1、第九節 混凝土灌注樁專項施工方案一、基本規定1.1樁位的放樣允許偏差如下:群樁 20;單排樁 10。1.2樁基工程的樁位驗收,除設計有規定外,應按下述要求進行:當樁頂設計標高與施工場地標高相同時,或樁基施工結束后,有可能對樁位進行檢查時,樁基工程的驗收在施工結束后進行。當樁頂設計標高低于施工場地標高,送樁后無法對樁位進行檢查時,對打入樁可在每根樁樁頂沉至場地標高時,進行中間驗收,待全部樁施工結束,承臺或底板開挖到設計標高后,再做最終驗收。對灌注樁可對護筒位置做中間驗收。1.3工程樁應進行承載力檢驗。對于地基基礎設計等級為甲級或地質條件復雜,成樁質量可靠性低的灌注樁,應采用靜載荷試驗的方法進行檢
2、驗,檢驗樁數不應少于總數的1%,且不應少于3根,當總樁數少于50根時,不應少于2根。1.4樁身質量應進行檢驗。對設計等級為甲級或地質條件復雜,成檢質量可靠性低的灌注樁,抽檢數量不應少于總數的30%,且不應少于20根;其他樁基工程的抽檢數量不應少于總數的20%,且不應少于10根。1.5結構構件的混凝土強度應按現行國家標準混凝土強度檢驗評定標準GBJ107的規定分批檢驗評定。當混凝土中摻用礦物摻合料時,確定混凝土強度時的齡期可按現行國家標準粉煤灰混凝土應用技術規范GBJ146等的規定取值。當混凝土試件強度評定不合格時,可采用非破損或局部破損的檢測方法,按國家現行有關的規定對結構構件中的混凝土強度進
3、行推定,并作為處理的依據。1.6當鋼筋的品種、級別或規格需作變更時,應辦理設計變更文件。1.7在澆筑混凝土之前,應進行鋼筋隱蔽工程驗收,其內容包括:1.7.1縱向受力鋼筋的品種、規格、數量、位置等;1.7.2鋼筋的連接方式、接頭位置、接頭數量、接頭面積百分率等;1.7.3箍筋、橫向鋼筋的品種、規格、數量、間距等;二、施工準備2.1技術準備2.1.1施工圖已到位,經過審核已澄清有關技術問題,技術人員已認真熟悉施工圖紙、規范及技術標準。2.1.2制定安全保障措施及應急預案。對現場作業人員進行崗前技術、安全培訓和考核,合格后持證上崗。對考核合格的人員進行技術交底。2.1.3根據混凝土標號及性能確定配
4、合比及各種材料計量方法。2.2生產及機具準備2.2.1修建鋼筋加工廠并配齊生活、生產及辦公設施,滿足施工生產需要。復核測量導線點、水準點,對場地進行平整,連通施工便道即用水、用電,備齊各種原材料和安全防護設備。2.2.2安全防護用品:穿絕緣鞋、戴絕緣手套和防護面罩或深色防護眼罩等已發放給操作人員,操作人員熟知使用方法。2.2.3場地踏勘進行場地踏勘,對既有架空電線、地下線纜、給排水管道等設施,如果妨礙施工或對安全操作有影響,應采取清除、移位、保護等措施妥善處理。2.2.4 施工機具根據旋挖鉆機施工的要求,準備滿足要求的設備,如旋挖鉆機、泥漿泵、導管、電焊機、氧氣瓶、乙炔瓶、挖掘機、泥漿攪拌機、
5、自卸車等,并調試至最佳使用狀態。測繩需標定后方可使用?;炷翑嚢枵緶蕚渚途w或商品混凝土已聯系并簽訂協議,隨時保證供應。2.2.5 場地平整及布置平整場地,以便鉆機安裝和移位。對不利于施工機械運行的松散場地,應采取硬化、加固等措施。場地要采取有效的排水措施。場地布置應根據施工組織設計,合理安排泥漿池、沉淀池的位置,沉淀池的容積應滿足個以上排渣量的需要。2.2.6泥漿池開挖以及泥漿制備施工前本著節約方便施工的原則確定泥漿池位置及大小。一般可根據使用的泥漿泵的功率依照相鄰的樁基共用一座泥漿池的原則來確定泥漿池位置,泥漿池大小可按照使用鉆機數量來開挖。開挖以前先挖深溝,經有關人員確認泥漿池位置無地下管
6、線。泥漿池可按照1:0.75放坡,開挖完成后應立即按照要求設置高的欄桿,同時用緑網四周圍護并在醒目位置懸掛標示牌、警示牌等。泥漿池造漿前底部及四周使用厚朔料布進行襯護。由于旋挖鉆機施工時,采用靜態泥漿護壁,故應配置優質泥漿進行護壁。泥漿調制采用泥漿攪拌制備,泥漿可采用接近地表經過凍融的黏土或水化快造漿能力強黏度大的膨潤土來制備?,F場技術交底和設計圖紙,通過標高計算復核樁徑樁長樁底樁頂標高,如有疑問及時報現場工程師,防止出現施工質量事故。2.3作業條件2.3.1對所有機具包括混凝土運輸設備、振動器(棒)經檢驗試運轉正常,鉆機及配套設備到位且使用正常。準備一旦出現故障的應急措施,保證人力、物力、材
7、料均能滿足澆筑速度的要求?,F場砼試塊養護池和試塊試模準備就緒。2.3.2工長根據施工方案對操作班組已進行全面施工技術交底,落實施工方案。2.3.3鋼筋籠、成孔后自檢合格,報請監理工程師復查合格后方可進行砼施工。三、材料和質量要點3.1材料要求3.1.1水泥a、水泥擬選用32.5號以上的普通硅酸鹽水泥。b、水泥進場時,應有出廠合格證或試驗報告,并要核對其品種、標號、出廠日期。使用前若發現受潮或過期,應重新取樣試驗。c、水泥質量證明書中各項品質指標應符合標準中的規定。品質指標包括氧化鎂含量、三氧化硫含量、燒失量、細度、凝結時間、安定性、抗壓和抗折強度。d、混凝土的最大水泥用量不宜大于450kg/m
8、3。3.1.2砂:a、砂擬優先選用優質河砂,嚴禁采用含氯量大的海砂。b、砂子宜用中砂,砂率宜控制在40%50%。c、砂的含泥量(按重量計),當混凝土強度等級高于或等于C30時,不大于3%;低于C30時,不大于5%,對有抗滲、抗凍或其它特殊要求的混凝土用砂,其含泥量不應大于3%。3.1.3石子:a、宜選用花崗巖碎石或卵石。b、石子最大粒徑不得大于結構截面尺寸的1/5,同時不得大于鋼筋間最小凈距的3/4。且不得超過60mm。c、石子的含泥量(按重量計)對等于或高于C30混凝土時,不大于1%;低于C30時,不大于2%;對有抗凍、抗滲或其它特殊要求的混凝土,石子的含泥量不大于1%。D、石子中針、片狀顆
9、粒的含量(按重量計),當混凝土等級高于或等于C30時,不大于15%;低于C30時不大于25%。3.1.4 水:符合國家標準的生活飲用水可拌制各種混凝土,不需再進行檢驗。3.1.5外加劑:減水劑、早強劑、緩凝減水劑等應符合有關標準的規定,其摻量須經試驗符合要求后,方可使用。3.1.6鋼筋已到達現場,其品種、級別和規格符合設計要求,并附有產品合格證、附件清單和有關材質報告單或檢查報告,現場質檢員已按要求進行外觀檢查,并按60t為驗收批進行力學抽檢。3.1.7優質泥漿性試驗鉆進方法地層情況相對密度黏度()含砂率()膠體率()值旋挖鉆填土、硬土、粉土、砂性土、砂卵礫石層、軟中硬基巖等1.031.118
10、222988103.1.8鋼護筒檢測項目及指標序號檢測項目規定值或允許偏差檢測方法和頻率長度()滿足設計值尺量外徑()樁徑(2040)傾斜度1護筒頂面中心偏差()50相鄰關節管徑差()3下沉最后灌入度5焊接焊縫尺寸及外觀符合規程要求樣板尺,目測10點超聲波檢測超聲波探傷100探傷儀檢測3.1.9鉆孔樁灌注混泥土前泥漿及沉渣指標項目允許誤差檢驗方法泥漿比重1.1泥漿測試儀器(三件套)含砂率2黏度1720沉渣厚度20測繩測量3.2技術要求3.2.1嚴格控制混凝土澆筑的連續性,不得出現斷樁、縮頸、短樁等現象。3.2.2嚴格控制水灰比和混凝土坍落度。3.2.3為提高混凝土的抗滲性和密實性,內部可摻入適
11、量的粉煤灰和引氣型減水劑等。3.2.4檢查鋼筋籠綁扎質量、鋼筋保護層等是否符合設計要求,合格后填寫隱蔽驗收單。3.3質量要求3.3.1所用外加劑應有出廠合格證和使用說明書,現場復驗其各項性能指標應合格。3.3.2檢查混凝土拌合物配料的稱量是否準確,如拌合用水量、水泥用量、外加劑摻量等。3.3.3檢查混凝土拌合物的坍落度,每工作班至少兩次。3.3.4鋼筋儲存:鋼筋的外觀檢查合格后,應按鋼筋品種、等級、牌號、規格及生產廠家分類堆放,不得混雜,且應設立識別標志。鋼筋在儲存過程中應避免銹蝕和污染,宜在庫內或棚內存放,露天堆置時,應架空存放,離地面不宜小于300mm,應加以遮蓋。3.3.5鋼筋的除銹:鋼
12、筋均應清除油污和捶打能剝落的浮皮、鐵銹。大量除銹,可通過鋼筋冷拉或鋼筋調直機調直過程中完成;少量的鋼筋除銹,可采用電動除銹機或噴砂方法除銹,鋼筋局部除銹可采取人工用鋼絲刷或砂輪等方法進行。 3.3.6鋼筋配料整形:鋼筋應平直、無局部彎折,對彎曲的鋼筋應調直后使用。調直可采用冷拉或調直機調直冷拉法多用于較細鋼筋的調直,調直機多用于較粗鋼筋的調直,采用冷拉法調直時應勻速慢拉,級鋼筋冷拉率應2,牌號鋼筋冷拉率應1.用調直機調直鋼筋時,表面傷痕不應使截面面積減少5以上。調直后的鋼筋應平直、無局部彎折,冷拔低碳鋼筋表面不得有明顯擦傷。3.3.7下料前認真核對鋼筋規格、級別及加工數量,無誤后按配料單下料。
