鍋爐空氣預(yù)熱器運行中電流至0的故障分析

許 震，馬劍宇

（中國國電集團公司諫壁發(fā)電廠，江蘇 鎮(zhèn)江 212006）

鍋爐空氣預(yù)熱器運行中電流至0的故障分析

許 震，馬劍宇

（中國國電集團公司諫壁發(fā)電廠，江蘇 鎮(zhèn)江 212006）

介紹了某電廠1 000 MW機組空氣預(yù)熱器運行故障的現(xiàn)象及處理情況，通過分析空氣預(yù)熱器的控制邏輯，找出故障的原因為空氣預(yù)熱器主電機變頻器在運行中程序瞬間混亂，并提出了運行、檢修技改中的防范措施。

鍋爐；空氣預(yù)熱器；變頻器；控制邏輯

0　引言

某廠1 000 MW機組鍋爐空氣預(yù)熱器采用的變頻傳動控制裝置（transducer transm ission control device，簡稱TTCD），是針對空氣預(yù)熱器這類大慣性負載而設(shè)計的，其啟動平穩(wěn)、對電機沖擊小、運行可靠、結(jié)構(gòu)簡單并具有調(diào)速功能。鍋爐每側(cè)空氣預(yù)熱器變頻傳動控制裝置配備1臺控制柜，控制柜中配置2個同型號變頻器分別控制主、備用電機，1用1備，各電機電源獨立。當主電機或是主變頻器發(fā)生故障時，可以切換到備用變頻器控制備用電機運行。控制裝置具有過電流保護功能，當變頻器正常工作時，如果電機出現(xiàn)過電流，可以通過自動降低電機轉(zhuǎn)速來降低電機電流。

1　故障過程

2015-09-09T23：16，A空氣預(yù)熱器主電機跳閘，輔電機未聯(lián)動，手動搶合輔電機未成功；23：17，主電機自啟，電流正常；23：20，A空氣預(yù)熱器主電機再次跳閘，輔電機未聯(lián)動，手動搶合輔電機未成功，之后搶合主電機也未成功，1 m in后空氣預(yù)熱器RB動作正常；23：23，主電機再次自啟；23：31，主電機電流大幅晃動，最大至72 A；23：33，手動停運主電機，聯(lián)系檢修處理。次日03：30，啟動A空氣預(yù)熱器輔電機正常，主電機投聯(lián)動。

異常情況出現(xiàn)時，無主電機變頻器故障信號發(fā)出；無主電機變頻器電源故障信號發(fā)出，有變頻器運行反饋信號丟失及電流至0信號。

2　空氣預(yù)熱器控制方式

2.1空氣預(yù)熱器至DCS 信號

（1） 變頻器故障信號反饋：主（輔）電機或主（輔）變頻器故障時，此信號通；

（2） 電機電源開關(guān)合閘信號反饋：主（輔）回路的空氣開關(guān)合閘后，此信號通；

（3） 電機電源故障信號反饋：主（輔）電源回路有故障時，此信號通；主（輔）電源回路得電時，此信號不通；

（4） 變頻器運行信號反饋：主（輔）變頻器運行（有速度輸出）時，此信號通；

（5） 變頻器運行電流反饋：主（輔）變頻器運行（有電流輸出）時，此信號通。

當主電機或主變頻器故障時，柜門上主回路報警燈亮，并發(fā)送主回路報警信號至DCS，輔回路同理。當主回路和輔回路同時故障時，自動切換到空氣馬達運行。空氣預(yù)熱器主電機額定電流為23-35 A，高報警值為67.1 A，高跳閘值大于77.2 A（反時限）。當空氣預(yù)熱器停運（主輔電機停運60 s），會觸發(fā)空氣預(yù)熱器RB動作。

2.2空氣預(yù)熱器主輔電機聯(lián)動邏輯

主電機變頻聯(lián)動輔電機變頻回路要具備以下幾個條件：

（1） 要有主電機變頻器故障信號；

（2） 輔電機變頻器無故障，具備投運條件；

（3） 主電機變頻器電源開關(guān)接觸器斷開；

（4） 輔電機變頻器處于停止狀態(tài)（電源開關(guān)接觸器斷開）；

（5） 聯(lián)動開關(guān)投入“自動”位置。

2.3變頻器運行狀態(tài)丟失信號分析

DCS熱工邏輯中，空氣預(yù)熱器運轉(zhuǎn)信號為空氣預(yù)熱器電機電源開關(guān)合閘反饋信號與變頻器運行反饋信號組成與門發(fā)出，只要其中一個信號丟失，便認為變頻器未運轉(zhuǎn)，從而報運行狀態(tài)丟失信號。若此時空氣預(yù)熱器電機電源未跳而只是變頻器無速度、無電流輸出，也會報空氣預(yù)熱器運行狀態(tài)丟失，造成運行人員誤判斷認為變頻器已跳閘。

