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1-2-4(内蒙古华能热电)

降低#6机空冷系统程控故障次数

内蒙古丰镇发电厂热工程控班QC 小组

一、小组概况

二、系统简介

#6机组空冷系统主要是由A3、A4、A7阀控制、循环泵输送泵控制、冲排水电动门（包括A103、A104紧急放水门）控制、空冷百叶窗控制等系统组成，它直接控制着空冷密闭水循环系统利用环境来冷却汽轮机排汽的整个流程（如下图所示）。空冷系统程控故障次数高，直接影响汽轮机汽水循环系统的安全运行，同时该系统带有多项机组主保护，地位十分重要。

空冷系统简图

小组名称丰镇发电厂热工检修队程控班QC 小组成立时间 1992年3月18日小组完成课题十四项注册编号 FD-2009-28 本课题注册时间 2009年1月20日课题类型现场型活动出勤率 98% 活动时间 2009年1月20日-2010年1月活动次数总计14次，2小时/次均

获奖情况国家级优秀成果:《降低#3机空冷系统程控故障次数》2005、《降低#4水轮机程序

控制投入故障次数》2007年；全国电力优秀成果：《降低#3—#6空冷机组A7阀故障次数》2006年；《降低#4炉排污系统故障次数》2008年；

自治区优秀成果：六项。小组成

员简介

小组共十一名成员，平均年龄38岁，最高学历本科，最低学历中专。特点：年

轻好学、敢于创新。近年来的多项成果均获得国家级及自治区级优秀成果奖，为

企业创造了效益。

三、选择课题

小组调查一：本QC 小组对2008年9月到2008年12月我厂#6机组各主要程控系统的故

障情况进行了调查,结果如下: （1）调查表（单位：次）（2）统计表

序号项目频数（次）累计频数(次) 累计百分比（%）平均（次/月）

1 空冷系统程控故障 31 31 70.4 7.75

2 定排系统程控故障 8 39 88.6 2

3 中速磨油系统程控故障 3

42 95.4 0.75 4

顺控系统故障 2 44 100 0.5 合计 44

（3）排列图

空冷系统程控故障占所有程控故障总数的70.4%,问题突出。

小组调查二：进行横向对比调查。将#6机空冷系统故障与其他三台机组的空冷系统程控故障进行比较。统计如下：（单位：次）

#6机各主要程控系统故障汇总

月份空冷系统程控故障定排系统程控故障中速磨油系统程控故障顺控系统故障合计（次）9月 7 3 1 1 12 10月 9 2 1 0 12 11月 6 1 1 1 9 12月 9 2 0 0 11 合计 31 8 3 2 44

程控故障程控故障系统故障

系统故障频数(次) N=44累计百分比(%)

10 0- 制表人：索芮 2009年1月20日

制表人:索芮2009年1月20日

调查结果：

#6机空冷系统程控故障占所有程控系统故障总数的70.4%，月均7.75次。远远高出#3、#4、#5空冷机组的平均故障数3.3次，所以小组将课题确定为降低#6机空冷系统程控故障次数。

四、现状调查 1、QC 小组对2008年9月到2008年12月发生的空冷系统程控故障缺陷记录汇总分析。（1）调查表（单位：次）

（2）统计表

序号因素

频数（次）

累计频数（次）

累计百分比（%）

1 充放水电动门控制故障 24 24 77.4

2 百叶窗执行器控制故障 4 28 90.

3 3 循环泵输送泵控制故障 1 29 93.5

4 A3.A4.A7阀控制故障 1 30

96.7 5

水轮机控制故障 1 31 100 合计

（3）排列图序号缺陷项目

9月 10月 11月 12月合计 1 充放水电动门控制故障 5 7 6 6 24 2 百叶窗执行器控制故障 1 1 2 4 3 循环泵输送泵控制故障 1

1 4 A3.A4.A7阀控制故障 1 1 5

水轮机控制故障 1 1 合计 7 8

动门故障

执行器

控制

送泵控制控制

频数(次) N=31

#6空冷故障次数

#3、4、5平均故障次数最好水平

从图上可以看出充放水电动门控制系统故障占到空冷系统程控故障总数的77.4%。找到了问题的症结，为了把握其严重程度，我们对其进行深入分析。

2、运用直方图针对“充放水电动门开关到位时间”做进一步分析。

充放水电动门的开关到位时间有着严格的要求，命令发出70秒内，如阀门无法到位，则程序视为冲水失败，直接进行反排水。运行人员主要从“阀门到位时间”来判断阀门运行情况。检修人员从阀门到位时间把握继电器、接触器、电机等主要设备的工作情况。为此我们调取了#6机充排段的运行记录,运用直方图进行分析。阀门到位时间最短为30S,上限为70秒,