13、鋼筋彎曲成型前,應根據配料表要求長度分別截斷,通常用鋼筋切斷機進行。在鋼筋切斷前,先在鋼筋上用粉筆按配料單標注下料長度將切斷位置做明顯標記,切斷時,切斷標記對準刀刃將鋼筋放入切割槽將其切斷。應將同規格鋼筋根據不同長短搭配、統籌排料;一般先斷長料。后斷短料,一減少短頭和損耗。避免用短尺量長料,防止產生累計誤差,應在工作臺上標出尺寸、刻度,并設置控制斷料尺寸用的擋板。切斷過程中如發現劈裂、縮頭或嚴重的彎頭等,必須切除,切斷后鋼筋斷口不得有馬蹄形或起彎等現象,鋼筋長度偏差不得小于10mm3.3.8鋼筋彎曲時應將個彎曲點位置劃出,劃線尺寸應根據不同彎曲角度和鋼筋直徑扣除鋼筋彎曲調直值。劃線應在工作臺上
14、進行,如無劃線臺而直接以尺度量化線時,應使用長度適當的木尺接量,以防發生差錯。第一根鋼筋彎曲成型后,應與配料表進行復核,復核要求后再成批加工。成型后的鋼筋要求形狀正確,平面上浮無凹曲。彎點處無裂縫。其尺寸允許偏差為:全長10mm,彎起鋼筋起彎點位移20 mm,彎起鋼筋的起彎高度5mm,箍筋邊長5mm,箍筋邊長5mm。3.3.9鋼筋的連接接頭:焊工必須經考試合格后持證上崗。鋼筋焊接前,必須根據施工條件進行試焊,確定工藝參數,試樣數量應與檢查驗收每批抽樣數量要求相同。施工時,操作人員嚴格執行工藝參數,施工員、質量員對焊機參數、接頭質量隨機抽樣,確保焊接過程監控到位,焊接接頭檢測由監理工程師見證抽樣
15、送檢。3.3.10加工鋼筋籠胎具:用槽鋼和鋼板焊成組合胎具,每組胎具由底梁、底梁端部大樣板、加強筋位置弧板三部分構成。底梁采用兩根槽鋼,槽鋼間距50cm左右,之間用鋼筋或角鋼焊接;底梁一端垂直焊接一塊110cm110 cm的鋼板,厚不小于0.5mm;在大樣板上用油漆繪出加強筋外輪廓及每根0主筋的位置;在底梁上按每節鋼筋骨架加強箍筋數量和位置設立弧形板胎具,弧形板采用10 mm鋼板,弧形板胎具按加強筋外緣弧長的三分之一長設置,弧形胎具上對應大樣板主筋位置設置凹槽,校正無誤后與底梁焊接。將加強箍筋就位于每道弧板胎具的同側,按弧形胎膜的凹槽擺焊主筋和箍筋,弧形胎膜上的主筋全部焊完后,滾動鋼筋骨架至下
16、一段三分之一弧,如此往復,直至全部焊完。滾出鋼筋骨架,然后吊起骨架擱于支架上,套入盤筋,按設計位置布置好螺旋筋并綁扎于主筋上,點焊牢固,最后安裝和固定聲測管。第一個骨架加工時,每焊完三分之一弧至下一段弧時,要與大樣板上的主筋位置核對,焊完后,核對無誤,可成批加工。具備條件后可使用鋼筋籠成型專用設備進行加工。3.3.11鋼筋籠加工場地分節制作,根據具體吊裝能力確定每節長度,加工必須按照鋼筋配料單或技術交底進行,嚴禁隨意、私自更改制作方式。下料前,必須先進行拉直,然后對號加工下料,并分類標時排放。鋼筋籠制造在專用胎具上或臺架上進行,鋼筋的間距必須至少采用兩個間距定位架來進行定位,禁止工人手扶固定間
17、距,保證其主筋和箍筋的軸線、平順度和間距符合設計要求規范誤差要求。 3.3.12螺旋筋的安裝:螺旋筋設置在主筋外側,螺旋箍筋纏繞要緊密。防止離鼓,采用綁扎或梅花形點焊與主筋連接成型。螺旋筋與主筋連接先點焊在主筋上,然后用綁絲綁扎。鋼筋綁扎采用1822號鐵絲,綁絲采用一正一反交叉綁扎的方式,每一扎均要勒緊。螺旋鋼筋采用標準卡具進行安裝和檢查。3.3.13加強筋設于主筋內側,第一道加強筋距承臺底40cm,最下一道設于鋼筋底面以上10 cm,中間部分自上而下每2m一道,零數可在最下二段平均分配,但不得大于2.5m。加強筋與主筋的連接采用電弧焊,必須焊牢,要求嚴格控制電流大小,不得燒傷主筋。四、施工工
18、藝4.1旋挖鉆機鉆孔樁施工工藝4.2鋼筋籠施工工藝4.3測量放樣利用施工現場附近復核報批過的導線點和水準點,用全站儀等準確放樣各樁位中心,用十字樁固定位置,用水準儀測量地面高程,確定鉆孔深度;測好的樁位必須復測,誤差控制在以內。4.4鉆機就位4.4.1鉆機就位以前先檢查鉆機的工作性能,確保鉆機各零部件、液壓系統及各種儀表正常工作。保證樁位附近平整,把鉆機開到樁位旁,將鉆機的尖端正對樁位標注點。再用垂球及鉆機儀表控制鉆桿的垂直度和鉆機機身的水平,并保證鉆架上的起吊滑輪、鉆桿中心及轉盤中心在同一條鉛垂線上,保證鉆機底座和頂端要平穩,在鉆進和運行中不應產生位移和沉陷。4.4.2鉆機停位回轉中心矩空位
19、在之間。在允許的情況下,變幅油缸盡可能將桅桿縮回,這樣可以減小鉆機自重和提升下降脈沖壓力對孔的影響。檢查在回旋半徑范圍內是否有障礙物影響回轉。4.5 制作、護筒埋設4.5.1旋挖鉆機施工使用鋼護筒,護筒一般用厚的鋼板加工制成,高度為。鉆機樁的護筒內徑應比鉆頭直徑大,比樁徑大,護筒長度根據地質情況確定。護筒加工完成后應立即檢查護筒幾何尺寸、相鄰管節管徑差、焊縫尺寸、外觀及焊縫質量(水中護筒需要檢查),檢查合格后報現場工程師,同時在護筒頂面、底面找出護筒截面中心,并在護筒上做好標示。4.5.2護筒有定位、保護孔口和維持水位高差等重要作用。所以護筒中心與樁位中心應重合,周邊用黏土夯填密實。埋設護筒前
20、進行樁位控制點的放樣,用小口徑的鉆頭先預鉆至護筒底的標高位置,然后提出鉆頭且用鉆頭將鋼護筒壓到預定位置,再用粗顆粒土回填護筒外側周圍,回填密實。鉆頭慣壓護筒時要分別在護筒各個方向均勻慣壓、同時慣壓、防止外側護筒慣壓過程中出現傾斜。4.5.3護筒慣壓到位后再用水平尺、垂球檢查護筒的垂直度。檢查合格后再進行護筒外側的回填,并報現場工程師。4.5.4護筒的埋設深度:在黏性土中不宜小于;在砂土中不宜小雨并在保持孔內泥漿液面高于地下水位以上。4.5.5利用施工現場附近的水準點測量護筒頂面標高,確定樁基深度。4.6鉆機鉆孔4.6.1鉆孔前在護筒頂面依照護筒壁上的護筒頂面中心標示掛設中心線,然后對中鉆頭中心
21、。鉆頭中心與護筒中心偏差不得大于。4.6.2成孔前必須檢查鉆頭保徑裝置,鉆頭直徑、磨損情況,施工工程中磨損超標的鉆頭及時更換。4.6.3旋挖鉆機配備電子控制系統顯示并調整鉆進的垂直度,通過電子控制和人工用垂球觀察兩種方式來保證鉆桿的垂直度,從而保證成孔的垂直度。同時在每一次鉆機提鉆甩渣復位后檢查鉆頭是否對中。4.6.4開鉆時,先啟動泥漿泵和轉盤,使之空轉一段時間,待泥漿輸進鉆孔中高于護筒底角以上并不得低于地下水位方可開始鉆進。開始鉆進時,低檔慢速鉆進,待鉆進深度超過護筒刃角處,按正常速度鉆進。在黏質土中鉆進時,由于泥漿黏性大,宜糊鉆,采用中等鉆速,大泵量、稀泥漿鉆進;在砂類土或軟土層鉆進時,易
22、???,宜控制進尺、輕壓、低檔慢速、大泵量、稀泥漿鉆進。4.6.5以鉆頭自重加壓作為鉆進壓力,初入壓力控制在。每次進尺最佳為,鉆屑進入筒體,裝滿一斗后,將鉆頭提出空外移至機側,繼續繁慢上提鉆斗,利用動力頭下的擋板將鉆頭上的壓桿下壓,通過與頂壓桿相連的連接桿件將鉆斗的底蓋打開卸落鉆渣,鉆渣卸落完成,再將鉆斗下落至地面,正旋關蓋復位。4.6.6起落鉆頭速度要均勻,不得過猛或遽然變速,孔內出土,應立即清走,不得堆積在鉆孔周圍。4.6.7鉆孔作業分班連續進行,一次成孔。在鉆進過程中,按試樁確定的參數進行施工,設專職記錄員記錄成孔過程的各種參數,依照地質報告隨時觀察鉆渣情況與地質報告對照,并準確取樣報現場
23、工程師確認地質情況。當樁尖持力層地質與設計不符時,立即通知監理工程師及有關部門確認是否進行變更設計。鉆孔工程中還必須詳細記錄鉆進深度、泥漿指標、機械設備損壞、障礙物、鉆孔異常情況等。記錄必須認真、及時、準確、清晰。交接班時要做好交接記錄。4.6.8鉆進過程中產生的泥漿、鉆渣經沉淀池凈化處理后方可排放沉淀水。在排水過程中不能造成對農田及周圍水源的污染,沉淀池重點沉淀物用汽車運至指定棄場堆放處理。4.6.9鉆至樁機設計標高后,鉆頭在不加壓的情況下就地繼續旋轉數圈,再提鉆,保證鉆頭盡可能取渣情況下避免超鉆。4.7成孔檢查4.7.1在鉆機顯示器顯示孔底達到設計樁底標高后,停止鉆進,在現場監理工程師在場
24、的情況下,對護筒頂面標高、孔位中心偏差、空深、鉆孔垂直度、孔底沉渣厚度等測量儀器、測繩、驗孔器等工具進行全面檢查(見鉆孔樁鉆孔允許偏差和檢驗方法),簽字確認合格。4.7.2檢孔器長度為倍樁基直徑,外徑直徑不得小于鉆孔樁直徑。檢孔器按照鋼筋籠的形式加工,必須規則,切具有一定剛度。4.7.3鉆孔傾斜度通過檢孔器檢驗:檢孔器在孔頂對中護筒中心下落后,通過在護筒頂觀測吊繩相對于豎直垂線偏移情況可計算成孔后的傾斜度。具體做法是:在驗孔器下放到指定位置后在吊點系一垂球,然后在垂球的吊繩上用毫米尺標定從垂球系點開始的米位置,待垂球靜止后用毫米尺測量垂球吊繩到檢孔器吊繩的距離(單位:)。此時檢孔器所處位置樁孔
25、的傾斜度就為。4.8排渣、清孔鉆孔排渣可采用泥漿循環和抽渣筒等方法。如采用抽渣筒排渣深厚,每鉆進0.5-1米應抽渣一次,并補給泥漿,灌注清水。鉆到施工圖標示樁底標高后,應立即清孔。當鉆進深度達到設計要求時,應對孔深、孔徑、孔位和孔行進行檢查,滿足設計要求后,填寫終孔檢查證,經監理工程師鑒認后方可進行清理和灌注水下混凝土的準備工作。4.8.1清孔方法掏渣法適用于在各類土層中用鉆孔的各類摩擦樁的初步清孔:噴射法(射風、射水)法和砂漿懸浮法是用于配合其他清孔方法的輔助手段。4.8.2鉆孔樁清孔對于原土造漿的鉆孔,鉆到設計后,可使鉆頭空鉆不進尺,循環換漿,泥漿比重在:左右。對于土質較差的砂土層和砂加卵
