1 概述

發(fā)電設(shè)備在運行中由于水力機(jī)械磨損及其它設(shè)備老化或電氣損傷等，致使發(fā)電設(shè)備效率降低，事故隱患遞增，若不及時進(jìn)行檢修，將有可能引發(fā)事故，造成巨大經(jīng)濟(jì)損失。為了使各設(shè)備處于良好的工作狀態(tài)和具有較高的運行可靠性，必須對其進(jìn)行檢修，同時要確保檢修過程中人員與設(shè)備的安全。根據(jù)guojia電力投資集團(tuán)公司 2016 年發(fā)布的《電力安全工作規(guī)程》( 熱力和機(jī)械部分) 第 11． 1條，水輪發(fā)電機(jī)組的檢修: “b) 可靠隔離油、水、氣源，并在相應(yīng)閥門上懸掛 ‘禁止操作，有人工作’警告牌; c) 切斷機(jī)組、輔助設(shè)備與其他相關(guān)系統(tǒng)的動力源，并在有關(guān)斷路器操作把手上懸掛‘禁止操作，有人工作’警告牌”［1］; 同時《電力安全工作規(guī)程》( 發(fā)電廠和變電站電氣部分) 也對設(shè)備檢修技術(shù)措施有明確的規(guī)定: 斷開設(shè)備的隔離開關(guān)( 刀閘) 的操作機(jī)構(gòu)必須用專用鎖或程序鎖鎖住; 安全措施的變動需由工作負(fù)責(zé)人和工作許可人雙方同意，方可執(zhí)行，以確保檢修設(shè)備及檢修人員的安全［1］。

 

在設(shè)備檢修時，由于設(shè)備的啟/停操作與設(shè)備的檢修工作是由不同專業(yè)人員完成，啟/停操作一般由運行人員完成，設(shè)備檢修工作由檢修單位完成; 且同一范圍、同一區(qū)域的設(shè)備檢修也會涉及到不同專業(yè)的檢修班組。常規(guī)機(jī)組檢修安全措施的布置、油水風(fēng)電系統(tǒng)的隔離由運行人員操作并懸掛警告牌，檢修過程中對安全措施缺少剛性約束，交叉作業(yè)過程中涉及的安全措施僅靠工作票關(guān)聯(lián)，依靠運行人員檢查工作票核對安全措施的交叉情況，無技術(shù)手段保證，此方式存在一定的安全隱患［2］。

 

為了解決以上檢修中存在的安全問題，并強(qiáng)制落實相關(guān)人員對檢修設(shè)備的控制和操作權(quán)限，需要一套完整的閉鎖系統(tǒng)，以實現(xiàn)對關(guān)鍵部位的有效控制，確保檢修過程中人身、設(shè)備安全。檢修隔離閉鎖系統(tǒng)就是為此而設(shè)計的。系統(tǒng)采用計算機(jī)圖形管理方式實現(xiàn)對檢修隔離設(shè)備的管理，通過加裝鎖具的方式對工作票中安全措施對應(yīng)停運的開關(guān)、閥門等設(shè)備強(qiáng)制閉鎖，工作負(fù)責(zé)人和工作許可人分別以不同權(quán)限對隔離設(shè)備共同管控，防止切斷能量源的設(shè)備誤啟動。只有當(dāng)工作負(fù)責(zé)人確認(rèn)檢修人員撤離檢修區(qū)域，檢修設(shè)備符合運行條件，工作負(fù)責(zé)人和工作許可人核查無誤后，啟動設(shè)備解鎖操作票，工作許可人才能啟動當(dāng)前設(shè)備，從而以技術(shù)手段保證檢修人員和檢修設(shè)備的安全，以及保證多班組工作時交叉作業(yè)面的安全。

 

2 檢修隔離系統(tǒng)的組成

檢修隔離閉鎖系統(tǒng)主要由系統(tǒng)軟件、傳輸適配器、檢修閉鎖鑰匙、隔離點掛牌、鎖具閉鎖附件、權(quán)限卡等構(gòu)成( 見圖 1) 。

2．1 系統(tǒng)部署

系統(tǒng)可根據(jù)現(xiàn)場需要采用單臺計算機(jī)好立工作模式，亦可采用服務(wù)器+工作站的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模式靈活配置。

2．2 系統(tǒng)軟件

隔離閉鎖系統(tǒng)具有危險點設(shè)備信息管理、檢修鎖具信息管理、隔離票管理、設(shè)備檢修隔離安全管理、試運行管理( 含試運行票、試運行沖突檢測、

押票、歷史試運行票) 、統(tǒng)計分析等功能板塊，同時還具備與檢修閉鎖鑰匙信息交換的功能。

 

