探究電廠熱控電動門常見故障的成因與防治對策

趙曉燕,焦凱

(華電濰坊發電有限公司,山東 濰坊 261000)

探究電廠熱控電動門常見故障的成因與防治對策

趙曉燕,焦凱

(華電濰坊發電有限公司,山東 濰坊 261000)

熱控設備的基礎建設和選擇是現代發電廠機組正常運行的重要保證,其中電廠熱控設備管理下的電動門設備是本文主要研究的內容.本文在對某電廠的熱控設備進行研究的過程中,發現該電廠內部300MW機組電動門盤柜電源出現了多次的跳閘現象,分析了故障現象后,對熱控電動門常見的故障原因進行了總結,并給出了具體的防止方案.

發電廠設備;熱控電動門;盤柜電源;跳閘故障

在現代發電廠中,進行熱控設備的安裝需要運用DCS系統進行接線和電纜設計,在嚴格的環境要求下,DCS系統在接地和改線的過程中一旦出現失誤,最終都可能造成電控設備的失效,引發相關電氣設備故障.因此對于電廠設備管控來說通常需要做好前期準備,充分利用圖紙會審工作,提升熱控設備的安裝和運行質量.

1 某電廠熱控電動門故障情況

1.1 電廠設備情況

本文所調研的發電廠為某市火電廠,該電廠所選用的電動門設備為2008年投入生產的300MW的QFSN-300-2型設備,其主要的電源控制為熱控設備下機組鍋爐盤柜電源,電源型號為STQ-140型.電源擁有兩路空氣開關和一路接觸器,位于電源切換裝置的系統兩側,為了保證300MW電動門的供電,鍋爐電動門擁有除了電源盤柜以外的油槍控制柜電源作為備用電源.在電源切換面板當中擁有兩組quot;工作quot;、quot;投入quot;指示燈,分別為空開手操.在正常運行狀態中,一路空開投入、與接觸器聯動,同時,備用電源空開投入,接觸器斷開,處于聯動備用.

1.2 跳閘故障發生

該設備在運行過程中,曾經先后多次發生過跳閘故障,在故障發生時,機組正常運行,盤柜電源發生跳閘,備用電源未聯動,DCS畫面可以看出,一次風擋板存在壞質量點,給粉機跳閘.在分析研究中,本文對設備進行拆機檢查,其中兩路空開手操都處于良好的合閘狀態,但電源工作燈均已熄滅,接觸器發生了跳閘狀態,母線電壓表無指示.其中一路空開合位、接觸器跳閘,另一路空開合位、接觸器未聯動.在手動切開后,備用接觸器聯動,母線電壓表正常.據此進行故障流程分析,可以得出一次風擋執行器出現失電,繼而造成DSC內部判定擋板已經關閉,使給粉機跳閘,出現燃料中段,形成MFT動作,電動門機組跳閘.

2 電動門故障原因分析

在對該電動門進行分析后,總結出了目前熱控電動門所容易出現故障的幾個方面原因.

2.1 密封故障

電動門在經過多年使用之后,電纜會出現一定程度的密封問題,最終導致異物進入到電動門的內部,造成故障.在以往的經驗過程中,一般進入到電動門機組內部的異物有雨水、液體、粉塵、潮濕氣體等,這部分潮濕物質會使電源以及內部電路板出現故障,造成機組內部接觸不良,主要原因為電源電纜進口與信號電纜連接處無密封接頭、電動門配貨帶未安裝密封接頭或橡膠圈等.

2.2 非人為損壞

在電動門使用過程中,還存在類似機械卡澀等不可控故障,其主要原因在于異物誤入到機械內部,例如在煤機入口處由于大塊煤塊造成了內部插板發生卡澀,最終造成電動門故障.一般來說,這類不可控故障出現幾率較小,平時工作人員進行檢查時認真負責即可避免.

2.3 設備振動引發故障

電動門設備運行過程中,由于供電會發生一定振幅的振動,作為電氣設備,振動現象是正常現象.但是隨著振動的不斷加深,類似于電路板插縫、電路板內部元件以及外殼固定螺絲等細小設備,可能會在振動加劇的影響之下,發生松動、損壞等情況,最終造成設備整體出現故障.

2.4 腐蝕故障

電廠所處的地理環境不同可能也會對所使用的電動門等電器設備造成影響,最終引發故障.例如東南沿海城市或者島嶼城市,發電廠往往要承受較為潮濕的空氣環境影響,在室外設備當中,許多機械的金屬外殼長期裸露于這種潮濕的空氣當中,最終會形成蒸發氣體,嚴重腐蝕相關機組設備.除了位于海邊,位于某化學工廠附近的發電廠也面臨這一威脅,例如電動門在腐蝕氣體的影響之下,出現了螺絲誘銹現象,最終導致接線螺絲無法打開,設備無法進行檢修.

