一次風(fēng)機(jī)變頻器故障分析

徐劍暉 王明生 田雨森

摘 要：某電廠(chǎng)一次風(fēng)機(jī)運(yùn)行信號(hào)正常，風(fēng)機(jī)卻失去出力，處理故障中機(jī)組因?yàn)榻o水泵全停而跳閘，電氣、鍋爐、汽機(jī)、熱工專(zhuān)業(yè)從各自角度分析此次停機(jī)過(guò)程，分析認(rèn)為一次風(fēng)機(jī)變頻運(yùn)行方式下風(fēng)機(jī)運(yùn)行信號(hào)的邏輯存在漏洞，給水泵啟動(dòng)允許邏輯存在漏洞，給水泵聯(lián)啟邏輯需進(jìn)一步優(yōu)化等。

關(guān)鍵詞：一次風(fēng)機(jī);變頻器;故障分析;建議

0 前言

風(fēng)機(jī)是火電廠(chǎng)運(yùn)行的主要設(shè)備，耗電量占廠(chǎng)用電的30%左右[1]，通過(guò)擋板或者靜葉調(diào)節(jié)改變風(fēng)機(jī)出力，使大量的電能消耗在節(jié)流損失中，近些年大量的變頻器應(yīng)用于火電廠(chǎng)風(fēng)機(jī)上[2]，節(jié)能效果明顯。但是也出現(xiàn)了很多由于變頻器故障而引起的機(jī)組異常事件[3，4]，變頻器的故障類(lèi)型很多[5，6]，變頻器故障后的處理方案也較多[7]，文章介紹的是新發(fā)現(xiàn)的一類(lèi)故障，可以供同行借鑒。

1 系統(tǒng)及事件簡(jiǎn)介

某電廠(chǎng)1號(hào)機(jī)組容量為360MW，每臺(tái)鍋爐配有兩臺(tái)一次風(fēng)機(jī)均為離心式，經(jīng)變頻改造，采用了南京某公司生產(chǎn)的ASD6000S型產(chǎn)品，機(jī)組配置一臺(tái)1285.5t/h汽泵，兩臺(tái)511t/h電泵。事件前，機(jī)組負(fù)荷280MW，主汽壓力18.49MPa，主汽溫度543.16℃，再熱汽溫534.89℃，4臺(tái)磨運(yùn)行，汽動(dòng)給水泵運(yùn)行（2號(hào)電泵聯(lián)動(dòng)備用），甲、乙一次風(fēng)機(jī)變頻方式運(yùn)行。停機(jī)前30min，乙側(cè)一次風(fēng)機(jī)變頻器故障停運(yùn)，停機(jī)前26min，運(yùn)行人員發(fā)現(xiàn)一次風(fēng)機(jī)工作不正常，采取措施恢復(fù)參數(shù)，但主汽壓力、溫度仍持續(xù)下降，汽泵出力下降，給水流量快速下降，就地操作汽泵再循環(huán)閥前后隔離門(mén);汽泵“最小流量”保護(hù)動(dòng)作，汽泵跳閘，2號(hào)電泵聯(lián)啟失敗，鍋爐主保護(hù)“三臺(tái)給水泵停運(yùn)”保護(hù)動(dòng)作，鍋爐MFT動(dòng)作，機(jī)組跳閘。

2 電氣專(zhuān)業(yè)檢查情況

查看變頻器故障記錄：停機(jī)前30min控制器發(fā)“高壓掉電”保護(hù)信號(hào)，5s后控制器“高壓掉電”保護(hù)信號(hào)消失。6kV高壓側(cè)開(kāi)關(guān)合位信號(hào)消失即發(fā)出“高壓掉電”。變頻器6kV高壓側(cè)開(kāi)關(guān)運(yùn)行狀態(tài)，停機(jī)前22min，運(yùn)行人員遠(yuǎn)控?cái)嚅_(kāi)6kV電源開(kāi)關(guān)，之前一直為合位。檢查變頻器控制器“高壓掉電”回路。6kV高壓開(kāi)關(guān)柜內(nèi)接線(xiàn)采用兩個(gè)輔助接點(diǎn)并聯(lián)，變頻器柜內(nèi)接線(xiàn)接入XY1端子排，接線(xiàn)正確、牢固。檢查電纜絕緣，符合要求。檢查6kV高壓側(cè)開(kāi)關(guān)綜保裝置，停機(jī)前30min顯示電機(jī)由運(yùn)行態(tài)轉(zhuǎn)為停機(jī)態(tài)，綜保邏輯為當(dāng)運(yùn)行電流大于0.015IN時(shí)，判斷為運(yùn)行態(tài)。此時(shí)間于變頻器跳閘時(shí)間吻合。綜合以上分析，變頻器跳閘在前，6kV開(kāi)關(guān)斷開(kāi)在后。6kV開(kāi)關(guān)送至變頻器的開(kāi)關(guān)合位排除誤動(dòng)的可能。

3 鍋爐專(zhuān)業(yè)檢查情況

停機(jī)前30min，乙側(cè)一次風(fēng)機(jī)變頻器故障停運(yùn)，一次風(fēng)機(jī)停運(yùn)4min后，監(jiān)盤(pán)人員才發(fā)現(xiàn)一次風(fēng)機(jī)工作不正常進(jìn)行相關(guān)緊急操作（一次風(fēng)母管壓力降低，由10.5kPa最低降至4.8kPa）：停運(yùn)4號(hào)磨煤機(jī)，減小1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)磨煤量至11t/h，緊急投運(yùn)一、二層油槍穩(wěn)燃。

