄附錄C 故障處理故障處理典型操作卡。典型操作卡。附錄附8、錄D 級控制器全部故障應急處置方案級控制器全部故障應急處置方案附錄附錄E 級控制器全部故障應急處置方案級控制器全部故障應急處置方案附錄附錄F 控制系統維護方法控制系統維護方法1.范圍范圍；2.規范性引用文件規范性引用文件；3.術語定義和縮略語術語定義和縮略語2.1ABB分散分散控制系統故控制系統故障應急處理障應急處理預案（樂清預案（樂清電廠版）電廠版）一級二級故障處置方案、維護方案一級二級故障處置方案、維護方案一級一級二級二級三級三級故障定位故障定位更換操作卡更換操作卡應急預案啟動流程應急預案啟動流程故故障障定定級級過程控制過程控制應應急急處處理理流流程程應急結束應急結束后期培訓后期培訓反事故9、演習反事故演習組織機構組織機構預案管理預案管理應急響應應急響應故障應急處理預案故障應急處理預案總體框架總體框架辨識辨識2.1風險辨識風險辨識辨識可能發生的重大事故風險，對風險可能產生的影響辨識可能發生的重大事故風險，對風險可能產生的影響進行分析，評估單位對該風險的應急能力。根據控制系進行分析，評估單位對該風險的應急能力。根據控制系統故障可能造成的后果將危險源分級統故障可能造成的后果將危險源分級級級故障分級故障分級1）故障時直接造故障時直接造成機組跳閘成機組跳閘或損壞或損壞設備、造成環保問設備、造成環保問題題的為的為級級2）不及時處理或不及時處理或處理不當可能造成處理不當可能造成機組跳閘或設備損10、機組跳閘或設備損壞的為壞的為級級3）暫時不影響機組安全暫時不影響機組安全運行，但有可能發展成為運行，但有可能發展成為級的定為級的定為級級4）分散控制系統分散控制系統重大危險源分級列重大危險源分級列表表故障應急處理預案故障應急處理預案中故障分級中故障分級 2.22)級故障，啟級故障，啟動應急預案并通動應急預案并通知應急指揮組。知應急指揮組。應急指揮組對故應急指揮組對故障搶險過程的各障搶險過程的各種事項進行決策種事項進行決策行發布。現場應行發布。現場應急小組及各相關急小組及各相關部門在應急指揮部門在應急指揮組的統一領導協組的統一領導協調下根據職責分調下根據職責分工開展應急工作工開展應急工作3）級或11、級或級級故障，由值長啟故障，由值長啟動現場應急小組動現場應急小組及相關的現場應及相關的現場應急處置方案，在急處置方案，在現場指揮機構的現場指揮機構的組織協調下根據組織協調下根據職責分工開展應職責分工開展應急處理工作。急處理工作。4）制定現場應急處置方案的流程）制定現場應急處置方案的流程與要求，給出控制系統典型故障快與要求，給出控制系統典型故障快速查找表以及各種典型故障診斷與速查找表以及各種典型故障診斷與處理流程處理流程機組運行中，控制系統故障發生時，值長進行故障分級：機組運行中，控制系統故障發生時，值長進行故障分級：預案分預案分級啟動級啟動5.4故故障障應應急急處處理理流流程程在在5.5中中制12、制定定了了現現場場應應急急處處置置方方案案的的流流程程與與要要求求，給給出出了了分分散散控控制制系系統統典典型型故故障障快快速速查查找找表表以以及及各各種種典典型故障診斷與處理流程；型故障診斷與處理流程；應應急急預預案案總總體體要要求求附錄附錄B2 DCS故障診斷和處理流程故障診斷和處理流程 DX.1.故障現象：故障現象：1）運行檢查）運行檢查;2）熱工檢查）熱工檢查DX.2 故障原因故障原因DX.3.故障后果故障后果DX.4.故障處理：故障處理：1）運行處理；）運行處理；2）維護處理）維護處理 列出所有相關的關系點。列出所有相關的關系點。