降低高加水位控制波动过大的次数

刘卫国
小组荣誉
男
35
本科
成员
《降低汽机阀门阀位测量系统的故障率》曾获2007年度浙 江省电力行业协会优秀QC成果二等奖
神华浙江国华浙能发电有限公司A厂设备部热控机控班2008年QC成果发布
我公司一期4X600MW机组，单台机组三台高压加热器是锅炉给水系统的重要环节，锅 炉给水经除氧器除氧并加热后再通过三台高压加热器再次加热后进入到给水泵给锅炉汽包 上水，高压加热器的稳定运行不仅是机组稳定运行的良好保证，同时也是机组经济性的保 证！如果任何一台高压加热器水位控制不好，将会导致高压加热器在运行过程中解列（不 参与给水加热），那么汽包水位和汽包压力必将受到影响，如果高加水位过高，严重时会 导致汽轮机进水。
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要因确认一：运行人员培训不到位
确认标准：运行人员操作水平到位
确认方法：集控室调查统计
确认结果：运行人员严格按照运行规程操作，操作技术水平到位
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要因确认二：差压变送器平衡容器需要
注水或等待冷凝
确认标准：启机时检查测量水位差压变送器平衡容器是否有水 确认方法：现场验证 确认结果：启机时水位差压变送器平衡容器内有水
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序 号
要 因
对 策
目 标
措
施
地 点
工 程 师 站
负 责 人
沈 迎 迎
完成 时间
1
正常水位调节 阀PID参数整定 不合理
整定出合适的PID 参数
使高加水位调节阀控 制水位波动范围在 ±50mm之内
1、调阅其他机组PID参 数作为参考； 2、修改PID参数。
原高加危急疏水气动门气路图
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原高加危急疏水气动门现场照片
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经过QC小组成员查阅资料，积极和厂家沟通后，确定并绘制了具有调节功能的高加危急疏水阀门的气路 图，如下：
图一：单台机组高加水位控制系统示意图
制图：沈迎迎 2008年 1月
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公司领导高度重视
提高高加水位稳定性， 确保机组安全稳定运行。
设备现状 降低高加水位控制波动过大次数
水位波动大,水位实际值和设定值偏差 超过±50 mm的次数为75次，影响运行 人员监视和操作。
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降低高加水位控制波动过大次数
编 写 人：沈迎迎 发 布 人：沈迎迎
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小组名称 课题名称 A厂设备维护部热控机控班QC小组 降低高加水位控制波动过大次数 2006年12月25日 现场型 2008.1-2008.12 7人 沈迎迎
确认结果：高加危急疏水阀只能全开全 关，水位波动大 ，设定值和 实际值偏差经常超过±50 mm
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分析五项末端因素后得出要因分析结果表：
序号
1 2 3
项目
高加水位调节阀PID参数整定不好 高加危急疏水阀属于开关型阀门 运行人员培训不到位 调度需求随时变化 差压变送器平衡容器需要注水或等待冷凝
汽 机 房， 曹 工 龙 程 辉 师 站
2008年5月5日-2008年6月20
表五：针对要因对策表
制表: 李晓峰 2008年 3月9日
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实施一：高加水位调节阀PID参数整定
原3号机组高加水位调节阀PID参数如下表： 序号 1
2 2
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单位：次/月
５
４ ３ ２ １ 0
０.８７５
４.５
现状
目标
制图：曹龙辉 2008年 1月 20日
图三：降低高加水位控制波动过大次数目标与现状的对比图
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环
运行人员 手操作不 当
机 料
图四：控制系统故障因果分析图
制图：黄志晶 2008年 2月 17日
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六、要因确认
为找出真正影响问题的主要原因，我QC小组 对因果图中的5条末端因素进行逐一确认。
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高加正常疏水调节门
1号高加 2号高加 3号高加
原始比例参数
1.9 2.0 2.0
原始积分时间
35 37 32
通过经验参数和扰动试验后整定的高加正常疏水调节门PID参数，如下表： 序号 1 2 2 高加正常疏水调节门
1号高加 2号高加 3号高加
整定后比例参数
1.4
整定后积分时间
65 45 80
1.6 1.4
序号 1 2 3 4 故障项目 控制系统故障 测量设备故障 设备安装故障 阀门故障 平均值合计 超出频数(次/项) 21 6.5 1.5 2.5 累计超出频数(次/项) 21 27.5 29 31.5 31.5 百分比(%) 66.7 87.3 92.1 100
表三
统计：沈迎迎
制表：曹龙辉
日期：2008年1月17日
序号
1
故障项目
控制系统故障
超出频数(次/项) 54
累计超出频数(次/项)
54
百分比(%)
72
2
3
测量故障
设备安装故障 阀门故障
16
3 2
70
73 75
93.3
97.3 100
4
合计
75
制表：曹龙辉 日期：2008年1月11日
统计：沈迎迎
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安全和经济的要求
高加水位控制不稳，高加解列， 汽包水位控制不良，引起机组 跳闸，影响机组稳定性及经济 性，严重时导致汽轮机进水
