Отключение энергоблока ст. № 9 при испытаниях частотной делительной автоматики 15.10.2023

1.

Филиал ПАО «ОГК-2» - Серовская ГРЭС
Отключение энергоблока ст.№ 9 при
испытаниях частотной делительной
автоматики 15.10.2023
СОВЕТ ПО НАДЕЖНОСТИ ПАО «ОГК-2»

2.

Хронология событий
15.10.2023. В работе находился энергоблок
ст. № 9 (далее – ЭБ-9), проводились испытания
частотной делительной автоматики (далее - ЧДА)
и
устойчивой
работы
генерирующего
оборудования ЭБ-9 при переходе ЭБ-9 в режим
электроснабжения собственных нужд (от
генератора) с автоматической сборкой схемы
питания нагрузки секций общестанционного КРУ
6 кВ (1РО, 2РО) от трансформатора собственных
нужд ЭБ-9 21Т через магистраль резервного
питания (по утвержденной и согласованной с АО
"СО ЕЭС" Свердловское РДУ программе).
2
ФИЛИАЛ ПАО «ОГК-2» - Серовская ГРЭС

3.

Хронология событий
15.10.2023. В 11:06 (мск) после имитации срабатывания ЧДА, произошло:
– отключение блочного выключателя В 220кВ 1Т;
– переход ЭБ-9 в режим электроснабжения собственных нужд (от генератора);
– произошла разгрузка ЭБ-9 с 417 МВт до 17 МВт.
Действия автоматики правильные.
3
ФИЛИАЛ ПАО «ОГК-2» - Серовская ГРЭС

4.

Хронология событий
Через 10 секунд после
разгрузки ЭБ-9 до 17 МВт
возросла пульсация/акселерация
пламени в камере сгорания
газотурбинной установки (далее
– ГТУ) и в 11:07 (мск) ЭБ-9
отключился действием защиты
«Отключение
системы
природного
газа
при
пульсации/акселерации пламени
в камере сгорания» (уставка
срабатывания > 3g в течение 13
секунд) . Для информации: во
время проведения испытаний
ЧДА в 06.09.2018 значение
акселерации повышалось не
более 3g и отключения ЭБ-9 не
происходило.
4
ФИЛИАЛ ПАО «ОГК-2» - Серовская ГРЭС

5.

Хронология событий
При отключении ЭБ-9 действием защиты отключился выключатель В 20 кВ ТГ9, при этом обесточились секции 6 кВ (1Р, 2Р, 1РО, 2РО) с отключением
соответствующего вспомогательного тепломеханического оборудования ЭБ-9, в том
числе рабочего маслонасоса уплотнений ст. № А (далее МНУ-А) системы уплотнения
вала генератора (далее – система УВГ).
5
ФИЛИАЛ ПАО «ОГК-2» - Серовская ГРЭС

6.

Схема системы уплотнения вала генератора
ФИЛИАЛ ПАО «ОГК-2» - Серовская ГРЭС

7.

Уплотняющий подшипник
Регулятор перепада
ФИЛИАЛ ПАО «ОГК-2» - Серовская ГРЭС

8.

Алгоритм АВР МНУ и АМНУ
Описание работы АВР маслонасосов уплотнений
(90MKW12AP001 и 90MKW12AP002)/
В штатном режиме энергоблока АВР маслонасосов уплотнений работает по схеме 1 из 2.
Условия включения второго маслонасоса определяются датчиками перепада давления
(90MKW11CP083, 90MKW12CP083) установленные на каждом из МНУ, приходящий сигнал от
дискретных датчиков определяется отсутствием достаточного давления (1.5 бар). Второе условие
для включение двух насосов является перепад давления уплотняющего масла водорода со стороны
ГТ (90MKW20CP007, 90MKW20CP087, 90MKW20CP091) или со стороны возбуждения
(90MKW20CP009, 90MKW20CP089, 90MKW20CP093), при достижении уставки ниже 0.7 бар или же
неисправностью всех трех датчиков измерения.
Описание алгоритма включения
аварийного маслонасоса уплотнений (90MKW15AP001)
Сигнал на включение аварийного маслонасоса (АМНУ) формируется по условию снижения
перепада на двух насосах 90MKW12AP001 и 90MKW12AP002 с выдержкой 5 секунд или снижению
перепада давления уплотняющего масла водорода со стороны ГТ (90MKW20CP007,
90MKW20CP087, 90MKW20CP091) или со стороны возбуждения (90MKW20CP009, 90MKW20CP089,
90MKW20CP093), при достижении уставки ниже 0.35 бар или же неисправностью всех трех датчиков
измерения. Также условие включения АМНУ формируется из ПШП управления ГТ для теста
работоспособности маслонасоса.
8
ФИЛИАЛ ПАО «ОГК-2» - Серовская ГРЭС