26、石層,清孔后孔底泥將密度應控制在,cm3左右。清孔后的孔底沉渣厚度,端承樁不得大于mm,或不大于設計規定值;摩擦樁不得大于mm。在灌注水下混凝土前必須復測沉渣厚度,沉渣超過規定者,必須重新清孔,符合規定后方可灌注水下混凝土。4.8.3清孔注意事項清孔應向孔內補充清水或泥漿保持孔內水頭,防止塌孔。不斷用加大孔深的辦法代替清孔。柱樁孔,在灌注混凝土前孔底射水或壓氣min,翻動孔底沉渣,然后進行灌注。射水壓力比孔前壓力大MP.各環節施工銜接緊密,縮短工藝間隔時間。4.9鋼筋籠的制作 制作鋼筋籠時,要求主筋環向均勻布置,箍筋的直徑及間距、主筋的保護層、加勁箍的間距等均應符合設計規定。箍筋和主筋之間一般
27、采用點焊。分段制作的鋼筋籠,其接頭宜采用焊接并應遵守混凝土結構工程施工質量驗收規范。 鋼筋籠吊放入孔時,不得碰撞孔壁。灌注混凝土時應采取措施固定鋼筋籠的位置,避免鋼筋籠受混凝土上浮力的影響而上浮。 也可待澆筑完混凝土后,將鋼筋籠用帶帽的平板振動器振入混凝土灌注樁內。 4.10混凝土的配制 配制混凝土所用的材料與性能要進行選用。灌注樁混凝土所用粗骨料可選用卵石或碎石,其最大粒徑不得大于鋼筋凈距的1/3。坍落度隨成孔工藝不同而有各自的規定。混凝土強度等級不應低于C15,水下澆注混凝土不應低于C20。水下澆注混凝土具有無振動、無排污的優點,又能在流砂、卵石、地下水、易塌孔等復雜地質條件下順利成樁,而
28、且由于其擴散滲透的水泥漿而大大提高了樁體質量,其承載力為一般灌注樁的1.52倍。 4.11鉆孔與灌注作業的連續性鉆孔完成后,應立即組織鋼筋籠安裝和水下混凝土灌注工作,在此過程中,應保持孔內水頭,避免塌孔。為保證施工的連續進行,應做好以下工作:4.11.1鋼筋籠應提前制作。如果鋼筋籠長度超過吊裝能力,可以分段制作,向孔內安裝時現場焊接或采用套筒發接長。4.11.2提前完成機械設備和施工器具的準備,包括混凝土生產設備,起重吊裝設備,電焊設備,供電設備,混凝土灌注設備,檢測試驗設備等,混凝土生產和供電等關鍵設備應有一套備用。4.11.3按規定時間提前約請監理工程師現場檢驗成孔,鋼筋籠,混凝土配合比及
29、原材料,混凝土拌制的質量,避免停工檢驗。五、質量標準5.1混凝土原材料主控項目:5.1.1水泥進場時應對其品種、級別、包裝或散裝倉號、出廠日期等進行檢查,并對其強度、安定性及其他必要的性能指標進行復驗,其質量必須符合現行國家標準硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥GB175等的規定。當使用中對水泥質量有懷疑或水泥出廠超過三個月(快硬硅酸鹽水泥超過一個月)時,應進行復驗,并按復驗結果使用。鋼筋混凝土結構、預應力混凝土結構中,嚴禁使用含氯化物的水泥。檢查數量:按同一生產廠家、同一等級、同一品種、同一批號連續進場的水泥,袋裝不超過200T,散裝不超過500T為一批,每批抽樣不少于一次。檢查方法:檢查產品合格證
30、、出廠檢驗報告和進場復驗報告。5.1.2混凝土中摻用外加劑的質量及應用技術應符合現行國家標準混凝土外加劑GB8076、混凝土外加劑應用技術規范GB50119等有關環境保護的規定。預應力混凝土結構中,嚴禁使用含氯化物的外加劑。鋼筋混凝土結構中,當使用含氯化物的外加劑,混凝土中氯化物的總含量應符合現行國家標準混凝土質量控制標準GB50164的規定。檢查數量:按進場的批次和產品的抽樣檢驗方法確定。檢驗方法:檢查產品合格證、出廠檢驗報告和進場復驗報告。5.1.3混凝土中氯化物和堿的總含量應符合現行國家標準混凝土結構設計規范GB50010和設計的要求。檢驗方法:檢查原材料試驗報告和氯化物、堿總含量計算書
31、。一般項目:5.1.4混凝土中摻用礦物摻合料的質量應符合現行國家標準用于水泥和混凝土中的粉煤灰GB1596等的規定。礦物摻合料的摻量應通過試驗確定。檢查數量:按進場的批次和產品的抽樣檢驗方案確定。檢查方法:檢查出廠合格證和進場復驗報告。5.1.5普通混凝土所用的粗、細骨料的質量應符合國家現行標準普通混凝土用碎石或卵石質量標準及檢驗方法JGJ53、普通混凝土用砂質量標準及檢驗方法GJ52的規定。檢查數量:按進場的批次和產品的抽樣檢驗方案確定。檢查方法:檢查進場復驗報告。5.1.6拌制混凝土宜采用飲用水;當采用其他水源時,水質應符合國家現行標準混凝土拌合用水標準JGJ63的規定。檢查數量:同一水源
32、檢查不少于一次。檢驗方法:檢查水質試驗報告。5.2配合比設計主控項目5.2.1混凝土應按國家現行標準普通混凝土配合比設計規程JGJ55的有關規定,根據混凝土強度等級、耐久性和工作性等要求進行配合比設計。對有特殊要求的混凝土,其配合比設計尚應符合國家現行有關標準的專門規定。檢驗方法:檢查配合比設計資料。一般項目5.2.2首次使用的混凝土配合比應進行開盤鑒定,其工作性能應滿足設計配合比的要求。開始生產應至少留置一組標準養護試件,作為驗證配合比的依據。檢查方法:檢查開盤鑒定資料和試件強度試驗報告。5.2.3混凝土拌制前,應測定砂、石含水率并根據測試結果調整材料用量,提出施工配合比。檢查數量:每個工作
33、班檢查一次。檢驗方法:檢查含水率測試結果和施工配合比通知單。5.3混凝土施工主控項目5.3.1結構混凝土的強度等級必須符合設計要求。用于檢查結構構件混凝土強度等級的試件,應在混凝土的澆筑地點隨機抽取。5.3.2對在抗滲要求的混凝土結構,其混凝土試件應在澆筑地點隨機取樣。同一工程、同一配合比的混凝土,取樣不得少于一次;留置組數可根據實際需要確定。檢驗方法:檢查試件抗滲試驗報告。5.3.3混凝土原材料每盤稱量的允許偏差應符合下表的規定。原材料每盤稱量的允許偏差材料名稱允許偏差水泥2%粗、細骨料3%水、外加劑2%注:1、衡器應定期校驗,每次使用前應進行零點校核,保持計量準確;2、當遇雨天或含水率有顯
34、著變化時,應增加含水率檢測次數,并及時調整水和骨料的用量。檢查數量:每工作班抽查不應少于一次。檢驗方法:復稱。5.3.4混凝土運輸、澆筑及間歇的全部時間不應超過混凝土的初凝時間。同一根樁的混凝土應連續澆筑,并應在底層混凝土初凝之前將上一層混凝土澆筑完畢。檢查數量:全數檢查。檢驗方法:觀察,檢查施工記錄。5.4鋼筋原材料鋼筋進場時,必須對其質量指標進行全面檢查并按批抽取試件做屈服強度、抗拉強度、伸長率和冷彎試驗,其質量應符合國家現行標準鋼筋混凝土用熱軋光圓鋼筋(GB13013)、鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋(GB1449)和低碳鋼熱軋圓盤條(GB/T701)等的規定和設計檢驗數量:以同牌號、同爐罐號
35、、同規格、同交貨狀態的鋼筋,每60t為一批,不足60t也按一批計。施工單位每批抽檢一次;監理單位見證取樣檢測或平行檢驗抽檢次數為施工單位抽檢次數的20或10,但至少一次。檢驗方法:施工單位全部檢查質量證明文件并按批進行抽樣做屈服強度、抗拉強度、伸長率和冷彎試驗;監理單位全部檢查質量證明文件、試驗報告并隨機抽樣進行見證取樣檢測或平行檢驗。5.5鋼筋加工鋼筋的加工應符合設計要求。當設計未提出要求時,應符合下列規定:受拉熱軋光圓鋼筋的末端應做180彎鉤,其彎曲直徑dm不得小于鋼筋直徑的2.5倍,鉤端應留有不小于鋼筋直徑的3倍的直線段。受拉熱軋光圓和帶肋鋼筋的末端,當設計要求采用直角形彎鉤時,其彎曲直
36、徑dm不得小于鋼筋直徑的5倍,鉤端應留有不小于鋼筋直徑3倍的直線段。彎起鋼筋應彎成平滑的曲線,其彎曲半徑不得小于鋼筋直徑的120倍(光圓鋼筋)或12倍(帶肋鋼筋)。用低碳鋼熱軋圓盤條制成的箍筋,其末端應做成不小于90的彎鉤,有抗震等特殊要求的結構應做135或180的彎鉤。;彎鉤端直線段的長度,一般結構不得小于箍筋直徑的5倍。有抗震等特殊要求的結構,不得小于箍筋直徑的10倍。檢驗數量:施工單位按鋼筋編號各抽檢10,且各不少于3件;監理單位平行檢驗數量為施工單位抽檢數量的10,且各不少于一件。檢驗方法:尺量。5.6鋼筋連接5.6.1縱向受力鋼筋的連接方式必須符合設計要求。檢驗數量:施工單位、監理單
37、位全部檢查。檢驗方法:觀察。5.6.2鋼筋接頭的技術要求和外觀質量應符合相關檢驗標準的規定。鋼筋焊接接頭應按批抽取試件做力學性能檢驗,其質量必須符合現行行業標準鋼筋焊接及驗收規程(JGJ18)的規定和設計要求。承受靜力荷載為主的直徑為2832mm帶肋鋼筋采用冷擠壓套筒連接接頭時,應按批抽取試件做力學性能檢驗,其質量必須符合現行行業標準帶肋鋼筋套筒擠壓連接技術規程(JGJ108)的規定和設計要求。檢驗數量:鋼筋接頭的外觀質量,施工單位、監理單位全部檢查。焊接接頭的力學性能檢驗以同級別、同規格、同接頭形式和同一焊工完成的每200個接頭為一批,不足200個也按一批計。冷擠壓套筒連接接頭的力學性能檢驗