2．3 傳輸適配器

用于主機(jī)和檢修閉鎖鑰匙間數(shù)據(jù)的傳輸通信，通信數(shù)據(jù)包含隔離票、解除隔離票、試運行票、操作完成等信息。

 

2．4 檢修閉鎖鑰匙

檢修閉鎖鑰匙是系統(tǒng)的核心設(shè)備，通過無線采碼方式識別檢修鎖具，可根據(jù)隔離票解鎖相應(yīng)的檢修鎖具。隔離票通過任務(wù)方式傳輸至檢修閉鎖鑰匙，持檢修閉鎖鑰匙，根據(jù)其中顯示信息領(lǐng)取檢修鎖具，到工作現(xiàn)場做隔離措施; 系統(tǒng)還有檢修鎖具、鎖具柜、鎖具閉鎖附件、隔離點標(biāo)牌及掛牌等。

 

3 檢修閉鎖系統(tǒng)工作原理

工作票的辦理按照工作負(fù)責(zé)人填票→工作簽發(fā)人審核簽發(fā)→值班負(fù)責(zé)人審核接票→工作許可人審核→安全措施布置→工作票許可→安全措施確認(rèn)→進(jìn)入現(xiàn)場工作等流程執(zhí)行，檢修隔離閉鎖系統(tǒng)根據(jù)工作票中的安全措施內(nèi)容生成隔離票，以授權(quán)卡權(quán)限綁定后，通過傳輸適配器將隔離票傳輸至檢修閉鎖鑰匙。工作許可人持隔離票、檢修閉鎖鑰匙、隔離票中指定數(shù)量的鎖具、掛鎖附件、掛牌到現(xiàn)場實施隔離閉鎖措施。找到隔離票中需要掛鎖隔離的設(shè)備，確定該設(shè)備已釋放能量，使用檢修閉鎖鑰匙采集隔離點標(biāo)牌信息，任取一把掛鎖將掛牌串入鎖環(huán)中閉鎖該操作點，然后用檢修閉鎖鑰匙將隔離點信息寫入鎖具中( 此時隔離設(shè)備信息被寫入檢修鎖具的用戶信息區(qū)中，同時檢修閉鎖鑰匙記錄了隔離票中對應(yīng)步驟掛鎖的 ID 信息) 。按上述步驟完成隔離票中的所有操作后，即形成一個安全、可靠的檢修工作范圍。多個隔離任務(wù)中，涉及到同一設(shè)備時，使用擴(kuò)鎖器后，在一個設(shè)備的操作點上加裝多把鎖，掛多個牌。解除隔離時，將原有的隔離票調(diào)出，必須由工作許可人與工作負(fù)責(zé)人同時使用授權(quán)卡確認(rèn)后，方可傳輸至檢修閉鎖鑰匙，工作許可人使用檢修閉鎖鑰匙接票后到現(xiàn)場解除相應(yīng)檢修設(shè)備的隔離措施。

 

工作票－隔離票辦理流程圖見圖 2。

4 檢修閉鎖系統(tǒng)特點

1) 閉鎖強(qiáng)制管理: 采用加裝鎖具的方式，對檢修設(shè)備周邊隔離點強(qiáng)制閉鎖，鎖具可根據(jù)現(xiàn)場需要制作，滿足不同閥門、開關(guān)形式的閉鎖要求。

2) 權(quán)限雙方控制: 工作許可人與工作負(fù)責(zé)人共同控制隔離點閉鎖設(shè)備的解除權(quán)限，有效保障作業(yè)人員安全。

3) 多任務(wù)有效管理: 每個工作任務(wù)的工作負(fù)責(zé)人分別對自己周邊隔離點進(jìn)行閉鎖，以技術(shù)手段保障多班組、多任務(wù)交叉作業(yè)時檢修區(qū)域內(nèi)人員和設(shè)備的安全。

4) 沖突檢查機(jī)制: 隔離票間的邏輯關(guān)系可視化，具備自動識別、檢查試運行中的沖突機(jī)制。

5) “黑匣子”記憶: 可以對檢修設(shè)備隔離票操作過程進(jìn)行追憶，便于事故分析。

 

5 水電廠機(jī)組檢修閉鎖系統(tǒng)的應(yīng)用

5．1 水電廠設(shè)備閉鎖方式

水電廠機(jī)組臺數(shù)普遍較多，存在 2 臺及以上機(jī)組同時檢修情況，傳統(tǒng)的安全措施布置，檢修系統(tǒng)的隔離一般采用操作后掛牌的方式。由于警告牌存在人為移動或者其他原因掉落等，此方式缺少剛性約束，不能很好閉鎖檢修設(shè)備，存在一定的安全風(fēng)險，由此檢修閉鎖系統(tǒng)的投入顯得尤為重要。通過加鎖的方式，閉鎖隔離點，任何個人或者運行、檢修任何一方都不能單好改變檢修安全措施，實現(xiàn)雙向監(jiān)督。某水電廠機(jī)組檢修常用幾個重要隔離點閉鎖方式展示，如圖 3 所示。