9.

Хронология событий
После отключения МНУ-А произошло снижение давления уплотняющего масла в
общей напорной магистрали и понижение перепада давлений между уплотняющим маслом
и водородом в корпусе генератора (далее – перепад масло/водород). Когда значение
перепада масло/водород достигло 0,7 бар, сработал критерий автоматического включения
резерва (далее – АВР) для включения маслонасоса уплотнений ст. № Б (далее – МНУ-Б), но
так он тоже был обесточен, автоматическая система управления SPPA-3000 (далее – САУ)
не зафиксировала включение МНУ-Б и выдала ошибку в работе АВР.
9
ФИЛИАЛ ПАО «ОГК-2» - Серовская ГРЭС

10.

Хронология событий
При этом соленоид 90MKW50AA093 на линии слива масла из уплотнений генератора
ЭБ-9 (далее – соленоид) остался открытым (по критериям логики САУ для закрытия
соленоида необходимо: давление уплотняющего масла в общей напорной магистрали > 2
бар и включенное состояние аварийного маслонасоса уплотнений системы УВГ (далее –
АМНУ).
10
ФИЛИАЛ ПАО «ОГК-2» - Серовская ГРЭС

11.

Хронология событий
Перепад масло/водород снизился (в течении 2,4 сек.) до значения < 0.35 бар, после
чего САУ включила АМНУ. После включения АМНУ:
2.2.1. Давление уплотняющего масла в общей напорной магистрали начало медленно
повышаться, но снижение перепада масло/водород не прекратилось (так как соленоид
оставался открытым) и дошло до аварийной уставки < 0,1 бар, в результате чего сработала
защита «Неисправность системы уплотнений вала генератора» с выдержкой времени 4
секунды. Срабатывание данной защиты дало команду САУ на открытие сбросных клапанов
водорода (90MKW19AA026, 90MKW19AA025, 90MKW19AA035, 90MKW19AA036) и
инициировало сброс водорода из турбогенератора в атмосферу.
2.2.2. Собрались критерии логики САУ (давление уплотняющего масла в общей
напорной магистрали > 2 бар и АМНУ включен) и по истечении выдержки 4 секунды
соленоид закрылся. После закрытия соленоида, давление в общей напорной магистрали
уплотняющего масла поднялось с 4.5 до 8 бар за 0,8 секунды, перепад масло/водород
поднялся до 1,9 бара за 1,2 секунды.
Экономический ущерб составил 6 345 тыс. руб.
11
ФИЛИАЛ ПАО «ОГК-2» - Серовская ГРЭС

12.

Хронология событий
Тренд работы системы уплотнений вала генератора Энергоблока ст. № 9
12
ФИЛИАЛ ПАО «ОГК-2» - Серовская ГРЭС

13.

Принятые меры
По факту данного отключению ЭБ-9 в филиале ПАО «ОГК-2» - Серовская ГРЭС проведено
внутреннее расследование. По результатам внутреннего расследования составлен Акт № 1-ВР и
издан приказ от 17.11.2023 № 507 «О результатах расследования причин отключения энергоблока ст.
№ 9 при испытаниях ЧДА 15.10.2023».
13
ФИЛИАЛ ПАО «ОГК-2» - Серовская ГРЭС

14.