38、以同等級、同規格和同接頭形式的沒200個接頭為一批,不足200個也按一批計。施工單位每批抽檢一次;監理單位見證取樣檢測次數為施工單位抽檢次數的20,但至少一次。 檢驗方法:鋼筋接頭外觀檢查,施工單位、監理單位觀察和尺量。焊接接頭和冷擠壓套筒連接接頭力學性能檢驗,施工單位做拉伸試驗,閃光對焊接頭增做冷彎試驗;監理單位檢查力學性能試驗報告并進行見證取樣檢測。5.7鋼筋安裝5.7.1安裝的鋼筋品種、級別、規格和數量必須符合設計要求。檢驗數量:施工單位、監理單位全部檢查。檢驗方法:觀察和尺量。5.7.2鋼筋保護層墊塊位置和數量應符合設計要求。檢驗數量:施工單位、監理單位全部檢查。檢驗方法:觀察和尺量。
39、5.7.3當架力和綁扎環氧涂層鋼筋時,不得使用無涂層的普通鋼筋和金屬絲。環氧涂層鋼筋與無涂層的普通鋼筋之間不得有電連接。檢驗數量:施工單位、監理單位全部檢查。檢驗方法:觀察和測量。5.7.4在整個施工過程中,應隨時檢查環氧涂層鋼筋的涂層損傷缺陷情況,每米環氧涂層鋼筋上小于25mm2的涂層缺陷的總面積不得大于鋼筋表面積的0.1.符合修補條件的應按規定及時修補,不符合修補條件的不得再修補使用。檢驗數量:施工單位、監理單位全部檢查。檢驗方法:觀察和尺量。5.7.5鉆(挖)孔樁鋼筋骨架的允許偏差和檢驗方法應符合下表的規定。序 號項 目允許偏差檢驗方法1鋼筋骨架在承臺底以下長度100mm尺量檢查2鋼筋骨
40、架直徑20mm3主鋼筋間距0.5d尺量檢查不少于5處4加強筋間距20mm5箍筋間距或螺旋筋間距20mm6鋼筋骨架垂直度1吊線尺量檢查 注:d為鋼筋直徑(mm),檢驗數量:施工單位全部檢查。5.8 灌注樁的樁位偏差必須符合下表的規定,樁頂標高至少要比設計標高高出0.5米,樁底清孔質量按不同的成樁工藝有不同的要求,應按相關要求執行。每澆注50立方必須有1組試件,小于50立方的樁,每根樁必須有一組試件。成孔方法樁徑允許偏差(MM)垂直度允許偏差(%)樁位允許偏差(MM)1-3根、單排樁基垂直于中心線方向和群樁基礎的邊樁條形樁基沿中心線方向和群樁基礎的中間樁泥漿護壁鉆孔樁D1000MM501D/6,且
41、不大于100D/4,且不大于150D1000MM501000.01H150+0.01H5.9混凝土灌注樁(泥漿護壁鉆孔)質量檢驗標準項序檢查項目允許偏差或允許值檢查方法單位數值主控項目1樁位見上表基坑開挖前量護筒,開挖后量樁中心2孔深+300只深不淺,用重錘測,或測鉆釬,套管長度,嵌巖樁應確保進入設計要求的嵌巖深度3樁體質量檢驗按基樁檢測技術規范。如鉆芯取樣,大直徑嵌巖樁應鉆至樁尖下50按基樁檢測技術規范4混凝土強度設計要求試件報告或鉆芯取樣送檢5承載力按基樁檢測技術規范按基樁檢測技術規范一般項目1垂直度見上表測套管或鉆桿,或用超聲波探測,干施工時吊垂球2樁徑見上表井徑儀或超聲波檢測,干施工時
42、用鋼尺量,人工挖孔樁不包括內襯厚度3泥漿比重(粘土或砂性土中)115-120用比重計測,清孔后在距孔底50處取樣4泥漿面標高(高于地下水位)M05-10目測5沉渣厚度:端承樁摩擦樁50150用沉渣儀或重錘測量6混凝土坍落度:水下灌樁干施工160-22070-100坍落度儀7鋼筋籠安裝深度100用鋼尺量8混凝土充盈系數1檢查每根樁的實際灌注量9村頂標高+30-50水準儀,需扣除樁頂浮漿層及劣質樁體六、成品保護6.1混凝土澆筑時應保護好鋼筋。防止位移和污染,應設專人負責看守,發現問題及時報告處理。6.2樁基施工時采用后退式方法,在混凝土強度達到設計強度的90%以前任何機械嚴禁在上部行走或挖掘周邊土
43、層。6.3鋼筋籠在搬運和安裝過程中必須采取可靠措施防止骨架變形,輕起輕放。6.4砼在終凝之前,嚴禁在上部踐踏,造成凹凸不平,且不許搖晃豎向鋼筋。6.5要保證鋼筋和墊塊的位置正確,砼成型后不許用任何物件碰撞或擠壓混凝土樁。6.6禁止擾動區域設置警戒線或圍擋,已成型樁上部設置標示牌。七、安全環保措施7.1安全保證措施7.1.1現場施工負責人和施工員必須十分重視安全生產,牢固樹立安全促進生產,生產必須安全的思想,切實做好預防工作。所有施工人員必須經安全培訓,考核合格方可上崗。7.1.2施工員在下達施工計劃的同時,應下達具體的安全措施,每天出工前,施工員要針對當天的施工情況,布置施工安全工作,并講明安
44、全注意事項。學習安全常識,從思想上行動上重視安全,增強防范意識。7.1.3落實安全施工責任制、安全施工教育制度、安全施工交底制度、施工機具設備安全管理制度等。并落實到崗位,責任到人。特殊工種必須執證上崗。7.1.4施工期間應以漏電保護、防機械事故和保護為安全工作重點,切實做好防護措施。7.1.5遵章守紀,杜絕違章指揮和違章作業,現場設立安全措施及有針對性的安全宣傳牌、標語和安全警示標志。7.1.6施工前接受安全員及技術員安全交底,進入施工現場必須佩戴好安全帽,作業人員衣著靈活緊身,禁止穿硬底鞋、高跟鞋作業,2米以上臨空作業應系好安全帶,禁止酒后作業、吸煙和打架斗毆。7.1.7保證現場運輸道路平
45、坦,無障礙,夜間照明亮度應滿足施工要求。7.1.8用電設備派專人專用,其它人員不得隨便動用各種用電設備和控制開關,電氣設備做到“一機一閘一保護”。電源線應架空布置,不許隨意亂放或置于地上。所有電器設備必須有可靠的接地裝置和防漏裝置。7.1.9鉆機個崗位工作人員,在上崗之前,都必須經過針對性的培訓,持證上崗,全部工作人員都必須熟知樁基的整個施工過程,同時要熟練掌握自己所承擔的工作內容和操作過程。不符合條件的不得上崗。7.1.10鉆機就位前,敦位的鉆孔范圍內要碾壓密實,在軟弱地基段鉆機履帶下腰墊厚的鋼板,避免鉆機傾斜發生意外。鉆機就位后,機身要用方木墊平,塞牢。桅桿頂端用鋼絲繩對稱拉緊。7.1.1
46、1鉆孔中,應注意觀察有無漏漿現象,特別是巖溶地址,隨時補充泥漿,保證孔內水位。沖擊鉆施工時,應對附近建筑物的安全檢測。應在鉆孔附近設置醒目標志和圍欄,以防止人員調入孔內。7.1.12按鉆機維修保養制度,定期進行保養和維修,并作好保養維修記錄。美工班檢查鉆頭、主繩、主繩與鉆頭連接、提梁、繩卡等,及時處理問題。鋼絲繩一個節距內斷絲超過時必須更換。鋼絲繩安全系數,纜風繩為,吊索為。7.1.13泥漿池四周要設安全護欄,掛醒目地警示標語。7.1.14護筒周圍一定要按要求回填密實,埋設深度滿足要求,避免地表土質較差造成孔口塌孔,影響機械設備及人員的安全。7.1.15鉆機上方有高壓線時一定要保證足夠的安全距
47、離,杜絕為了進度冒險施工。7.2環境保護措施7.2.1嚴格按施工組織設計要求合理布置工地現場的臨時設施, 各施工區域搭設圍擋并設標識標牌,做到材料堆放整齊,標識清楚,辦公環境文明,施工現場每日清掃,嚴禁在施工現場及其周圍隨地大小便,確保工地文明衛生。7.2.2做好安全防火工作,嚴禁工地現場吸煙或其它不文明行為。7.2.3定期會同監理、建設單位對工地衛生、材料堆放、作業環境進行檢查,開展施工現場管理綜合評定工人作。7.2.4做好現場保衛工作。7.2.5運輸道路及施工現場經常灑水潤濕;防止揚塵。車輛行駛速度不得大于15km/h。7.2.6設獨立加油區圍護,油污不得污染地面。做好施工燃油的保管工作,
48、油料存放應做到密封保存。7.2.7鉆渣要及時清運,在棄渣場做好防護工作,避免水土流失污染環境。7.2.8泥漿要做好循環利用,不能利用的沉渣要用密封車清運出現場,不能污染河流及水域。泥漿應沉淀處理后排放,并符合環保要求,必須及時清運渣土,防止污染。7.2.9運輸道路及時修整維護,保證車輛行駛平穩,寬度滿足安全要求。7.2.10 爭創文明施工現場,反對浪費,落地漿應及時回收重新拌合后使用,混凝土澆完后,平臺放射梁及平臺面上的灰塵及混凝土碎塊應及時清理干凈。電廠分散控制系統故障分析與處理作者:單位:摘要:歸納、分析了電廠DCS系統出現的故障原因,對故障處理的過程及注意事項進行了說明。為提高分散控制系
49、統可靠性,從管理角度提出了一些預防措施建議,供參考。關鍵詞:DCS故障統計分析預防措施隨著機組增多、容量增加和老機組自動化化改造的完成,分散控制系統以其系統和網絡結構的先進性、控制軟件功能的靈活性、人機接口系統的直觀性、工程設計和維護的方便性以及通訊系統的開放性等特點,在電力生產過程中得到了廣泛應用,其功能在DAS、MCS、BMS、SCS、DEH系統成功應用的基礎上,正逐步向MEH、BPC、ETS和ECS方向擴展。但與此同時,分散控制系統對機組安全經濟運行的影響也在逐漸增加;因此如何提高分散控制系統的可靠性和故障后迅速判斷原因的能力,對機組的安全經濟運行至關重要。本文通過對浙江電網機組分散控制
