燃煤鍋爐空氣預熱器跳閘原因分析及對策

鄭怡慧

(山西侯馬熱電分公司，侯馬 043008)

0 引 言

某電廠工程安裝2×300 MW亞臨界燃煤汽輪發(fā)電機組，機組于2014年10月、11月先后投入商業(yè)運營。鍋爐為哈爾濱集團有限公司制造的，為一次中間再熱、尾部雙煙道、平衡通風、露天布置、固態(tài)排渣、全鋼構架，全懸吊結構，四角切圓布置燃煤汽包鍋爐，鍋爐配有兩臺50%容量的三分倉回轉空氣預熱器(以下簡稱空預器)。

1 事件一

1.1 事件經(jīng)過

2019年7月12日，某電廠#1機組負荷為194.2 MW，各參數(shù)顯示正常，無異常報警。兩臺送風機、兩臺引風機和兩臺一次風機運行，AGC方式，ABC三臺磨煤機運行，1D、1E磨煤機停備，給煤量127.64 t/h，鍋爐指令83.01%。11∶16∶41，1B空預器停轉1報警信號發(fā)出，11∶16∶44，1B空預器停轉2報警信號發(fā)出。11時16分47秒，#1機組1B送風機、引風機、一次風機跳閘，#1機組RB動作，機組負荷由194 MW快速下降至164 MW，DCS畫面首出“送風機RB動作”，首出原因均為“同側空預器跳閘延時2S保護動作”，通過檢查1B送風機跳閘首出畫面，發(fā)現(xiàn)1B空預器跳閘首出燈亮，由此可以判斷1B空預器跳閘信號發(fā)引起1B側一次風機、1B送風機、1B引風機跳閘，機組RB動作導致機組快速甩負荷。運行人員檢查DCS畫面1B空預器狀態(tài)為“運行”，檢修人員對現(xiàn)場空預器進行檢查，發(fā)現(xiàn)兩臺空預器電機正常運轉，1B空預器停轉報警傳感器安裝支架掉落。11時19分05秒，匯報省電網(wǎng)公司調度中心。11∶50故障處理正常，12∶02啟動1B側風機，2C磨煤機；機組恢復正常運行方式。

1.2 原因分析

空預器跳閘條件原設計為“空氣預熱器主變頻器停止狀態(tài)”與“空氣預熱器輔變頻器停止狀態(tài)”或“空氣預熱器轉子停轉報警”，停轉報警傳感器原為一個，在熱工隱患排查中發(fā)現(xiàn)為單點保護，并且停轉報警信號取自就地變頻器PLC輸出，于2017年11月14日至15日進行改造，改造前空預器轉子停轉檢測系統(tǒng)工作原理圖如圖1-2所示。

圖1

圖2

改造后在就地增加一組停轉傳感器，并將轉子停轉報警信號全部引至DCS系統(tǒng)，將空氣預熱器跳閘條件改為“空氣預熱器主變頻器停止狀態(tài)”與“空氣預熱器輔變頻器停止狀態(tài)”或“空氣預熱器轉子停轉報警1”與“空氣預熱器轉子停轉報警2”，圖2為改造后的安裝圖。

通過調取歷史曲線并根據(jù)上述檢查分析，11時16分41秒1B空預器停轉1報警信號發(fā)出，11時16分44秒1B空預器停轉2報警信號發(fā)出，延時2S，11時16分46秒1B空預器跳閘信號觸發(fā)(實際空預器未停止)，11時16分47秒1B送風機RB、1B一次風機RB、1B引風機RB同時動作，圖3為歷史趨勢圖。