控制质量标准为（S）。（1）收集两次充排段阀门到位时间共50个数据值。表中数据是实测数据减去30S 的简化值。

数据表单位：S（秒）

阀门

时间阀门时间阀门时间阀门时间阀门时间 A111 1 A121 11 A131 10 A141 10 A151 19 A112 30 A122 21 A132 14 A142 16 A152 20 A113 9 A123 18 A133 24 A143 16 A153 20 A114 13 A124 22 A134 22 A144 23 A154 26 A161 25 A111 18 A121 30 A131 26 A141 31 A162 15 A112 29 A122 5 A132 30 A142 15 A163 24 A113 29 A123 13 A133 17 A143 20 A164 17 A114 23 A124 13 A134 17 A144 27 A151 28 A153 23 A161 22 A134 33 A103 27 A152

A154

A162

A164

A104

（2）确定数据的极差(R)。用数据最大值减去数据最小值求得。数据最大值X max =39(S)，数据最小值 X min =1(S)，所以极差R=39-1=38(S)。

（3）确定组距（h）。组距即直方图的宽度,先确定直方图的组数,用组数去除极差可得直方图的组距。组数k 我们选用常用组数为10,即k=10，将数据分为10组,于是组距h 为R/k=38/10=3.8(S)≈4(S)

（4）确定各组的界限值。组的界限值单位应取最小测量单位的1/2。数据中最小测量单位为1，其界限值应取0.5。

第一组的下限值为:最小值-0.5,即1-0.5=0.5；第一组的上限值为:第一组的下限值加组距,即0.5+4=4.5；第二组的下限值就是第一组的上限值,即4.5；第二组的上限值就是第二组的下限值加组距,即4.5+4=8.5以此类推得出各组的界限值。

（5）编制频数分布表。把各组的上下界限值分别填入频数分布表内，并把数据表中各个数据“对号入座”列入相应的组,统计各组频数(f)。

30 +40 +0

制表人:索芮2009年2月27日

频数分布表

(6)按数据值比例画出横坐标。 (7)按频数值比例画纵坐标。

(8)画直方图。纵坐标代表落在此长方形中的数据数。并在直方图上标出公差范围（T）样本大小（n）样本平均值（X）样本标准偏差值（s）。

(9)观测并分析直方图:

该直方图接近“平顶型”直方图,该类型直方图说明阀门到位时间出现偏长的现象,有缓慢因素，说明阀门动作过程中有可能出现某些设备质量失控，如设备老化、接触器粘连、继电器延时脱开、电机出力不够等现象，设备问题较严重。通过分析直方图，我们不仅进一步

组号组界频数统计 f i 1 0.5-4.5 1

1 2 4.5-8.5 5

1 3 8.5-12.5 9 11 1010 4 4 12.5-16.5 13 15 141616151313 8 5 16.5-20.5 18 18 19202020171717 9 6 20.5-24.5 21 2

2 2223242422232

3 2

4 10 7 24.5-28.