50、系統運行中發生的幾個比較典型故障案例的分析處理,歸納出提高分散系統的可靠性的幾點建議,供同行參考。1考核故障統計浙江省電力行業所屬機組,目前在線運行的分散控制系統,有TELEPERM-ME、MOD300,INFI-90,NETWORK-6000, MACS和MACS-,XDPS-400,A/I。DEH有TOSAMAP-GS/C800, DEH-IIIA等系統。筆者根據各電廠安全簡報記載,將近幾年因分散控制系統異常而引起的機組故障次數及定性統計于表1表1熱工考核故障定性統計2熱工考核故障原因分析與處理根據表1統計,結合筆者參加現場事故原因分析查找過程了解到的情況,下面將分散控制系統異常(浙江省電
51、力行業范圍內)而引起上述機組設備二類及以上故障中的典型案例分類淺析如下:2.1測量模件故障典型案例分析 測量模件“異?!币鸬臋C組跳爐、跳機故障占故障比例較高,但相對來講故障原因的分析查找和處理比較容易,根據故障現象、故障首出信號和SOE記錄,通過分析判斷和試驗,通常能較快的查出“異?!蹦<?。這種“異?!蹦<杏残怨收虾蛙浶怨收隙N,硬性故障只能通過更換有問題模件,才能恢復該系統正常運行;而軟性故障通過對模件復位或初始化,系統一般能恢復正常。比較典型的案例有三種:(1)未冗余配置的輸入/輸出信號模件異常引起機組故障。如有臺130MW機組正常運行中突然跳機,故障首出信號為“軸向位移大”,經現場檢
52、查,跳機前后有關參數均無異常,軸向位移實際運行中未達到報警值保護動作值,本特利裝置也未發訊,但LPC模件卻有報警且發出了跳機指令。因此分析判斷跳機原因為DEH主保護中的LPC模件故障引起,更換LPC模件后沒有再發生類似故障。另一臺600MW機組,運行中汽機備用盤上“汽機軸承振動高”、“汽機跳閘”報警,同時汽機高、中壓主汽門和調門關閉,發電機逆功率保護動作跳閘;隨即高低壓旁路快開,磨煤機B跳閘,鍋爐因“汽包水位低低”MFT。經查原因系1高壓調門因閥位變送器和控制模件異常,使調門出現大幅度晃動直至故障全關,過程中引起1軸承振動高高保護動作跳機。更換1高壓調門閥位控制卡和閥位變送器后,機組啟動并網,
53、恢復正常運行。(2)冗余輸入信號未分模件配置,當模件故障時引起機組跳閘:如有一臺600MW機組運行中汽機跳閘,隨即高低壓旁路快開,磨煤機B和D相繼跳閘,鍋爐因“爐膛壓力低低”MFT。當時因系統負荷緊張,根據SOE及DEH內部故障記錄,初步判斷的跳閘原因而強制汽機應力保護后恢復機組運行。二日后機組再次跳閘,全面查找分析后,確認2次機組跳閘原因均系DEH系統三路“安全油壓力低”信號共用一模件,當該模件異常時導致汽輪機跳閘,更換故障模件后機組并網恢復運行。另一臺200MW機組運行中,汽包水位高值,值相繼報警后MFT保護動作停爐。查看CRT上汽包水位,2點顯示300MM,另1點與電接點水位計顯示都正常
54、。進一步檢查顯示300MM 的2點汽包水位信號共用的模件故障,更換模件后系統恢復正常。針對此類故障,事后熱工所采取的主要反事故措施,是在檢修中有針對性地對冗余的輸入信號的布置進行檢查,盡可能地進行分模件處理。(3)一塊I/O模件損壞,引起其它I/O模件及對應的主模件故障:如有臺機組 “CCS控制模件故障及“一次風壓高低”報警的同時, CRT上所有磨煤機出口溫度、電流、給煤機煤量反饋顯示和總煤量百分比、氧量反饋,燃料主控BTU輸出消失,F磨跳閘(首出信號為“一次風量低”)。4分鐘后 CRT上磨煤機其它相關參數也失去且狀態變白色,運行人員手動MFT(當時負荷410MW)。經檢查電子室制粉系統過程控
55、制站(PCU01柜MOD4)的電源電壓及處理模件底板正常,二塊MFP模件死機且相關的一塊CSI模件(模位1-5-3,有關F磨CCS參數)故障報警,拔出檢查發現其5VDC邏輯電源輸入回路、第4輸出通道、連接MFP的I/O擴展總線電路有元件燒壞(由于輸出通道至BCS(24VDC),因此不存在外電串入損壞元件的可能)。經復位二塊死機的MFP模件,更換故障的CSI模件后系統恢復正常。根據軟報警記錄和檢查分析,故障原因是CSI模件先故障,在該模件故障過程中引起電壓波動或I/O擴展總線故障,導致其它I/O模件無法與主模件MFP03通訊而故障,信號保持原值,最終導致主模件MFP03故障(所帶A-F磨煤機CC
56、S參數),CRT上相關的監視參數全部失去且呈白色。 2.2主控制器故障案例分析 由于重要系統的主控制器冗余配置,大大減少了主控制器“異?!币l機組跳閘的次數。主控制器“異?!倍鄶禐檐浌收希ㄟ^復位或初始化能恢復其正常工作,但也有少數引起機組跳閘,多發生在雙機切換不成功時,如:(1)有臺機組運行人員發現電接點水位計顯示下降,調整給泵轉速無效,而CRT上汽包水位保持不變。當電接點水位計分別下降至甲-300mm,乙-250mm,并繼續下降且汽包水位低信號未發,MFT未動作情況下,值長令手動停爐停機,此時CRT上調節給水調整門無效,就地關閉調整門;停運給泵無效,汽包水位急劇上升,開啟事故放水門,甲、丙
57、給泵開關室就地分閘,油泵不能投運。故障原因是給水操作站運行DPU死機,備用DPU不能自啟動引起。事后熱工對給泵、引風、送風進行了分站控制,并增設故障軟手操。(2)有臺機組運行中空預器甲、乙擋板突然關閉,爐膛壓力高MFT動作停爐;經查原因是風煙系統I/O站DPU發生異常,工作機向備份機自動切換不成功引起。事后電廠人員將空預器煙氣擋板甲1、乙1和甲2、乙2兩組控制指令分離,分別接至不同的控制站進行控制,防止類似故障再次發生。2.3DAS系統異常案例分析DAS系統是構成自動和保護系統的基礎,但由于受到自身及接地系統的可靠性、現場磁場干擾和安裝調試質量的影響,DAS信號值瞬間較大幅度變化而導致保護系統
58、誤動,甚至機組誤跳閘故障在我省也有多次發生,比較典型的這類故障有: (1)模擬量信號漂移:為了消除DCS系統抗無線電干擾能力差的缺陷,有的DCS廠家對所有的模擬量輸入通道加裝了隔離器,但由此帶來部分熱電偶和熱電阻通道易電荷積累,引起信號無規律的漂移,當漂移越限時則導致保護系統誤動作。我省曾有三臺機組發生此類情況(二次引起送風機一側馬達線圈溫度信號向上漂移跳閘送風機,聯跳引風機對應側),但往往只要松一下端子板接線(或拆下接線與地碰一下)再重新接上,信號就恢復了正常。開始熱工人員認為是端子柜接地不好或者I/O屏蔽接線不好引起,但處理后問題依舊。廠家多次派專家到現場處理也未能解決問題。后在機組檢修期
59、間對系統的接地進行了徹底改造,拆除原來連接到電纜橋架的AC、DC接地電纜;柜內的所有備用電纜全部通過導線接地;UPS至DCS電源間增加1臺20kVA的隔離變壓器,專門用于系統供電,且隔離變壓器的輸出端N線與接地線相連,接地線直接連接機柜作為系統的接地。同時緊固每個端子的接線;更換部份模件并將模件的軟件版本升級等。使漂移現象基本消除。(2)DCS故障診斷功能設置不全或未設置。信號線接觸不良、斷線、受干擾,使信號值瞬間變化超過設定值或超量程的情況,現場難以避免,通過DCS模擬量信號變化速率保護功能的正確設置,可以避免或減少這類故障引起的保護系統誤動。但實際應用中往往由于此功能未設置或設置不全,使此
60、類故障屢次發生。如一次風機B跳閘引起機組RB動作,首出信號為軸承溫度高。經查原因是由于測溫熱電阻引線是細的多股線,而信號電纜是較粗的單股線,兩線采用絞接方式,在震動或外力影響下連接處松動引起軸承溫度中有點信號從正常值突變至無窮大引起(事后對連接處進行錫焊處理)。類似的故障有:民工打掃現場時造成送風機軸承溫度熱電阻接線松動引起送風機跳閘;軸承溫度熱電阻本身損壞引起一次風機跳閘;因現場干擾造成推力瓦溫瞬間從99突升至117,1秒鐘左右回到99,由于相鄰第八點已達85,滿足推力瓦溫度任一點105同時相鄰點達85跳機條件而導致機組跳閘等等。預防此類故障的辦法,除機組檢修時緊固電纜和電纜接線,并采用手松
61、拉接線方式確認無接線松動外,是完善DCS的故障診斷功能,對參與保護連鎖的模擬量信號,增加信號變化速率保護功能尤顯重要(一當信號變化速率超過設定值,自動將該信號退出相應保護并報警。當信號低于設定值時,自動或手動恢復該信號的保護連鎖功能)。(3)DCS故障診斷功能設置錯誤:我省有臺機組因為電氣直流接地,保安1A段工作進線開關因跳閘,引起掛在該段上的汽泵A的工作油泵A連跳,油泵B連鎖啟動過程中由于油壓下降而跳汽泵A,汽泵B升速的同時電泵連鎖啟動成功。但由于運行操作速度過度,電泵出口流量超過量程,超量程保護連鎖開再循環門,使得電泵實際出水小,B泵轉速上升到5760轉時突然下降1000轉左右(事后查明是
62、抽汽逆止閥問題),最終導致汽包水位低低保護動作停爐。此次故障是信號超量程保護設置不合理引起。一般來說,DAS的模擬量信號超量程、變化速率大等保護動作后,應自動撤出相應保護,待信號正常后再自動或手動恢復保護投運。2.4軟件故障案例分析分散控制系統軟件原因引起的故障,多數發生在投運不久的新軟件上,運行的老系統發生的概率相對較少,但一當發生,此類故障原因的查找比較困難,需要對控制系統軟件有較全面的了解和掌握,才能通過分析、試驗,判斷可能的故障原因,因此通常都需要廠家人員到現場一起進行。這類故障的典型案例有三種: (1)軟件不成熟引起系統故障:此類故障多發生在新系統軟件上,如有臺機組80%額定負荷時,