Причины возникновения технологического
нарушения и его развития
Описание организационных причин
02.11. -04.11.2022 специалистами ООО «ГЭХ Сервис газовых турбин» проведены работы по
снижению температуры газов на выхлопе КС.
30.09.2023 по 02.10.2023 специалистами ООО «ГЭХ Сервис газовых турбин» проводились
работы по наладке горения в камере сгорания ГТУ (в соответствии с договором № 2208/17-120 от 29.12.2016). В связи со сжатыми сроками ремонта часть необходимых работ по
наладке горения не были закончены, а настройки возвращены к тем, которые были
достигнуты 01.10.2023 (с коррекцией холодного пятна в зоне 70 МВт), что отражено в Акте
выполненных работ (дополнительных) № 1 от 02.10.2023 (прилагается к настоящему акту).
Настройка горения в режиме работы ЧДА не предполагалась и не проводилась с 2018 г.
Описание технических причин
Отключение ЭБ-9 действием защиты произошло в результате пульсации/акселерации
пламени в камере сгорания ГТУ. Причиной пульсации/акселерации пламени явилось
неустойчивое горение в камере сгорания при малых нагрузках ГТУ, в следствии
отсутствия проверки режимов горения при работе ЧДА после снижения температуры газов
на выходе из камеры сгорания.
14
ФИЛИАЛ ПАО «ОГК-2» - Серовская ГРЭС

15.

Недостаток проекта
В ходе расследования отключения выявлено что существующий алгоритм
включения аварийного маслонасоса уплотнений системы УВГ (далее – АМНУ) в САУ не
предусматривает автоматическое включение АМНУ по критерию потери питания на МНУ-А
и МНУ-Б, а включение АМНУ по технологическим параметрам (2.4 секунды, затрачено САУ
на формирование условий включения АМНУ) не исключает возможность снижения
перепада давлений масло/водород в системе УВГ до аварийной уставки (< 0,1 бар) с
последующим действием защиты «Неисправность системы уплотнений вала генератора»
и сбросом водорода в атмосферу.
15
ФИЛИАЛ ПАО «ОГК-2» - Серовская ГРЭС

16.

Противоаварийные мероприятия
1. Технические мероприятия:
При проведении модернизации САУ ЭБ-9 организовать проведение настройки
режимов горения в низких диапазонах нагрузки ГТУ, в том числе с учетом возможного
режима работы ЭБ-9 при выделении на собственные нужды.
Срок – до 30.09.2024.
2. Организационные мероприятия:
На заседании технического совета рассмотреть возможность и необходимость:
1. Добавления в САУ ЭБ-9 дополнительного защитного условия включения АМНУ
при потере питания на МНУ-А и МНУ-Б.
2. Изменения алгоритмов включения АМНУ по технологическим параметрам
работы системы УВГ.
3. Изменения уставок выдержки времени закрытия соленоида.
Срок – до 30.11.2023.
16
ФИЛИАЛ ПАО «ОГК-2» - Серовская ГРЭС

17.

Противоаварийные мероприятия
Параметр
Активная мощность, МВт
Положение ВНА, %
Температура воздуха, грС
Акселерация в КС, g
Средняя температура на выходе КС, грС
Положение РК пилотного газа, %
Расход пилотного газа, кг/сек
17
2018
До начала
428
100
2023
При выделении
16
17,4
До начала
417
100
19
При выделении
15,8
17,6
6
0,78
2,2
0,75
588
344
556
5,13
335
45,35
1,39
48,47
1,89
44,5
1,24
49,6
1,84
ФИЛИАЛ ПАО «ОГК-2» - Серовская ГРЭС

18.

Противоаварийные мероприятия
18
ФИЛИАЛ ПАО «ОГК-2» - Серовская ГРЭС

19.

Филиал ПАО «ОГК-2» - Серовская ГРЭС
Спасибо за внимание
СОВЕТ ПО НАДЕЖНОСТИ ПАО «ОГК-2»