附錄附錄C C 控制系統故障操作卡及處理辦法控制系統故13、障操作卡及處理辦法附錄附錄C1 C1 初始化控制器操作卡初始化控制器操作卡附錄附錄D：現場故障應急處置預：現場故障應急處置預案案預案規范預案規范編制工作技術要點編制工作技術要點 3編編預預案案之之前前，每每對對控控制制器器控控制制哪哪些些設設備備對對運運行行人人員員來來說說是是個個黑黑洞洞，熱熱工工人人員員掌掌握握也也不不全全面面。因因此此在在編編寫寫每每對對控控制制器器及及PCU柜柜的的故故障障應應急急處處理理預預案案中中，均均應應列列出出主主模模件件及及PCU柜柜的的主主要要控控制制設設備備及及重重要要I/O點點（包包括括重重要要通通訊訊點點）。通通過過培培訓訓學學習習，讓讓運運行行和和檢14、檢修修人人員員了了解解故故障障部部件件關關聯聯的的設設備，便于快捷查找故障、防止分析處理時出現漏洞。備，便于快捷查找故障、防止分析處理時出現漏洞。1）IO點點某某些些DCS故故障障發發生生后后，運運行行、熱熱工工人人員員如如不不能能及及時時干干預預，將將會會導導致致故故障障影影響響面面擴擴大大。因因此此所所有有現現場場處處置置方方案案中中，均均應應列列出出故故障障現現象象、故故障障原原因因、故故障障后后果果、故故障障發發生生后后運運行行與與維維護護人人員員各各自自的的處處理理措措施施并并經經過過驗驗證證，以以便便DCS故故障障時時，運運行行和和熱熱工工人人員員根根據據經經驗驗指指導導有有序序地15、地進進行行操操作作和和干干預預，必必要要時時直接停機，減少機組非停事件或損壞設備事件發生直接停機，減少機組非停事件或損壞設備事件發生。2）處處置置方方案案故故障障快快速速查查找找表表最最后后列列，對對應應故故障障處處理理操操作作卡卡，目目的的是是規規范范故故障障的的查查找找和和處處理理，應應細細化化具具有有可可操操作作性性，讓讓同同專專業業的的其其他他維維護護人人員員能能根根據據它它的的指指導導完完成成整整個個故故障障、縮縮短短故故障處理時間，減少隨意操作帶來的不確定性隱患。障處理時間，減少隨意操作帶來的不確定性隱患。可可操操作作現現場場處處置置方方案案中中，一一定定要要綜綜合合大大量量故故障16、障分分析析處處理理案案例例的的經經驗驗與與教教訓訓，詳詳細細寫寫出出操操作作步步驟驟、該該強強制制的的全全部部關關聯聯點點（如如控控制制器器冗冗余余切切換換不不成成功功但但機機組組未未跳跳閘閘的的故故障障處處置置時時，相相關關的的硬硬、軟軟接接點點的的強強制制和和現現場場控控制制設設備備切切手手動動等等），防防止處置時關聯操作不到位導致處置失敗。止處置時關聯操作不到位導致處置失敗。關關聯聯點點編編寫寫DCS故故障障應應急急處處理理預預案案時時的的一一個個重重要要工工作作，是是機機組組檢檢修修時時按按預預案案指指導導進進行行規規范范試試驗驗，從從中中發發現現系系統統隱隱患患，通通過過邏邏輯輯優優17、化化、技技改改去去消消除除或或減減少少隱隱患患，盡盡可可能能將將DCS系系統統故故障障發發生生后后需需要要人人員員干干預預的的工工作作減減至至最最少少。對對于于不不能能消消除除的的隱隱患患，采采取取相相應應的的措措施施并并在在預預案案中中標標明明，讓讓運運行行維維護護人員預知，提高故障處理時的有效性。人員預知，提高故障處理時的有效性。隱隱患患處處理理故故障障處處理理時時，需需運運行行、熱熱工工、機機務務人人員員的的分分類類處處理理，而而預預案案中中運運行行處處理理的的正正確確與與否否對對故故障障的的成成敗敗影影響響很很大大。