3　空氣預(yù)熱器故障原因分析

3.1歷史曲線分析

調(diào)閱相關(guān)曲線得知，當A主電機變頻器電流至0時，其變頻器運行反饋也消失，但無A主電機變頻器故障和電源故障信號。此時A主電機電源開關(guān)合閘信號未消失，說明空氣預(yù)熱器A主電機電源回路未失電，變頻器還處于得電狀態(tài)，只是變頻器輸出至0（電流至0）。約18 s后變頻器自動恢復電流輸出。再經(jīng)過4 m in，A主電機變頻器電流至0時，其A主電機變頻器運行反饋消失，發(fā)出空氣預(yù)熱器停轉(zhuǎn)信號。

3.2輔電機不聯(lián)動原因分析

輔電機不聯(lián)動的原因如下：當時無主電機變頻器故障信號發(fā)出；無主電機變頻器電源故障信號；主電機電源開關(guān)合閘信號未消失，不具備聯(lián)動條件。

3.3輔電機搶合不成功原因分析

同輔電機不聯(lián)動的原因一樣，由于當時主電機變頻器有電機電源開關(guān)合閘信號，也不具備聯(lián)動條件（主電機運行時閉鎖輔電機），故無法搶合成功。

3.4空氣馬達無法啟動原因分析

空氣馬達啟動是在主/輔電機變頻器有故障信號輸出時，才具備啟動條件；而當時變頻器無故障信號輸出，故也無法啟動。

3.5故障原因綜合分析

判斷此次異常情況是由空氣預(yù)熱器主電機變頻器在運行中程序瞬間混亂引起的，原因如下。

（1） A空氣預(yù)熱器主電機自啟，從硬接線控制回路分析，在DCS沒有發(fā)出合閘指令時是無法實現(xiàn)預(yù)熱器主電機自啟的，且查閱DCS實時記錄曲線，自啟動時DCS沒有發(fā)出合閘指令。

（2） A空氣預(yù)熱器主電機自啟后，DCS實時記錄曲線電流存在突變，變頻器頻率自動從0升至50 HZ，其頻率的升降不是由DCS控制，而是由變頻器存儲的程序控制。

（3） 從檢修檢查情況分析，在未進行任何修理的情況下，在就地手動方式及遠控方式下，變頻器啟停試驗均正常。

4　防范措施

（1） 機組正常運行時，空氣預(yù)熱器主電機停運后（主電機變頻器電流至0），如果輔電機聯(lián)動成功則按規(guī)程相應(yīng)規(guī)定處理；未聯(lián)動則按規(guī)程要求進行搶合。若搶合不成功，可先將主電機變頻器進行急停，再去搶合輔電機，此時應(yīng)可以成功；若急停不成功，可迅速將主電機變頻器控制電源開關(guān)停用，再去搶合輔電機，為確保啟動輔電機創(chuàng)造條件。

（2） 機組正常運行時，空氣預(yù)熱器如果出現(xiàn)主回路故障，需立即到現(xiàn)場查看變頻器顯示面板上故障代碼；若輔電機聯(lián)動成功，則迅速根據(jù)故障代碼情況決定是否對主電機變頻回路進行隔離檢修。

（3） 定期查看控制柜內(nèi)部元器件，并清理控制柜內(nèi)部灰塵。只要系統(tǒng)運行，就應(yīng)打開控制柜內(nèi)部冷卻風扇，確保變頻器在良好運行環(huán)境下運行。

（4） 在機組檢修技改時，考慮增加變頻器轉(zhuǎn)速至0或變頻器無運行反饋時，經(jīng)延時跳變頻器電源接觸器邏輯，以確保聯(lián)動成功；考慮增加變頻啟動方式，待啟動正常頻率達到設(shè)定值時，自動無擾切至工頻旁路運行方式，以杜絕變頻器在運行中出現(xiàn)異常而影響空預(yù)器正常運行的情況。

2015-09-15；

2016-03-15。

許 震（1976-），男，高級技師，主要從事發(fā)電廠機組運行維護工作，email：x ly030930@163.com。

馬劍宇（1979-），男，工程師，主要從事發(fā)電廠鍋爐運行工作。