63、除DEH畫面外所有DCS的CRT畫面均死機(包括兩臺服務器),參數顯示為零,無法操作,但投入的自動系統運行正常。當時采取的措施是:運行人員就地監視水位,保持負荷穩定運行,熱工人員趕到現場進行系統重啟等緊急處理,經過30分鐘的處理系統恢復正常運行。故障原因經與廠家人員一起分析后,確認為DCS上層網絡崩潰導致死機,其過程是服務器向操作員站發送數據時網絡阻塞,引起服務器與各操作員站的連接中斷,造成操作員站讀不到數據而不停地超時等待,導致操作員站圖形切換的速度十分緩慢(網絡任務未死)。針對管理網絡數據阻塞情況,廠家修改程序考機測試后進行了更換。另一臺機組曾同時出現4臺主控單元“白燈”現象,現場檢查其中
64、2臺是因為A機備份網停止發送,1臺是A機備份網不能接收,1臺是A機備份網收、發數據變慢(比正常的站慢幾倍)。這類故障的原因是主控工作機的網絡發送出現中斷丟失,導致工作機發往備份機的數據全部丟失,而雙機的診斷是由工作機向備份機發診斷申請,由備份機響應診斷請求,工作機獲得備份機的工作狀態,上報給服務器。由于工作機的發送數據丟失,所以工作機發不出申請,也就收不到備份機的響應數據,認為備份機故障。臨時的解決方法是當長時間沒有正確發送數據后,重新初始化硬件和軟件,使硬件和軟件從一個初始的狀態開始運行,最終通過更新現場控制站網絡診斷程序予以解決。(2)通信阻塞引發故障:使用TELEPERM-ME系統的有臺
65、機組,負荷300MW時,運行人員發現煤量突減,汽機調門速關且CRT上所有火檢、油槍、燃油系統均無信號顯示。熱工人員檢查發現機組EHF系統一柜內的I/O BUS接口模件ZT報警燈紅閃,操作員站與EHF系統失去偶合,當試著從工作站耦合機進入OS250PC軟件包調用EHF系統時,提示不能訪問該系統。通過查閱DCS手冊以及與SIEMENS專家間的電話分析討論,判斷故障原因最大的可能是在三層CPU切換時,系統處理信息過多造成中央CPU與近程總線之間的通信阻塞引起。根據商量的處理方案于當晚11點多在線處理,分別按三層中央柜的同步模件的SYNC鍵,對三層CPU進行軟件復位:先按CPU1的SYNC鍵,相應的紅
66、燈亮后再按CPU2的SYNC鍵。第二層的同步紅燈亮后再按CPU3的同步模件的SYNC鍵,按3秒后所有的SYNC的同步紅燈都熄滅,系統恢復正常。(3)軟件安裝或操作不當引起:有兩臺30萬機組均使用Conductor NT 5.0作為其操作員站,每套機組配置3個SERVER和3個CLIENT,三個CLIENT分別配置為大屏、值長站和操作員站,機組投運后大屏和操作員站多次死機。經對全部操作員站的SERVER和CLIENT進行全面診斷和多次分析后,發現死機的原因是:1)一臺SERVER因趨勢數據文件錯誤引起它和掛在它上的CLIENT在當調用趨勢畫面時畫面響應特別緩慢(俗稱死機)。在刪除該趨勢數據文件后
67、恢復正常。2)一臺SERVER因文件類型打印設備出錯引起該SERVER的內存全部耗盡,引起它和掛在它上的CLIENT的任何操作均特別緩慢,這可通過任務管理器看到DEV.EXE進程消耗掉大量內存。該問題通過刪除文件類型打印設備和重新組態后恢復正常。3)兩臺大屏和工程師室的CLIENT因聲音程序沒有正確安裝,當有報警時會引起進程CHANGE.EXE調用后不能自動退出,大量的CHANGE.EXE堆積消耗直至耗盡內存,當內存耗盡后,其操作極其緩慢(俗稱死機)。重新安裝聲音程序后恢復正常。此外操作員站在運行中出現的死機現象還有二種:一種是鼠標能正常工作,但控制指令發不出,全部或部分控制畫面不會刷新或無法
68、切換到另外的控制畫面。這種現象往往是由于CRT上控制畫面打開過多,操作過于頻繁引起,處理方法為用鼠標打開VMS系統下拉式菜單,RESET應用程序,10分鐘后系統一般就能恢復正常。另一種是全部控制畫面都不會刷新,鍵盤和鼠標均不能正常工作。這種現象往往是由操作員站的VMS操作系統故障引起。此時關掉OIS電源,檢查各部分連接情況后再重新上電。如果不能正常啟動,則需要重裝VMS操作系統;如果故障診斷為硬件故障,則需更換相應的硬件。 (4)總線通訊故障:有臺機組的DEH系統在準備做安全通道試驗時,發現通道選擇按鈕無法進入,且系統自動從“高級”切到“基本級”運行,熱控人員檢查發現GSE柜內的所有輸入/輸出
69、卡(CSEA/CSEL)的故障燈亮, 經復歸GSE柜的REG卡后,CSEA/CSEL的故障燈滅,但系統在重啟“高級” 時,維護屏不能進入到正常的操作畫面呈死機狀態。根據報警信息分析,故障原因是系統存在總線通訊故障及節點故障引起。由于阿爾斯通DEH系統無冗余配置,當時無法處理,后在機組調停時,通過對基本級上的REG卡復位,系統恢復了正常。(5)軟件組態錯誤引起:有臺機組進行#1中壓調門試驗時,強制關閉中間變量IV1RCO信號,引起#1-#4中壓調門關閉,負荷從198MW降到34MW,再熱器壓力從2.04MP升到4.0Mpa,再熱器安全門動作。故障原因是廠家的DEH組態,未按運行方式進行,流量變量
70、本應分別賦給IV1RCO-IV4RCO,實際組態是先賦給IV1RCO,再通過IV1RCO分別賦給IV2RCO-IV4RCO。因此當強制IV1RCO=0時,所有調門都關閉,修改組態文件后故障消除。2.5電源系統故障案例分析DCS的電源系統,通常采用1:1冗余方式(一路由機組的大UPS供電,另一路由電廠的保安電源供電),任何一路電源的故障不會影響相應過程控制單元內模件及現場I/O模件的正常工作。但在實際運行中,子系統及過程控制單元柜內電源系統出現的故障仍為數不少,其典型主要有:(1)電源模件故障:電源模件有電源監視模件、系統電源模件和現場電源模件3種?,F場電源模件通常在端子板上配有熔絲作為保護,因
71、此故障率較低。而前二種模件的故障情況相對較多:1)系統電源模件主要提供各不同等級的直流系統電壓和I/O模件電壓。該模件因現場信號瞬間接地導致電源過流而引起損壞的因素較大。因此故障主要檢查和處理相應現場I/O信號的接地問題,更換損壞模件。如有臺機組負荷520MW正常運行時MFT,首出原因“汽機跳閘。CRT畫面顯示二臺循泵跳閘,備用盤上循泵出口閥86信號報警。5分鐘后運行巡檢人員就地告知循泵A、B實際在運行,開關室循泵電流指示大幅晃動且A大于B。進一步檢查機組PLC診斷畫面,發現控制循泵A、B的二路冗余通訊均顯示“出錯”。43分鐘后巡檢人員發現出口閥開度小就地緊急停運循泵A、B。事后查明A、B兩路
72、冗余通訊中斷失去的原因,是為通訊卡提供電源支持的電源模件故障而使該系統失電,中斷了與PLC主機的通訊,導致運行循泵A、B狀態失去,凝汽器保護動作,機組MFT。更換電源模件后通訊恢復正常。事故后熱工制定的主要反事故措施,是將兩臺循泵的電流信號由PLC改至DCS的CRT顯示,消除通信失去時循泵運行狀態無法判斷的缺陷;增加運行泵跳閘關其出口閥硬邏輯(一臺泵運行,一臺泵跳閘且其出口閥開度30度,延時15秒跳運行泵硬邏輯;一臺泵運行,一臺泵跳閘且其出口閥開度0度,逆轉速動作延時30秒跳運行泵硬邏輯);修改凝汽器保護實現方式。2)電源監視模件故障引起:電源監視模件插在冗余電源的中間,用于監視整個控制站電源
73、系統的各種狀態,當系統供電電壓低于規定值時,它具有切斷電源的功能,以免損壞模件。另外它還提供報警輸出觸點,用于接入硬報警系統。在實際使用中,電源監視模件因監視機箱溫度的2個熱敏電阻可靠性差和模件與機架之間接觸不良等原因而故障率較高。此外其低電壓切斷電源的功能也會導致機組誤跳閘,如有臺機組滿負荷運行,BTG盤出現“CCS控制模件故障”報警,運行人員發現部分CCS操作框顯示白色,部分參數失去,且對應過程控制站的所有模件顯示白色,6s后機組MFT,首出原因為“引風機跳閘”。約2分鐘后CRT畫面顯示恢復正常。當時檢查系統未發現任何異常(模件無任何故障痕跡,過程控制站的通訊卡切換試驗正常)。機組重新啟動
74、并網運行也未發現任何問題。事后與廠家技術人員一起專題分析討論,并利用其它機組小修機會對控制系統模擬試驗驗證后,認為事件原因是由于該過程控制站的系統供電電壓瞬間低于規定值時,其電源監視模件設置的低電壓保護功能作用切斷了電源,引起控制站的系統電源和24VDC、5VDC或15VDC的瞬間失去,導致該控制站的所有模件停止工作(現象與曾發生過的24VDC接地造成機組停機事件相似),使送、引風機調節機構的控制信號為0,送風機動葉關閉(氣動執行機構),引風機的電動執行機構開度保持不變(保位功能),導致爐膛壓力低,機組MFT。(2)電源系統連接處接觸不良:此類故障比較典型的有:1)電源系統底板上5VDC電壓通
