火力發電廠空氣預熱器就地控制柜電氣控制回路優化改造研究

任少鑫

（神華國能哈密電廠，新疆 哈密 839000）

空氣預熱器是火力發電廠鍋爐的重要輔機設備，其安全穩定運行直接關系到機組的安全可靠運行水平。而空氣預熱器就地控制柜內部電氣控制回路是決定空氣預熱器安全運行的重要組成部分，電氣控制回路的安全、可靠是非常的關鍵。近年來，火力發電廠因空氣預熱器發生故障導致機組跳閘事件屢見不鮮，大多原因為小故障造成了機組跳停的大事故，給機組安全穩定運行帶來不利影響。本文介紹了神華國能花園電廠空氣預熱器故障原因及問題分析、優化改造方案及建議。可為同類型控制回路的空氣預熱器故障處理時提供思考借鑒。

1 空氣預熱器就地控制柜概況

神華國能哈密電廠每臺機組設置兩臺空氣預熱器，每臺空氣預熱器分別設置一個就地控制柜，柜內為兩路電源進線直接接至塑殼斷路器進線端（主電源取自正常供電MCC 段，備用電源取自保安MCC 段），后經變頻器接至主輔電機。油泵電機電源分兩路取自主電源與備用電源。

2 故障現象

哈密電廠投產以來空氣預熱器運行中多次主電機故障，備用電機聯啟正常，檢查發現故障問題為共性問題（故障原因為就地控制柜內KT33 時間繼電器損壞）針對此問題對此進行分析研究，并進行對比處理。

通電延時KT33=5M 斷電延時KT31=4s

油泵啟動延時5min 后可啟動主電機。

從圖1 可以看出，當油泵就地或遠程操作啟動時，KM33 接觸器帶電吸合，油泵得電后啟動，同時時間繼電器KT31、時間繼電器KT33 均得電。（時間繼電器KT33 為通電延時5min）當KT33 通電5min 后，圖2 中的KT33 的開點變為閉點，主電機啟動回路變為通路，進而可以啟動主電機運行。當KT33 時間繼電器故障損壞時，主電機回路形成斷路，主電機將跳閘，在火力發電廠中如若主電機跳閘后切換輔電機（備用電機）失敗，將導致空氣預熱器主、輔電機均跳閘。

圖1 油泵啟停電氣原理圖

圖2 主電機控制回路電氣原理圖

3 故障原因及處理辦法分析

3.1 空氣預熱器就地控制柜溫度問題

空氣預熱器就地控制柜所在區域環境溫度較高柜內自有通風裝置無法滿足散熱需求，柜內長期集聚熱量無法散去，容易造成柜內設備老化，發熱嚴重。這是說明環境溫度對柜內元件（如KT33 時間繼電器）時有影響的，相應的處理方法如下：適當將兩空氣預熱器就地控制柜移位，增大通風量，另一種方法是在其就地控制柜上加設一組濾網組件，以此增加柜內的空氣流通量，降低柜內溫度，大幅度地改變因溫度過高導致柜內元件老化受損。

3.2 空氣預熱器就地控制柜環境問題

空氣預熱器就地控制柜所在區域環境周圍粉塵較大，且柜內電氣元器件（如KT33 時間繼電器）內部為電路板，長時間的內部積灰容易導致電路板內部短路。針對此問題處理方法是抓住機組停備機會，對空氣預熱器就地控制柜內進行清掃檢查：對電氣元器件逐一測量阻值，發現阻值過大的元件進行更換：檢查電氣元件觸電有無氧化；對控制柜散熱系統加裝濾網，并定期對濾網進行清理。

3.3 元件性能差使用壽命短

電氣元件（如KT33 時間繼電器）內部為電路板組合而成，性能較差使用壽命短對其也是有較大影響。對此應根據設備檢修臺賬記錄，核定設備元件性能及使用壽命，根據記錄情況確認是否定期對元件進行更換或性能更好的元件。

綜上所述，造成故障（就地控制柜內KT33 時間繼電器損壞）的原因主要有：（1）空氣預熱器就地控制柜溫度較高；（2）空氣預熱器就地控制柜環境粉塵較大；（3）元件性能差使用壽命短。但上述原因只能降低故障的發生率，并不能徹底解決故障問題，故需對電氣控制回路進行優化改造。

4 故障處理及電氣控制回路優化改造

（1）對故障的元件進行處理并進行更換，根據哈密電廠的實際數據顯示，故障發生率降低了但依舊會發生此類故障，故進行優化改造。改造后將在DCS 設置延時邏輯，代替KT33 時間繼電器的延時功能。

（2）對照圖1 介紹可知，圖中KT33 時間繼電器功能為延時5min 后主電機具備啟動條件，為徹底杜絕因KT33 時間繼電器損壞導致主電機跳閘，故進行優化改造，將圖1 中的時間繼電器KT33 拆除。

（3）拆除圖1 中的時間繼電器KT33 后需將圖2 中主電機控制回路中1 與3 接點直接連接，形成通路如圖3 所示。

圖3 優化改造后主電機控制回路電氣原理圖

（4）時間繼電器KT33 拆除后，控制回路進行調整，為滿足油泵啟動5min 后方可啟動主電機的條件，故需將在DCS 中設置邏輯實現延時功能，進而替代時間繼電器KT33的功能。

5 優化改造后的效果

哈密電廠首先對該廠單臺機組空氣預熱器的就地控制柜內的時間繼電器KT33 拆除，DCS 實行其功能，對其控制回路進行了改造優化，改造后未出現過主電機跳閘故障，徹底解決了此類故障發生，且改造所需時間短，降低投資費用，改造后運行穩定，并根據檢修機會對四臺機組已逐臺改造優化，故障再未發生，改造效果明顯。

6 結語

空氣預熱器的穩定運行對火力發電機組是一個挑戰，空預器發生故障嚴重時將會導致機組停機，給單位造成較大的經濟損失。且電氣回路故障對的空氣預熱器穩定運行是致命的。本文通過從空氣預熱器故障原因及問題分析、優化改造等多方面進行故障闡述。在原空氣預熱器的空氣預熱器控制回路的基礎上，取消了時間繼電器KT33，其功能由DCS 邏輯實現。此次空氣預熱器電氣控制回路的案例分析和優化改造，對以后同類型火力發電廠空氣預熱器就地控制柜電氣控制回路發生同類故障處理時可以起到一定指導性作用，此優化改造后運行穩定、效果明顯，對發生同類故障問題的單位具有借鑒意義。