因因此此編編寫寫預預案案時時，一一定定需需要要運運行行、機機務務等其他18、專業人員的加入和充分溝通，等其他專業人員的加入和充分溝通，運運行行參參與與 在在編編寫寫分分散散控控制制系系統統故故障障應應急急處處理理預預案案過過程程中中，應應利利用用機機組組檢檢修修機機會會進進行行仔仔細細的的試試驗驗工工作作：模模擬擬平平時時進進行行機機、爐爐、電電大大聯聯鎖鎖試試驗驗時時的的狀狀態態，鍋鍋爐爐吹吹掃掃完完成成、汽汽機機掛掛閘閘、發發電電機機模模擬擬并并網網，并并盡盡量量模模擬擬正正常常運運行行時時的的狀狀況況，在在試試驗驗位位或或工工作作位位啟啟動動相相關關設設備備，相相關關閥閥門門或或風風門門擋擋板板也也按按運運行行時時的的狀狀態態進進行行開開、關關。然然后后分分別別19、模模擬擬各各控控制制主主模模件件故故障障、各各PCU柜柜失失電電、DCS環環路路中中斷斷、DCS失失電電等等故故障障，詳詳細細記記錄錄各各種種故故障障產產生生的的影響影響，以驗證預案編寫的正確性和可操作性。，以驗證預案編寫的正確性和可操作性。模模擬擬試試驗驗驗驗證證預案預案編制試驗中的經驗交流編制試驗中的經驗交流 4本本次次與與湖湖南南電電科科院院、湘湘潭潭電電廠廠、ABB研研究究合合作作編編寫寫預預案案的的過過程程試試驗驗中中，發發現現控控制制系系統統中中存存在在的的一一些些問問題題，在在此此作作一一交交流流，供同行編寫預案時參考。供同行編寫預案時參考。MCS的的PCU柜柜及及DCS失失電電20、時時，有有的的機機組組空空預預器器會會停運，預案中應提示運行人員及時干預以防止設備的損壞停運，預案中應提示運行人員及時干預以防止設備的損壞DCS失失電電時時，爐爐將將MFT并并跳跳閘閘一一次次風風機機，送送、引引風風機機不不會會跳跳閘閘，其其動動葉葉、靜靜葉葉或或變變頻頻器器將將維維持持故故障障前前開開度度不變（如設置為斷信號保持），此時爐膛將產生大負壓不變（如設置為斷信號保持），此時爐膛將產生大負壓 MCS的的PCU柜柜失失電電時時，其其所所屬屬各各測測量量信信號號失失去去，控控制制設設備備無無法法操操作作，此此時時很很可可能能因因相相關關參參數數失失控控導導致致MFT或機跳閘，或機跳閘，預21、案中應提醒運行人員必要時就地手動干預預案中應提醒運行人員必要時就地手動干預1）失失電電后后注注意意事事項項 MCS系系統統#21PCU柜柜#3、4控控制制器器全全部部故故障障、#21PCU柜柜失失電電時時再再熱熱器器減減溫溫水水氣氣動動閉閉鎖鎖閥閥將將自自動動關關閉，預案中應提出必要時就地手動干預。閉，預案中應提出必要時就地手動干預。SCS的的#16 PCU柜柜失失電電、#3、4控控制制器器均均故故障障時時，過過熱熱器器一一、二二級級減減溫溫水水氣氣動動閉閉鎖鎖閥閥將將自自動動關關閉閉，可可能能導導致致過過熱熱汽汽溫溫嚴嚴重重超超溫溫，預預案案中中應應提提出出必必要要時時就就地手動干預。地手動22、干預。FSSS系系統統#10PCU柜柜#3、4控控制制器器全全部部故故障障時時，鍋鍋爐爐主主保保護護將將拒拒動動，對對控控制制器器進進行行故故障障復復位位操操作作或或重重新新下下載載組組態態將將導導致致MFT（組組態態中中相相關關功功能能塊塊初初始始值值定定義所致），必要時通過手動義所致），必要時通過手動MFT按鈕打閘鍋爐。按鈕打閘鍋爐。一一對對冗冗余余控控制制器器均均故故障障如如重重啟啟后后沒沒有有造造成成后后果果的的，預預案案中中應應提提示示重重新新投投入入該該控控制制器器所所轄轄設設備備的的聯聯鎖鎖開關（有的組態中聯鎖開關的初始值為退出聯鎖）。開關（有的組態中聯鎖開關的初始值為退出聯鎖）23、。