5 24 25 25262627272828 9 8 28.5-32.5 29 29 30303031

6 9 32.5-36.5 33 1 10 36.5-40.5

37 1 合计

0.5 8.5 16.5 24.5 32.5 40.5

频数制表人:索芮2009年2月27

确认了主要问题，同时还为后面的原因分析找到了突破口。

五、目标确定

主要问题找到之后,为确定目标,我们对主要问题运用分层法进一步分解:并以最好水平#5机空冷系统程控故障次数作为目标确定依据。

通过以上调查,预计可以将电机、电源部分故障全部解决，行程开关故障可解决88%，继电器部分故障可解决71%，从而可以解决掉充放水电动门控制故障(4-0)+(9-1)+(7-2)+(4-0)=21次，占总数的21÷24=87.5%,预计可使#6炉空冷系统程控故障次数降到：31-21=10次，月均10/4=2.5次/月。

六、原因分析

（1）分解主要问题

设备分类

电机部分故障

行程开关故障

继电器故障

电源部分故障

合计故障

（2）调查目标依据

设备故障

横比对象

分析型号

结论

使用数量

28台电机部分故障 4

调查同类型电机在#5机

的使用情况故障次数（9-12月）

两者型号相同,预计可将电机

故障解决100% 型号结论

使用数量

56个行程开关故障 9 调查该开关在#5机A3、A4、A7使用的情况故障次数（9-12月）

设备相同,分析可解决此问题

（9-1）/9=88% 型号

结论

使用数量

56个继电器故

障 7 #5、#6空冷电动门使用继电器型号相同故障次数（9-12月）

预计可解决此问题的（7-2）

/7=71% 型号

结论使用数量

28个

电源部分故障

4 #5机组空冷充放水电动门电源抽屉柜故障次数（9-12月）

可解决电源部分故障100%3月

根据以上分析,我们收集了造成充放水电动门控制系统故障的末端因素共有以下六项: 序号末端因素

1 行程开关接点失灵

2 无备用控制电源

3 感应电压超标

4 过流继电器安装位置不合理

5 过流继电器缺相保护失灵

6 远方回报继电器失灵

制图人：索芮 2009年4月1日

七、要因确认

（一）行程开关接点失灵

（二）无备用控制电源

确认人索芮确认时间 2009-4-11 确认结论主因

（三）感应电压超标

（四）过流继电器安装位置不合理

确认对象过流继电器

确认标准《过流继电器使用说明书》：

过流继电器的整定电流可调节范围为0.25-32A。过流继电器的整定电流小于等于电机额定电流,如发生电机过流会通过过流继电器切断回路。安装要求：控制火线或零线必须串入过流继电器闭接点。

确认方法查阅图纸

确认过程说明:A103、A104实现两路控制电源互相切换之后，过流继电器只对就电控制电源进行保护，而未实现另一路电源的保护功能。

确认结果过流继电器安装位置不合理

确认人崔莹确认时间 2009-4-19

确认结论

主因

(五)过流继电器缺相保护失灵

确认对象电机过流继电器缺相保护功能

确认思路

(1)电机缺相的发生率;(2)电机的缺相保护是否完善;