5．2 長洲水電廠機(jī)組檢修過程閉鎖隔離過程

長洲水電廠機(jī)組 A 修通過招投標(biāo)方式由外委單位進(jìn)行，存在檢修單位不固定、人員素質(zhì)參差不齊的問題，給現(xiàn)場安全管理帶來很大的隱患。由此檢修閉鎖系統(tǒng)的應(yīng)用顯得尤為重要。下面就整個機(jī)組檢修過程的閉鎖系統(tǒng)使用情況進(jìn)行說明。

 

5．2．1 機(jī)械方面

長洲機(jī)組上流道檢修閘門、下流道事故閘門采用門機(jī)操作方式，由檢修人員人工操作。機(jī)械方面的檢修安全措施主要是消除能量源，防止外來能量的送入，保證對外來能量源的閉鎖有效、安全。外來能量源送入主要閉鎖點，防范措施有以下幾類:

1) 機(jī)組上下流道充水閥。閉鎖該閥門操作機(jī)構(gòu)，防止水源進(jìn)入機(jī)組流道內(nèi)。

2) 機(jī)組壓油 ( 氣) 罐高壓氣源進(jìn)口閥門。閉鎖該閥門把手，防止高壓氣進(jìn)入壓油 ( 氣) 罐。

3) 機(jī)組低壓氣源進(jìn)口閥。閉鎖該閥門把手，防止低壓制動氣進(jìn)入風(fēng)閘及空氣圍帶供氣管內(nèi)。

4) 壓力油泵動力電源。閉鎖動力電源柜進(jìn)線開關(guān)，防止電源送入，油泵誤啟動。

5) 機(jī)組輔助設(shè)備動力電源。閉鎖機(jī)組輔機(jī)柜動力電源進(jìn)線開關(guān)，防止輔機(jī)設(shè)備誤動作。

6) 發(fā)電機(jī)消防水供水、技術(shù)供水管路。閉鎖發(fā)電機(jī)消防水供水、技術(shù)供水水閥，防止消防水、技術(shù)供水進(jìn)入檢修機(jī)組。

7) 機(jī)組主軸密封供水管路。閉鎖其供水閥門，防止水源進(jìn)入。

8) 油冷系統(tǒng)供水管路進(jìn)口閥。閉鎖其進(jìn)口、出口閥門，防止水源漏出而影響其他設(shè)備的運行。

 

5．2．2 電氣方面

電氣方面設(shè)備檢修時主要注意防止外部電源突然送入，給檢修過程帶來安全隱患。在整個檢修過程中，電氣方面設(shè)備檢修基本都是交叉進(jìn)行的，由此必須對電氣檢修設(shè)備進(jìn)行全面閉鎖、隔離，確保整個檢修過程中人身及設(shè)備安全。其主要閉鎖點主要有以下幾方面:

1) 機(jī)組出口開關(guān)、隔離刀閘。閉鎖機(jī)組出口刀閘操作把手，防止檢修過程中誤合刀閘。

2) 線路開關(guān)、隔離刀閘。閉鎖跟檢修機(jī)組相關(guān)的線路開關(guān)、隔離刀閘操作把手，防止檢修過程中誤合。

3) 設(shè)備控制總電源。由于各設(shè)備控制總電源開關(guān)較多，且開關(guān)并排安裝在機(jī)旁交直流柜內(nèi)，因此對機(jī)旁交直流柜柜門進(jìn)行閉鎖。每次操作必須由運行人員、檢修人員共同現(xiàn)場檢查確認(rèn)無誤后方可進(jìn)行。

 

6 總結(jié)

檢修隔離閉鎖系統(tǒng)的有效應(yīng)用，確保機(jī)組在檢修過程中，各能量源處能夠有效閉鎖，任何一方不得改變檢修設(shè)備的狀態(tài)，防止油、水、氣、電送至檢修系統(tǒng)，從而確保檢修人員及檢修設(shè)備的安全; 檢修過程如需要送電試運行，必須由運行人員、檢修人員共同檢查，開具試運行票，共同解鎖檢修設(shè)備閉鎖裝置，方可完成送電等操作，此措施確保檢修過程中人身、設(shè)備的安全，提升了設(shè)備檢修安全管控水平。

 

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