75、常測量值在5.105.20VDC之間,但運行中測量各柜內進模件的電壓很多在5V以下,少數跌至4.76VDC左右,引起部分I/O卡不能正常工作。經查原因是電源底板至電源母線間連接電纜的多芯銅線與線鼻子之間,表面上接觸比較緊,實際上因銅線表面氧化接觸電阻增加,引起電纜溫度升高,壓降增加。在機組檢修中通過對所有5VDC電纜銅線與線鼻子之間的焊錫處理,問題得到解決。2)MACS-DCS運行中曾在兩個月的運行中發生2M801工作狀態顯示故障而更換了13臺主控單元,但其中的多數離線上電測試時卻能正常啟動到工作狀態,經查原因是原主控5V電源,因線損和插頭耗損而導致電壓偏低;通過更換主控間的冗余電纜為預制電纜
76、;現場主控單元更換為2M801E-D01,提升主控工作電源單元電壓至5.25V后基本恢復正常。3)有臺機組負荷135MW時,給水調門和給水旁路門關小,汽包水位急速下降引發MFT。事后查明原因是給水調門、給水旁路門的端子板件電源插件因接觸不良,指令回路的24V電源時斷時續,導致給水調門及給水旁路門在短時內關下,汽包水位急速下降導致MFT。4)有臺機組停爐前,運行將汽機控制從滑壓切至定壓后,發現DCS上汽機調門仍全開,主汽壓力4260kpa,SIP上顯示汽機壓力下降為1800kpa,汽機主保護未動作,手動拍機。故障原因系汽機系統與DCS、汽機顯示屏通訊卡件BOX1電源接觸點虛焊、接觸不好,引起通訊
77、故障,使DCS與汽機顯示屏重要數據顯示不正常,運行因汽機重要參數失準手動拍機。經對BOX1電源接觸點重新焊接后通訊恢復。5)循泵正常運行中曾發出#2UPS失電報警,20分鐘后對應的#3、#4循泵跳閘。由于運行人員處理及時,未造成嚴重后果。熱工人員對就地進行檢查發現#2UPS輸入電源插頭松動,導致#2UPS失電報警。進行專門試驗結果表明,循泵跳閘原因是UPS輸入電源失去后又恢復的過程中,引起PLC輸入信號抖動誤發跳閘信號。(3)UPS功能失效:有臺機組呼叫系統的喇叭有雜音,通信班人員關掉該系統的主機電源查原因并處理。重新開啟該主機電源時,呼叫系統雜音消失,但集控室右側CRT畫面顯示全部失去,同時
78、MFT信號發出。經查原因是由于呼叫系統主機電源接至該機組主UPS,通訊人員在帶載合開關后,給該機組主UPS電源造成一定擾動,使其電壓瞬間低于195V,導致DCS各子系統后備UPS啟動,但由于BCS系統、歷史數據庫等子系統的后備UPS失去帶負荷能力(事故后試驗確定),造成這些系統失電,所有制粉系統跳閘,機組由于“失燃料”而MFT 。(4)電源開關質量引起:電源開關故障也曾引起機組多次MFT,如有臺機組的發電機定冷水和給水系統離線,汽泵自行從“自動”跳到“手動”狀態;在MEH上重新投入鍋爐自動后,汽泵無法增加流量。1分鐘后鍋爐因汽包水位低MFT動作。故障原因經查是DCS 給水過程控制站二只電源開關
79、均燒毀,造成該站失電,導致給水系統離線,無法正常向汽泵發控制信號,最終鍋爐因汽包水位低MFT動作。2.6SOE信號準確性問題處理一旦機組發生MFT或跳機時,運行人員首先憑著SOE信號發生的先后順序來進行設備故障的判斷。因此SOE記錄信號的準確性,對快速分析查找出機組設備故障原因有著很重要的作用。這方面曾碰到過的問題有:(1)SOE信號失準:由于設計等原因,基建接受過來的機組,SOE信號往往存在著一些問題(如SOE系統的信號分辨力達不到指標要求卻因無測試儀器測試而無法證實,信號源不是直接取自現場,描述與實際不符,有些信號未組態等等),導致SOE信號不能精確反映設備的實際動作情況。有臺機組MFT時
80、,光字牌報警“全爐膛滅火”,檢查DCS中每層的3/4火檢無火條件瞬間成立,但SOE卻未捉捕到“全爐膛滅火”信號。另一臺機組MFT故障,根據運行反映,首次故障信號顯示“全爐膛滅火”,同時有“DCS電源故障”報警,但SOE中卻未記錄到DCS電源故障信號。這使得SOE系統在事故分析中的作用下降,增加了查明事故原因的難度。為此我省各電廠組織對SOE系統進行全面核對、整理和完善,盡量做到SOE信號都取自現場,消除SOE系統存在的問題。同時我們專門開發了SOE信號分辨力測試儀,經浙江省計量測試院測試合格后,對全省所屬機組SOE系統分辨力進行全部測試,掌握了我省DCS的SOE系統分辨力指標不大于1ms的有四
81、家,接近1ms的有二家,4ms的有一家。(2)SOE報告內容凌亂:某電廠兩臺30萬機組的INFI-90分散控制系統,每次機組跳閘時生成的多份SOE報告內容凌亂,啟動前總是生成不必要的SOE報告。經過1)調整SEM執行塊參數, 把觸發事件后最大事件數及觸發事件后時間周期均適當增大。2)調整DSOE Point 清單,把每個通道的Simple Trigger由原來的BOTH改為0TO1,Recordable Event。3)重新下裝SEM組態后,問題得到了解決。 (3)SOE報表上出現多個點具有相同的時間標志:對于INFI-90分散控制系統,可能的原因與處理方法是:1)某個SET或SED模件被拔出
82、后在插入或更換,導致該子模件上的所有點被重新掃描并且把所有狀態為1的點(此時這些點均有相同的跳閘時間)上報給SEM。2)某個MFP主模件的SOE緩沖區設置太小產生溢出,這種情況下,MFP將會執行內部處理而復位SOE,導致其下屬的所有SET或SED子模件中,所有狀態為1的點(這些點均有相同跳閘時間)上報給了SEM模件。處理方法是調整緩沖區的大小(其值由FC241的S2決定,一般情況下調整為100)。3)SEM收到某個MFP的事件的時間與事件發生的時間之差大于設定的最大等待時間(由FC243的S5決定),則SEM將會發一個指令讓對應的MFP執行SOE復位,MFP重新掃描其下屬的所有SOE點,且將所
83、有狀態為1 的點(這些點均有相同的跳閘時間)上報給SEM,。在環路負荷比較重的情況下(比如兩套機組通過中央環公用一套SEM模件),可適當加大S5值,但最好不要超過60秒。2.7控制系統接線原因控制系統接線松動、錯誤而引起機組故障的案例較多,有時此類故障原因很難查明。此類故障雖與控制系統本身質量無關,但直接影響機組的安全運行,如:(1)接線松動引起:有臺機組負荷125MW,汽包水位自動調節正常,突然給水泵轉速下降,執行機構開度從64%關至5%左右,同時由于給水泵模擬量手站輸出與給水泵液偶執行機構偏差大(大于10%自動跳出)給水自動調節跳至手動,最低轉速至1780rpm,汽包水位低低MFT動作。原
84、因經查是因為給水泵液偶執行機構與DCS的輸出通道信號不匹配,在其之間加裝的信號隔離器,因24VDC供電電源接線松動失電引起。緊固接線后系統恢復正常。事故后對信號隔離器進行了冗余供電。(2)接線錯誤引起:某#2 機組出力300MW時,#2B汽泵跳閘(無跳閘原因首出、無大屏音響報警),機組RB動作,#2E磨聯鎖跳閘,電泵自啟,機組被迫降負荷。由于僅有ETS出口繼電器動作記錄, 無#2B小機跳閘首出和事故報警,且故障后的檢查試驗系統都正常,當時原因未查明。后機組檢修復役前再次發生誤動時,全面檢查小機現場緊急跳閘按鈕前接的是電源地線,跳閘按鈕后至PLC,而PLC后的電纜接的是220V電源火線,拆除跳閘
85、按鈕后至PLC的電纜,誤動現象消除,由此查明故障原因是是跳閘按鈕后至PLC的電纜發生接地,引起緊急跳閘系統誤動跳小機。(3)接頭松動引起:一臺機組備用盤硬報警窗處多次出現“主機EHC油泵2B跳閘”和“開式泵2A跳閘”等信號誤報警,通過CRT畫面檢查發現PLC的 A路部分I/O柜通訊時好時壞,進一步檢查發現機側PLC的3A、4、5A和6的4個就地I/O柜二路通訊同時時好時壞,與此同時機組MFT動作,首出原因為汽機跳閘。原因是通訊母線B路在PLC4柜內接頭和PLC5、PLC4柜本身的通訊分支接頭有輕微松動,通過一系列的緊固后通訊恢復正常。針對接線和接頭松動原因引起的故障,我省在基建安裝調試和機組檢
86、修過程中,通過將手松拉接線以以確認接線是否可靠的方法,列入質量驗收內容,提高了接線質量,減少了因接線質量引起的機組誤動。同時有關電廠 制定了熱工控設備通訊電纜隨機組檢修緊固制度,完善控制邏輯,提高了系統的可靠性。2.8控制系統可靠性與其它專業的關系需要指出的是MFT和ETS保護誤動作的次數,與有關部門的配合、運行人員對事故的處理能力密切相關,類似的故障有的轉危為安,有的導致機組停機。一些異常工況出現或輔機保護動作,若運行操作得當,本可以避免MFT動作(如有臺機組因為給煤機煤量反饋信號瞬時至零,30秒后邏輯聯鎖磨煤機熱風隔離擋板關閉,引起一次風流量急降和出口風溫持續下跌,熱風調節擋板自動持續開至