确认标准《过流继电器使用说明书》中规定:电机断相保护是电机主保护之一,过流继电器的

主要功能之一为电机断相保护,即运行中如发生电机断相则过流继电器动作,切断控制

回路。

确认方法数据取证

同类型过流继电器缺相保护动作调查

1 2006年12月23日，#3机定排电机过流动作，经查为电机缺相。

2 2007年2月12日，#5炉定排电机缺相导致电机过流动作。

确认过程 3 2008年6月11日，#6炉定排，电机过流动作，电机缺相运行。

确认结果

#6机未发生过电机缺相现象，但同类型过流继电器缺相保护动作正常，说明该末端因

素对问题的影响程度很小。

确认人张瑞娟确认时间 2009-4-21 确认结论非主因（六）远程回报继电器失灵

八、制定对策

制表人：索芮2009年5月20日

确认对象

远程回报继电器失灵

确认思路

（1）调查回报继电器失灵故障率；

（2）通过现场试验确定其正常率；确认标准

《热控设备使用说明》：回报继电器为远程显示提供阀门到位情况,以便于运行人员监视,

要求回报继电器线圈吸合正常，接点到位正常，投入率100%

确认方法调查缺陷及现场试验

2008年8-12月#6机共发生一次远程回报继电器故障，占故障总数1/24=4%,影响程度一般。

现场试验过程

工作原理

就地电动门内行程开关到位后，将信号送往继电器线圈，继电器接点接通后作为回报

信号送往DCS 显示就地阀门动作情况。

试验方法就地手动接通行程开关接点，从而接通继电器线圈,观察开、关继电器接点吸合情况。

#6机空冷电动门远程回报继电器现场试验统计表

开继电器开继电器开继电器开继电器A111 关继电器正常A112 关继电器正常A113关继电器正常A114

关继电器正常

开继电器开继电器开继电器开继电器A121 关继电器正常A122 关继电器正常A123关继电器正常A124

关继电器正常

开继电器开继电器开继电器开继电器A131 关继电器正常A132 关继电器正常A133关继电器正常A134

关继电器正常

开继电器开继电器开继电器开继电器A141 关继电器正常A142 关继电器正常A143关继电器正常A144

关继电器正常

开继电器开继电器开继电器开继电器A151 关继电器正常A152 关继电器正常A153关继电器正常A154

关继电器正常

开继电器开继电器开继电器开继电器A161 关继电器正常A162 关继电器正常A163关继电器正常A164

关继电器正常

开继电器开继电器开继电器开继电器A101 关继电器正常A102 关继电器正常A103关继电器正常A104

关继电器正常

第一次继电器接点全部吸合正常，合格率100%

确认

结果第二次

A151开到位脱开后，未变白色，查找原因为接线松动，紧线后重新试验，正常吸合，

合格率100%

确认人王尚禹确认时间 2009-4-28 确认结论非主因序号

要因对策

目标

措施

地点负责人

时间

1、设计控制图纸

2、安装继电器

3、接线

1 无备用控制电

源增加控制电源实现两路控制电源互相切换 4、调试

#6空

冷塔

王

尚禹

20096.15- 6．221、将所有备用芯接地

2、将220V 来线与0V 返线分别接到两根电缆 2

感应电

压超标消除感

应电压由120V

降到≤40V

3、调试

集控索

芮

20096.23- 6.26

1、设计控制图纸

2、重新接线

过流继

电器安装位置不合理

调整过流继电器

安装位置由1路电源保护增加为

2路电源保护 3、调试

#6空

冷塔

李志宏2009

7.10-7.13

九、对策实施

控制

方法

首先，将就地控制电源接入继电器线圈，就地送电后，继电器吸合；

其次，再将就地电源接入继电器开接点，继电器吸合，开接点吸合，就地电源开始工作，实

现电源首选就地的目标；第三，再将UPS 电源接入继电器闭接点，当就地失电后，该继电器断电，开接点断开，闭接点接通，UPS 电源开始工作。措施2.安装继电器

型号 Omronm MY2J 220/240VAC 措施3.就地接线

措施4.调试。继电器安装完毕后，进行现场试验。送电情况继电器线圈继电器开接点输出

继电器闭接点输出

工作电源 1 就地送电吸合输出220V 未输出 0V 就电电源试验过程

就地拉电

未吸合

未输出0V

输出220V

UPS 电源

试验结果两路电源可互相切换。

对策目标实现两路电源互切

实施前只提供一路控制电源，在就地电源失电后，阀门无法操作。

验证对策目标实施后

增加一路UPS 电源，通过一个继电器，利用其两开两闭接点，实现就地控制

电源与UPS 电源互相切换。

结论目标完成

实施人王尚禹、索芮

实施时间

2009年6月15日-6月22日

实施三

要因：过流继电器安装位置不合理对策：调整过流继电器安装位置

对策目标过流继电器对两路控制电源起到保护作用实施前一路验证对策目标实施后两路

结论目标完成实施人

李志宏、武爱萍

实施时间 2009年7.10-7.13

十、效果检查

“充放水电动门控制系统故障”实施前后对比

改造前(2008年9月-12月) 改造后(2009年9月-12月)

“空冷系统程控故障”实施前后对比

改造前(2008年9月-12月) 改造后(2009年9月-12月)

制表人：索芮 2010年1月4日

我们调取了改造之后充放水电动门开关到位时间的启机数据，并汇制直方图与改造前直

方图进行比较：

数据表（单位：S）

阀门

时间阀门时间阀门时间阀门时间阀门时间A111 5 A121 27 A131 21 A141 19 A151 30 A112 14 A122 11 A132 17 A142 17 A152 27 A113 8 A123 13 A133 19 A143 19 A153 11 A114 17 A124 14 A134 17 A144 21 A154 24 A161 8 A111 5 A121 8 A131 19 A141 24 A162 8 A112 14 A122 17 A132 19 A142 11 A163 17 A113 13 A123 11 A133 17 A143 24 A164 11 A114 14 A124 17 A134 21 A144 21 A151 24 A153 13 A161 19 A134 17 A103 19 A152