2）控控制制器器均均故故障障時時注注意意事事項項很很多多設設備備在在一一對對冗冗余余控控制制器器全全部部故故障障時時只只是是無無法法操操作作。運運行行狀狀態態并并不不發發生生改改變變，但但是是在在恢恢復復控控制制器器的的過過程程中中往往往往因因控控制制器器的的初初始始化化，導導致致意意外外指指令令發發出出，這這些些指指令令一一般般可可通通過過分分析析組組態態預預見見，應應在在預預案案中中提提示示，初初始始化化前前采采取取的的措措施，并經過試驗驗證正確，如：施，并經過試驗驗證正確，如：某某些些泵泵（如如開開式式水水泵泵）控控制制器器均均故故障障時時未未跳跳閘閘，應應驗證重啟時也不會跳閘，否則應24、有相應措施；驗證重啟時也不會跳閘，否則應有相應措施；模模擬擬量量信信號號，如如經經過過速速率率限限制制后后參參與與保保護護邏邏輯輯的的，要特別注意防止控制器重啟時保護誤動作；要特別注意防止控制器重啟時保護誤動作；從從環環路路通通訊訊來來的的信信號號如如參參與與保保護護聯聯鎖鎖，則則應應注注意意同同一一PCU柜內通訊模件與主控制器啟動的先后順序問題。柜內通訊模件與主控制器啟動的先后順序問題。出出現現I級級故故障障導導致致機機組組跳跳閘閘后后，為為保保障障設設備備安安全全，很很多多設設備備需需要要啟啟停停，但但是是集集控控室室可可能能已已經經無無法法監監控控，需需要要運運行行人人員員到到就就地地操25、操作作或或者者需需要要熱熱控控人人員員短短接接輸輸出出端端子子，一一些些端端子子有有強強電電，應應在在相相應應現現場場處處置置方方案案中中提提醒醒熱熱工工、運運行行人人員注意；防止觸電。員注意；防止觸電。3）故故障障后后處處理理注注意意事事項項 一一對對冗冗余余控控制制器器均均故故障障如如重重啟啟后后沒沒有有造造成成后后果果，熱熱控控人人員員要要提提醒醒運運行行人人員員該該控控制制器器所所轄轄設設備備的的聯聯鎖鎖開開關關需需要要重重新新投投入入（組組態態中中聯聯鎖鎖開開關關的的初初始始值值為退出聯鎖）。為退出聯鎖）。部部分分需需要要改改造造才才能能在在DCS故故障障時時最最大大限限度度保保證證26、設設備備安安全全或或將將損損失失減減至至最最小小的的設設計計缺缺陷陷，應應完完善善預防措施；預防措施；由由于于各各電電廠廠機機組組熱熱力力系系統統不不同同、甚甚至至同同廠廠不不同同機機組組間間的的硬硬件件結結構構、邏邏輯輯組組態態、參參數數設設置置等等方方面面會會有有差差別別，而而使使得得故故障障的的解解決決方方法法各各有有差差異異。因因此此編寫預案時編寫預案時要有針對性。要有針對性。其其它它注注意意事事項項根根據據機機組組控控制制系系統統的的具具體體結結構構、管管理理模模式式、風風險險種種類類等等特特點點，編編制制適適合合本本單單位位的的分分散散控控制制系系統統故故障障應應急急處處理理預預案27、案，是是貫貫徹徹落落實實“堅堅持持預預防防為為主主，落落實實安安全全措措施施，確確保保安安全全生生產產”方方針針的的有有效效行行動動。雖雖然然工工作作量量很很大大，但但通通過過編編制制，提提高高對對系系統統的的深深入入了了解解，完完善善故故障障時時應應急急處處理理方方法法和和定定期期反反事事故故學學習習，能能有有效效地地提提高高運運行行、維維護護人人員員在在控控制制系系統統故故障障時時的的應應急急處處理理能能力力，消消除除分分散散控控制制系系統統故故障障時時因因人人員員操操作作處處理理不不當當而而導導致致故故障障范范圍圍擴擴大大的的隱隱患患，因因此此我我們們將將繼繼續續深深入入細細致致地地開開展展該項工作。該項工作。結結 束束 語語 5謝謝各位謝謝各位！