2.5 人為因素

除了環境因素之外,人為因素在電動門等電氣設備損壞中也占據相當大的比重.在以往的人為因素造成設備故障或損壞的總結中,人為因素一般分為人為損壞、維護不當和設計安裝錯誤三個方面.其中人為損壞是指在電動門設備使用過程中由于檢修人員對待電動門本體及電動門電纜時不認真,最終造成了配件丟失,這一問題體現在熱控檢修過程中最為常見,工作人員所面對的熱控零件多為小體積物品,在未經妥善保管時很容易造成丟失,最終造成設備損壞;維護不當則是在維修人員對熱控設備或電動門設備進行維修的過程中,由于技術能力、維修規程不熟練造成了電動門出現了故障;而設計安裝故障則是設計安裝人員在選型、安裝方法方面考慮不周,存在缺陷,從而使電動門無法正常工作.

3 熱控電動門故障的防治

3.1 熱控電動門故障的治理措施

本文在對調研發電廠300MW電動門的故障排查中,認為該電動門出現的盤柜電源跳閘故障主要問題為人為問題.首先,對于接觸器選型時相關人員未能完全負責,電源切換裝置所使用的接觸器存在嚴重的質量問題.其次,電源當中一次回路接線復雜,元件過多,同時廠家存在技術封鎖,未提供圖紙.因此,增加了故障幾率.此外,油槍控制回路設計不合理,電源切換過程欠考慮.為此開展了技術改進.

(1)盤柜電源改造.盤柜電源出現的跳閘故障主要原因在于備用電源無法聯動,元件故障頻率高,因此針對造成無法聯動的舊型號接觸器,決定更換性能更好的SC-N10型接觸器,并在設計中取消了電源切換板和聯投條件判定.此外在負荷母線之上加裝了QXB缺相保護器,并作為輔助系統接入到DCS系統當中.在實際效果中,依然是二路電源一路運行一路備用,在運行過程中出現上級電源失壓跳閘后,常閉輔助接點在瞬間完成閉合,并啟動聯動備用電源,缺相保護器通過DCS進行報警,避免造成過大的事故.

(2)保護系統改造.在對給粉機跳閘保護的改造中,采用了一次風擋板執行器模擬量來建立反饋信號,并借助模擬量位置和開關量位置實現信號的反饋,從而反映出給粉機的運行狀態.在改造過程中,運用了quot;與quot;邏輯,通過模擬量位置反饋小于5%,執行器關信號、給粉機運行實現給粉機跳閘.

(3)油槍控制回路改造.在電動門設計當中,備用電路的油槍控制回路存在嚴重的設計問題,一旦出現油槍系統控制下的電源切換,勢必會導致投運油槍出現退出,危害運行安全.為了避免這一危害,在對油槍控制回路進行改造時,為其加入了延時控制,從而在電源切換順停時間的50毫秒以內,將跳閘燃燒器開關量維持在1秒以上,在1秒以后,系統仍然未出現失電,則判定為故障,進行跳閘.

3.2 熱控電動門故障的防范措施

除了應對緊急出現的熱控電動門故障,在電動門熱控設備設計的過程中,也應當具有防范于未然的意識,通過嚴謹深入的防范措施,從根本上避免熱控電動門等電器設備出現具有嚴重危害的故障.

(1)DCS系統電纜設計.在目前熱控設備的設計當中,DCS系統一般采用中間轉接電子柜,因此,所有架設的就地電纜都需要接入到電子柜當中,在通過控制電纜,與DCS模件相互連接.為了實現獨立施工,在中間端子柜中,設計人員通常會將連盤電纜與跳線相互連接,保證控制.在設計施工中,設計人員需要充分考慮熱控設備在進行DCS系統時的外部環境情況.為了使DCS穩定運行,DCS的安裝位置需要保證在裝修、消防、空調等安裝流程結束再開展進行,同時,對環境清潔度、環境中溫度變化以及濕度情況都有嚴格要求.為了避免隱患,應當確保溫度損傷、塵臟污染和電磁輻射.

(2)DCS系統接地要求.DCS系統在進行接地時,應當避免虛焊現象、松動現象和接觸不良、電阻增大等.其中,連接頭未進行壓焊或焊接不牢會造成虛焊,而振動過于頻繁則會造成細小設備發生松動.在環境因素當中,接觸點未安裝橡膠圈會出現腐蝕,地極電阻則需要滿足接地電阻要求,否則會出現電阻增大現象.

(3)電纜敷設.電纜敷設是否妥當在DCS系統當中也有著重要影響.為了使DCS系統可以起到抗電磁干擾的效果,一般在進行電纜敷設時會選擇應用強弱電分層排放的敷設方式,并在走線的方向上努力避免熱源,防止熱源對電纜造成損壞.此外,在DCS使用了機組儀表控制系統之后,本文在熱控電動門設計時選用了開關狀態線進行一根電纜單放的設計,從而在使用過程中通過與電源的分離,避免與高電壓接觸,保證安全.

4 結語

綜上所述,在現階段發電廠裝設的熱控電動門設備當中,可能存在因環境因素和人為因素兩個方面作用下的電動門故障.故障的表現形式多樣,需要設計人員認真分析解決.在設計構造之前,需要認真分析電廠具體需求,進而實現優秀的DCS系統布置.

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1671-0711(2017)11(下)-0043-02