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高加水位调节系统自投运以来，调节品质较差，水位调节不稳 定。为了找到造成高加水位波动的主要原因，本小组调出2007.12007.12期间各种工况下高加水位的曲线并进行了分析统计，得出在 各项故障情况下导致高加水位设定值和实际值偏差超出±50 mm 的数据。 表一：2007.1-2007.12各项故障导致高加水位偏差超出±50 mm统计表
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要因确认三：调度需求随时变化
确认标准：向值长了解每日调度的负荷需求 确认方法：查看记录 确认结果：
负荷需求随时变动属于正常现象，负荷波动时引起抽 气量变化对高加水位会造成一定影响，但是影响不大 。没有使水位设定值和实际值偏差超过±50 mm
成立时间
课题类型 活动时间 小组人数 组长
课题注册日期
小组注册号 活动次数 活动参与率 文化程度
2008年6月1日
NDQC-08-14 12次 100 % 本 科
组 成 员 情 况
姓 名 沈迎迎 黄志晶 高 源 曹龙辉 李晓峰 朱家胜 性 别 男 男 男 男 男 男 年 龄 28 27 26 27 37 35 文化程度 本科 本科 本科 本科 本科 本科 QC小组分工 组长，全面负责 成员 成员 成员 成员 成员
修改后的具有调节功能的高加危急疏水气动门气路图
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QC小组绘制好气路图并进行理论论证确认无误后，开始针对设计的气路图制定实际改造方案，具体改 造方案分为如下两种：
方案一:使用单作用定位器
1) 定位器一套(使用 SVI II AP 21123121及针对51系列执行器的安装组件)； 2) 反向放大器一台(M/N: 25463)； 3) 过滤式减压阀78-40一台。
72％
40
30 20 20 10
54
40
16
控制系统故障 测量故障
3
设备安装故障
2
阀门故障 故障项目
图二：2007.1-2007.12高加水位控制波动过大情况排列图
制图：曹龙辉 2008年1月15日
300
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高加水位控制情况同比台山电厂和定州电厂同类型项目数据，如下： 定州电厂2007.1-2007.12各项故障导致高加水位超出±50 mm统计表
确认结果：高加水位调节阀PID参数整定
不太合理 。
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要因确认五：高加危急疏水阀属于开关型阀门
确认标准：高加危急疏水阀开启和关闭后，水位波动小 确认方法：现场验证
确认过程：运行人员手动操作开启和关闭高 加危急疏水阀，观察水位波动情 况
表六：高加水位调节阀PID参数整定前后对照表
制表: 高源 2008年 3月16日
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实施二：改造高加危急疏水阀
原高加危急疏水阀属于开关型气动阀门，小组成员查看高加危急疏水气动阀门气路图纸，到现场查 看高加危急疏水阀的气源管路，根据现场实际气路图以及跟梅索尼兰厂家沟通，确认改造成调节型气 动门可行。原高加危急疏水气动门气路图和现场照片如下：
序号
1 2 3 4
故障项目
控制系统故障 测量故障 设备安装故障 阀门故障 合计
累计超出频数(次/项)
23 31 32 33 33
百分比(%)
69.6 93.9 97 100
表二
统计：沈迎迎
制表：曹龙辉
日期：2008年1月17日
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根据定州电厂和台山电厂同类型项目数据得出平均值，如下：
2008年3月10日2008年4月30
2
高加危急疏水 阀属于开关型 阀门
将高加危急疏水阀 改造成调节型，并 参与高加水位的辅 助调节
实现阀门调节功能， 并协同高加水位调节 阀将高加水位控制波 动范围在±50mm之内
1、增加定位器； 2、改变气源管路； 3、控制模件安装，电 缆铺设； 4、逻辑组态，PID参数 整定 。
序号 1 2 3 4 故障项目 控制系统故障 测量故障 设备安装故障 阀门故障 合计 超出频数(次/项) 19 5 2 4 累计超出频数(次/项) 19 24 26 30 30 超出频数(次/项) 23 8 1 1 百分比(%) 63.3 80 86.7 100
台山电厂2007.1-2007.12各项故障导致高加水位超出±50 mm统计表
依照上表计算出来的同类型电厂高加水位控制波动偏差超出±50 mm次 数为31.5次。根据我厂高加水位控制偏差超出±50 mm次排列图中的数据 计算出故障项目中“测量设备故障”+ “设备安装故障”+ “阀门故障” 次数为16+3+2=21次，如果我们能够将控制系统故障次数降至 31.5-21=10.5次，即平均至每个月是１０.5÷１２ ＝０.８７５次/月，那 就能够达到兄弟电厂的平均水平。将我厂５４次“控制系统故障”平均至 每个月是54÷１２＝４.５次/月．
人
工况不稳定
调度需求随 时变化
法
PID参数整定不好 水位剧烈变化时， 稳定性差
培训不到位
升降负荷时 水位波动大
抽汽量变化大， 水位波动大
启机时水位显示不准确
水位高二值时，高加危 疏阀开关对水位扰动大 高加危急疏水阀 属于开关型阀门
水位测点测量不准确
差压变送器平衡容器 需要注水或等待冷凝
控 制 系 统 故 障
根据表一数据绘制排列图如下：
偏差超出±50 mm 次数（次/项）
累计百分比（%）
总次数 N=75 97.3% 93.3% 100%
100
80
70
结论：
从排列图可知，控制系统故 障引起高加水位设定值和实 际值偏差超过50mm的次数占 总次数的72%，控制系统问 题是引起高加水位控制不好 的主要问题。
80 60 50 60
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要因确认四：高加水位调节阀PID参数整定不合理
确认标准： 高加水位调节阀PID参数整定完善，
能够保证各种工况下水位调节要求
确认方法：调阅高加水位调节阀PID参数 确认过程：对比4台机组高加水位调节阀
PID参数，水位调节较好的 PID参数整定合理
要因确认
要因 要因 非要因 非要因 非要因
4
5
表四：针对要因对策表
制表: 李晓峰 2008年 3月2日
主要原因
通过以上确认，找到影响问题的主要原因是： 1、高加水位调节阀PID参数整定不好
2、高加危急疏水阀属于开关型阀门
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七、制定对策