圖3

因此確認空預器停轉報警信號1、2探頭支架掉落是造成機組RB發(fā)生的直接原因，從現(xiàn)場檢查分析看：

(1)焊點因振動或氧化等原因振裂松動，導致支架掉落。

(2)焊接處有銹跡，焊接質量欠佳，現(xiàn)場長期振動導致焊接處脫落，從而導致支架掉落。

(3)支架設計過于粗糙且不合理，兩個傳感器安裝在一個支架上，不符合二十五項反措9.4.3要求。

1.3 整改措施

(1)對1B空預器停轉信號傳感器支架進行分離，將原來的一個支架改為兩個支架，兩個傳感器分別安裝在不同的支架，如圖1所示。

(2)因機組運行，對1A空預器、2A空預器、2B空預器停轉信號傳感器支架進行檢查，對支架進行了加固。

1.4 暴露問題

(1)專業(yè)技術及管理人員設備治理及隱患排查不徹底，未能對隱患引起判斷。

(2)專業(yè)技術及管理人員針對保護重視力度不夠。

1.5 防范措施

(1)針對空預器停轉信號傳感器進行專項檢查，對其他支架進行加固。

(2)利用機組停備，對主保護及輔助保護再進行摸排檢查，從傳感器到測量端子，從源頭開始治理。對整套系統(tǒng)進行全面檢查，消除其他可能存在的隱患。

2 事件二

2.1 事件經(jīng)過

事發(fā)前#1機組負荷為197.5 MW，各參數(shù)顯示正常，無異常報警。AGC方式，ABC臺磨煤機運行，1D、1E磨煤機停備，11月17日17∶58分，#1爐1B空預器DCS畫面顯示：1B空預器主電機高速運行信號消失，主電機電流由13.77A降至0，1B空預器主、輔電機連鎖啟動指令發(fā)出，1B空預器主、輔電機停轉，#1爐RB保護動作。繼保人員、運行人員共同到變頻器就地控制柜檢查發(fā)現(xiàn)1B空預器變頻器正常，無故障信號，無相應故障燈點亮，試啟動發(fā)現(xiàn)1B空預器主、輔電機遠方/就地均無法啟動。18∶15，在就地按停止1B空預器主電機后，再次啟動1B空預器輔電機，輔電機運行正常。18∶30，電氣專業(yè)檢查發(fā)現(xiàn)：1B空預器主電機絕緣正常，主電機轉動正常(同軸輔電機在轉)。20∶00，用1B空預器主變頻器外接備用電機進行試轉，遠方/就地試轉正常，確認主變頻器控制回路正常。21∶35，1B空預器主、輔電機互聯(lián)正常，恢復1B空預器主電機運行。

2.2 原因分析

1B空預器主、輔電機遠方/就地均無法啟動原因分析主電機:當時雖然主電機變在運行狀態(tài)，但變頻器沒有接收到“正常速度選擇信號(高速)”，變頻器沒有進行調速輸出，電機就沒有轉速。輔電機：主電機變頻器在運行，主電機聯(lián)鎖輔電機電氣聯(lián)鎖回路斷開，輔電機變頻器啟動回路沒有接通。

1B空預器主電機停止后沒有聯(lián)啟輔電機原因分析：1B空預器主電機停止后，DCS主、輔連鎖條件滿足，DCS發(fā)連鎖啟動輔電機指令，因 1B 空預器主電機變頻器在運行，電氣聯(lián)鎖啟動輔變頻器回路不能接通(主電機變頻器運行繼電器KA03動作，其常閉接點斷開啟動輔變頻器回路)，1B空預器輔電機不能正常啟動。

1B空預器主電機“高速運行”信號消失原因分析：就地控制柜正常速度選擇(高運行)相關二次回路接觸不良(速度選擇開關或回路端子等)，變頻器沒有接收到“正常速度選擇”信號，變頻器沒有輸出，繼電器KA07沒有動作(如圖4所示)。

圖4 主變頻器“高速運行”二次回路

綜上所述，并經(jīng)變頻器廠家確認，初步分析1B空預器電機停運直接原因為：二次回路接觸不良(速度選擇開關或回路端子等)。

2.3 控制措施

(1)繼電保護專業(yè)要深刻吸取本次事件教訓，對空預器二次回路全面排查，做到應修必修，逢修必緊，修必修好。

(2)DCS邏輯優(yōu)化方案：修改為：“空預器主電機停止信號三取二”發(fā)出后，瞬時發(fā)“跳閘空預器主電機”脈沖指令(保持5秒)，同時延時1秒發(fā)“聯(lián)鎖啟動輔助電機”指令，啟動輔助電機。

3 結束語

通過對兩起典型空預器跳閘事件的分析與處理，總結了一些經(jīng)驗，希望能給同類型機組設備運行提供參考，防止發(fā)生空預器跳閘事件發(fā)生。