87、100%,冷風調節擋板由于前饋回路的作用而持續關小,使得一次風流量持續下降。但由于熱風隔離擋板有卡澀,關到位信號未及時發出,使得一次風流量小至造成磨煤機中的煤粉積蓄,第5分鐘時運行減少了約10%的煤量,約6分鐘后熱風隔離擋板突然關到位,引起一次風流量的再度急劇下降,之后按設計連鎖邏輯,冷風隔離擋板至全開,使得一次風流量迅速增大,并將磨煤機C中的蓄煤噴向爐膛,造成鍋爐燃燒產生局部小爆燃,引風機自動失控于這種異常情況,在三個波的擾動后(約1分鐘),爐膛壓力低低MFT。當時MFT前7分鐘的異常工況運行過程中,只要停運該臺磨煤機就可避免MFT故障的發生)。此外有關部門與熱工良好的配合,可減少或加速一些
88、誤動隱患的消除;因此要減少機組停組次數,除熱工需在提高設備可靠性和自身因素方面努力外,還需要熱工和機務的協調配合和有效工作,達到對熱工自動化設備的全方位管理。需要運行人員做好事故預想,完善相關事故操作指導,提高監盤和事故處理能力。3提高熱工自動化系統可靠性的建議隨著熱工系統覆蓋機、電、爐運行的所有參數,監控功能和范圍的不斷擴大以及機組運行特點的改變和DCS技術的廣泛應用,熱控自動化設備已由原先的配角地位轉變為決定機組安全經濟運行的主導因素,其任一環節出現問題,都有導致熱控裝置部分功能失效或引發系統故障,機組跳閘、甚至損壞主設備的可能。因此如何通過科學的基礎管理,確保所監控的參數準確、系統運行可
89、靠是熱工安全生產工作中的首要任務。在收集、總結、吸收同仁們自動化設備運行檢修、管理經驗和保護誤動誤動原因分析的基礎上,結合熱工監督工作實踐,對提高熱工保護系統可靠性提出以下建議,供參考:3.1完善熱工自動化系統(1)解決操作員站電源冗余問題:過程控制單元柜的電源系統均冗余配置,但所有操作員站的電源通常都接自本機組的大UPS,不提供冗余配置。如果大UPS電壓波動,將可能引起所有操作員站死機而不得不緊急停運機組,但由于死機后所有信號都失去監視,停機也并非易事。為避免此類問題發生,建議將每臺機組的部份操作員站與另一臺機組的大UPS交叉供電,以保證當本機大UPS電壓波動時,仍有2臺OIS在正常運行。(
90、2)對硬件的冗余配置情況進行全面核查,重要保護信號盡可能采取三取二方式,消除同參數的多信號處理和互為備用設備的控制回路未分模件、分電纜或分電源(對互為備用的設備)現象,減少一模件故障引起保護系統誤動的隱患。(3)做好軟報警信號的整理:一臺600MW機組有近萬個軟報警點,這些軟報警點往往未分級處理,存在許多描述錯誤,報警值設置不符設計,導致操作畫面上不斷出現大量誤報警,使運行人員疲倦于報警信號,從而無法及時發現設備異常情況,也無法通過軟報警去發現、分析問題。為此組織對軟報警點的核對清理,整理并修改數據庫里軟報警量程和上、下限報警值;通過數據庫和在裝軟件邏輯的比較,矯正和修改錯誤描述,刪除操作員站
91、里重復和沒有必要的軟報警點,對所有軟報警重新進行分組、分級,采用不同的顏色并開通操作員站聲音報警,進行報警信號的綜合應用研究,使軟報警在運行人員監盤中發揮作用。(4)合理設置進入保護聯鎖系統的模擬量定值信號故障診斷功能的處理,如信號變化速率診斷處理功能的利用,可減少因接線松動、干擾信號或設備故障引起的信號突變導致系統故障的發生,未設置的應增加設置。(5)繼續做好熱工設備電源回路的可靠性檢查工作,對重要的保護裝置及DCS、DEH系統,定期做好電源切換試驗工作,減少或避免由于電源系統問題引起機組跳機等情況發生。(6)加強對測量設備現場安裝位置和測量管路敷設的檢查,消除不滿足規程要求隱患,避免管路積
92、水和附加的測量誤差,導致機組運行異常工況的再次發生。(7)加強對電纜防損、和敷設途徑的防火、防高溫情況檢查,不符要求處要及時整改,尤其是燃機機組,要避免因煙道漏氣燒焦電纜,導致跳機故障的發生。(8)電纜絕緣下降、接線不規范(松動、毛刺等)、通訊電纜接頭松動、信號線拆除后未及時恢復等,引起熱工系統異常情況的屢次發生,表明隨著機組運行時間的延伸,電纜原先緊固的接頭和接線,可能會因氣候、氧化等因素而引起松動,電纜絕緣可能會因老化而下降。為避免此類故障的發生,各電廠應將熱工重要系統電纜的絕緣測量、電纜接線和通訊電纜接頭緊固、消除接線外露現象等,列入機組檢修的熱工常規檢修項目中,并進行抽查驗收,對所有接
93、線用手松拉,確認接線緊固,消除接線松動而引發保護系統誤動的隱患。(9)開展熱工保護、連鎖信號取樣點可靠性、保護邏輯條件及定值合理性的全面梳理評估工作,經過論證確認,進行必要的整改,(如給泵過量程信號設計為開再循環門的,可能會引起系統異常,應進行修改)。完善機組的硬軟報警、報警分級處理及定值核對,確保其與經審核頒發的熱工報警、保護定值表相符。保警信號綜合利用 3.2加強熱控自動化系統的運行維護管理(1)模件吹掃:有些DCS的模件對灰和靜電比較敏感,如果模件上的積灰較多可能會造成該模件的部分通道不能正常工作甚至機組MFT,如我省曾有臺機組,一個月內相繼5次MFT,前四次MFT動作因GPS校時軟件有
94、問題,導致歷史庫、事故追憶、SOE記錄時間不一致,事故原因未能查明。在GPS校時軟件問題得到處理后發生第五次MFT時,根據記錄查明MFT動作原因系DCS主控單元一內部模件未進行噴涂絕緣漆處理,表面積灰嚴重使內部模件板上元器件瞬間導通,導致控制單元誤發網絡信號引起。更換該控制單元模件和更改組態軟件后,系統恢復正常運行。因此要做好電子室的孔洞封堵,保持空氣的清潔度,停機檢修時及時進行模件的清掃。但要注意,有些機組的DCS模件吹掃、清灰后,往往發生故障率升高現象(有電廠曾發生過內部電容爆炸事件),其原因可能與撥插模件及吹掃時的防靜電措施、壓縮空氣的干燥度、吹掃后模件及插槽的清潔度等有關,因此進行模件
95、工作時,要確保防靜電措施可靠,吹掃的壓縮空氣應有過濾措施(最好采用氮氣吹掃),吹掃后模件及插槽內清潔。(2)風扇故障、不滿足要求的環境溫濕度和灰塵等小問題,有可能對設備安全產生隱患,運行維護中加強重視。(3)統計、分析發生的每一次保護系統誤動作和控制系統故障原因(包括保護正確動作的次數統計),舉一反三,消除多發性和重復性故障。(4)對重要設備元件,嚴格按規程要求進行周期性測試。完善設備故障、運行維護和損壞更換登記等臺帳。(5)完善熱工控制系統故障下的應急處理措施(控制系統故障、死機、重要控制系統冗余主控制器均發生故障)。(6)根據系統和設備的實際運行要求,每二年修訂保護定值清冊一次,并把核對、
96、校準保護系統的定值作為一項標準項目列入機組大小修項目中。重要保護系統條件、定值的修改或取消,宜取得制造廠同意,并報上級主管部門批準、備案。(7)通過與規定值、出廠測試數據值、歷次測試數據值、同類設備的測試數據值比較,從中了解設備的變化趨勢,做出正確的綜合分析、判斷,為設備的改造、調整、維護提供科學依據。3.3規范熱工自動化系統試驗(1)完善保護、聯鎖系統專用試驗操作卡(操作卡上對既有軟邏輯又有硬邏輯的保護系統應有明確標志);檢修、改造或改動后的控制系統,均應在機組起動前,嚴格按照修改審核后的試驗操作卡逐步進行試驗。(2)各項試驗信號應從源頭端加入,并盡量通過物理量的實際變化產生。試驗過程中如發
97、現缺陷,應及時消除后重新試驗(特殊試驗項目除外)直至合格。(3)規范保護信號的強制過程(包括強制過程可能出現的事故事前措施,信號、圖紙的核對,審批人員的確認把關,強制過程的監護及監護人應對試驗的具體操作進行核實和記錄等),強調信號的強置或解除強置,必須及時準確地作好記錄和注銷工作。(4)所有試驗應有試驗方案(或試驗操作單)、試驗結束后應規范的填寫試驗報告(包括試驗時間、試驗內容、試驗步驟、驗收結果及存在的問題),連同試驗方案、試驗曲線等一起歸檔保存。3.4繼續做好基建機組、改造機組、檢修機組的全過程熱工監督工作(1)對設備選型、采購、驗收、安裝、調試、竣工圖移交等各個環節嚴把質量關,確??刂葡?/p>
98、統和設備指標滿足要求。(2)充分做好控制系統改造開工前的準備工作(包括設計、出廠驗收、圖紙消化等)。(3)嚴格執行圖紙管理制度,加強檢修、改造施工中的圖紙修改流程管理,圖紙修改應及時在計算機內進行,以保證圖紙隨時符合實際;試驗圖紙應來自確認后的最新版本。(4)計算機軟件組態、保護的定值和邏輯需進行修改或改進時,應嚴格執行規定的修改程序;修改完畢應及時完成對保護定值清冊和邏輯圖紙的修改,組態文件進行拷貝,并與保護修改資料一起及時存檔。(5)機組檢修時進行控制系統性能與功能的全面測試,確保檢修后的控制系統可靠。3.5加強培訓交流(1)定期進行人員的安全教育和專業技術培訓,不斷提高人員的安全意識和專業水平,提高人員對突發事件的準確判斷和迅速處理能力。減少檢修維護和人為原因引起的熱工自動化系統故障。(2)加強電廠間交流,針對熱工中存在的問題,組織專業討論會,共同探討解決問題辦法。(3)完善熱工保護定值及邏輯修改制度;認真組織學習、嚴格執行熱工保護連鎖投撤制度;實行熱工保護定值及邏輯修改、熱工保護投撤、熱工保護連鎖信號強制與解除強制監護制。