4 汽機(jī)專(zhuān)業(yè)檢查情況

一次風(fēng)機(jī)故障后，機(jī)組參數(shù)恢復(fù)過(guò)程中，汽泵“最小流量”保護(hù)動(dòng)作，汽泵跳閘，2號(hào)電泵聯(lián)啟失敗。檢查DCS歷史趨勢(shì)，發(fā)現(xiàn)一次風(fēng)機(jī)變頻跳閘后，機(jī)組主汽壓力、溫度參數(shù)持續(xù)下降，小汽輪機(jī)主汽門(mén)后壓力最低0.1MPa，溫度最低90.48℃，汽泵轉(zhuǎn)速下降至2400r/min以下，給水流量減小，汽泵“最小流量”保護(hù)（≤300t/h）動(dòng)作跳閘。

1號(hào)和2號(hào)電泵啟動(dòng)條件中“給水壓力母管壓力大于等于15MPa”條件不滿(mǎn)足（為避免電泵帶載啟動(dòng)和對(duì)給水系統(tǒng)沖擊），因?yàn)楫?dāng)時(shí)母管壓力為10.2MPa，2號(hào)電泵未成功聯(lián)動(dòng)，最終造成三臺(tái)給水泵停運(yùn)。

5 熱工專(zhuān)業(yè)檢查情況

汽泵“最小流量”保護(hù)邏輯為：給水流量小于300t/h且再循環(huán)閥全關(guān)，汽泵跳閘。鍋爐主保護(hù)中“三臺(tái)給水泵全停”保護(hù)動(dòng)作邏輯，兩臺(tái)電泵及汽泵均跳閘，延時(shí)15s鍋爐MFT動(dòng)作。本次事件中乙側(cè)一次風(fēng)機(jī)運(yùn)行信號(hào)未消失（乙側(cè)一次風(fēng)機(jī)變頻器6kV電源開(kāi)關(guān)仍在合閘狀態(tài)，乙側(cè)一次風(fēng)機(jī)仍顯示運(yùn)行），因此一次風(fēng)機(jī)RB未觸發(fā)。

6 原因分析

（1）鍋爐MFT的原因?yàn)椋浩米钚×髁勘Ｗo(hù)跳閘，并且2號(hào)電泵未成功聯(lián)動(dòng)，最終造成三臺(tái)給水泵全停，鍋爐主保護(hù)“三臺(tái)給水泵停運(yùn)”保護(hù)動(dòng)作。（2）一次風(fēng)機(jī)變頻器跳閘的原因：乙一次風(fēng)機(jī)變頻控制器工作性能不穩(wěn)定[4]，運(yùn)行當(dāng)中突發(fā)故障，在高壓開(kāi)關(guān)仍在合閘狀態(tài)的情況下，誤發(fā)“高壓掉電”保護(hù)信號(hào)，導(dǎo)致乙側(cè)一次變頻器停運(yùn)。（3）汽泵最小流量保護(hù)跳閘原因：汽泵給水再循環(huán)門(mén)因內(nèi)漏處于隔離狀態(tài)，無(wú)法進(jìn)行緊急操作。（4）2號(hào)電泵聯(lián)啟失敗原因：因電泵啟動(dòng)條件中“給水壓力母管壓力大于等于15MPa”一條未滿(mǎn)足。（5）1號(hào)電泵沒(méi)有自動(dòng)啟動(dòng)原因：1號(hào)電泵沒(méi)有投備（只能選擇一臺(tái)泵備用）。

7 采取措施

（1）一次風(fēng)機(jī)變頻器采用工頻運(yùn)行方式。（2）對(duì)高壓變頻器進(jìn)行升級(jí)改造工作，對(duì)變頻器運(yùn)行環(huán)境同時(shí)進(jìn)行治理。（3）對(duì)一次風(fēng)機(jī)運(yùn)行信號(hào)進(jìn)行優(yōu)化，增加一次風(fēng)壓低報(bào)警。（4）優(yōu)化電泵啟動(dòng)允許條件。（5）對(duì)兩臺(tái)電泵備用邏輯進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)分級(jí)備用功能，提高給水系統(tǒng)可靠性。

參考文獻(xiàn)：

[1]李建輝，江志文，閆素英等.電廠(chǎng)鍋爐一次風(fēng)機(jī)變頻器改造[J]. 能源研究與利用，2007（04）：25-27.

[2]鄭華偉，姚昌模.高壓變頻器在電廠(chǎng)鍋爐一次風(fēng)機(jī)中的應(yīng)用[J]. 重慶電力高等專(zhuān)科學(xué)校學(xué)報(bào)，2010，15（06）：4-6.

[3]張波，孔令輝，馮宏偉等.鍋爐一次風(fēng)機(jī)變頻控制存在的問(wèn)題及對(duì)策[J].華電技術(shù)，2013，35（01）：46-48.

[4]范天明，景亮，張英.一起變頻器故障的原因分析及解決措施[J]. 冶金動(dòng)力，2013，159（05）：19-20.

[5]秦卓欣.一起引風(fēng)機(jī)變頻器運(yùn)行信號(hào)消失導(dǎo)致機(jī)組RB動(dòng)作的事件分析[J].電氣技術(shù)，2016（08）：130-132.

[6]孟憲東，梁佳瑞.一次風(fēng)機(jī)變頻器故障跳閘分析與處理[J].新疆電力技術(shù)，2016（01）：55-57.

[7]劉洋，陳哲盼，陳祥祥等.CFB機(jī)組一次風(fēng)機(jī)變頻自動(dòng)切換工頻運(yùn)行的實(shí)現(xiàn)[J].發(fā)電與空調(diào)，2017（06）：46-49.