A154

A162

A164

A104

频数分布表

制表人：索芮 2010年1月4日

频数(

改造前改造后

从改造前后直方图可以很直观的看出,直方图由平顶型,过渡到了正常阶梯状,说明充放水电动门开关到位用时正常，处于稳定可控状，可以确定决定开关到位时间的主要因素接触器、继电器、电机等主要设备运行稳定，已经消除了造成平顶型直方图的缓慢因素，改造效果明显。

十、效益计算

改造前，空冷系统程控故障31次，其中包括A103、A104在机组启动时无法及时关闭，延误机组启动，以及空冷段失电造成自开跳机等事故，造成损失电量及燃油损耗等影响机组安全运行的重大缺陷。我们对发生经济损失的几次故障进行了统计：

统计表

组号组界频数统计 f i 1 2-5 / /

2 2 5-8 / / / / 4

3 8-11 / / / / / / 6

4 11-14 / / / / / / / / 8

5 14-17 / / / / / / / / / / 10

6 17-20 / / / / / / /

7 7 20-23 / / / / / / 6

8 23-26 / / / / 4

9 26-29 / / 2 10 29-32 / 1 合计

0.5 8.5 16.5 24.5 32.5 40.5

频数频数

改造后未发生上述故障，统计改造前的经济损失即我们改造后所创经济效益，计算如下：

改造前

改造后

影响发电量共计 21万千瓦时影响发电量

每千瓦时去除成本利润 0.29元

经济价值=损失电量（千瓦时）×每千瓦时利润

电量节约

21万千瓦时×10000×0.26元=60900元改造前改造后

燃油损失共计 12吨燃油损失

燃油节约每吨燃油单价约6000元 12吨×6000元=72000元

数量型号单价

电机

2 DUW-ZK 1200

数量型号单价

继电器

3 OMRON-MY2J 158

数量型号单价

创

造

价值

材料

节约

空气开关

2 95 合计 1200×2+158×3+95×2=3064 型号数量单价

开关

MCG-21 2 90 型号数量单价

成本费用电缆

KVVP 100米 25

合计

90×2+×25×

100=2680 直接经济效益: 创造价值-成本费用=60900元+72000元+3064元-2680元=133284元

间接效益及综合评价

A103、A104是空冷机组最为重要的两个阀门,其中A103、104故障开到位，直接发空冷故障保护,跳汽轮机,是汽机主保护之一,此次改造的三项措施,提高了#6机A103、A104的设备安全性，减少了保护误动率,为机组创造的无形效益是不可估量的。

十一、巩固措施及效果跟踪

由于此次成果极具推广价值，可以说是小投入换来大回报，所以我们将主要措施纳入了车间及班组专业技术资料中，分别对其进行标准化完善工作，以便在其他机组上推广该成果。

1、标准化及执行情况

序号

标准化

落实人

时间

1 将“增加控制电源”的控制原理、方法，以及继电器的型号，工作原理

等，增加到“热工检修网”→班组检修台帐”→“设备管理”→“设备大修记录”编号：2009—KLDX--01。索芮

2010年1

月6日

2 将“消除感应电”的两项具体措施的应用方法，及注意事项等，增加到

“热工检修网” →“班组检修台帐”→“设备管理”→“设备大修记录”编号：2009—DPDX--02。

索芮

2010年1

月6日

序号设备名称事故现象事故后果

造成损失 1 A103 无法关闭机组无法及时上水，延误启动

电量损耗 2 A104 电源失电延误启动电量损耗 3 A103 开到位信号闪手动关闭燃油损耗 4 A161 开启超时充段失败延误启动电量及燃油损耗 5 A152 无法打开充段失败延误启动电量及燃油损耗 6 A143 关闭超时充段失败延误启动电量及燃油损耗 7 A103 油泵电机烧损机组启动延误电量及燃油损耗