火力發(fā)電廠空氣預熱器就地控制柜電氣控制回路優(yōu)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(fā)電廠鍋爐的重要輔機設(shè)備，其安全穩(wěn)定運行直接關(guān)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(nèi)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(guān)鍵。近年來，火力發(fā)電廠因空氣預熱器發(fā)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(wěn)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(yōu)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(shè)置兩臺空氣預熱器，每臺空氣預熱器分別設(shè)置一個就地控制柜，柜內(nèi)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(jīng)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(xiàn)象

哈密電廠投產(chǎn)以來空氣預熱器運行中多次主電機故障，備用電機聯(lián)啟正常，檢查發(fā)現(xiàn)故障問題為共性問題（故障原因為就地控制柜內(nèi)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?yōu)殚]點，主電機啟動回路變?yōu)橥罚M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(fā)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(qū)域環(huán)境溫度較高柜內(nèi)自有通風裝置無法滿足散熱需求，柜內(nèi)長期集聚熱量無法散去，容易造成柜內(nèi)設(shè)備老化，發(fā)熱嚴重。這是說明環(huán)境溫度對柜內(nèi)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(shè)一組濾網(wǎng)組件，以此增加柜內(nèi)的空氣流通量，降低柜內(nèi)溫度，大幅度地改變因溫度過高導致柜內(nèi)元件老化受損。

3.2 空氣預熱器就地控制柜環(huán)境問題

空氣預熱器就地控制柜所在區(qū)域環(huán)境周圍粉塵較大，且柜內(nèi)電氣元器件（如KT33 時間繼電器）內(nèi)部為電路板，長時間的內(nèi)部積灰容易導致電路板內(nèi)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(nèi)進行清掃檢查：對電氣元器件逐一測量阻值，發(fā)現(xiàn)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(tǒng)加裝濾網(wǎng)，并定期對濾網(wǎng)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(nèi)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(jù)設(shè)備檢修臺賬記錄，核定設(shè)備元件性能及使用壽命，根據(jù)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(nèi)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(huán)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(fā)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(yōu)化改造。

4 故障處理及電氣控制回路優(yōu)化改造

（1）對故障的元件進行處理并進行更換，根據(jù)哈密電廠的實際數(shù)據(jù)顯示，故障發(fā)生率降低了但依舊會發(fā)生此類故障，故進行優(yōu)化改造。改造后將在DCS 設(shè)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(yōu)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(yōu)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(diào)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(shè)置邏輯實現(xiàn)延時功能，進而替代時間繼電器KT33的功能。

5 優(yōu)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(nèi)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(yōu)化，改造后未出現(xiàn)過主電機跳閘故障，徹底解決了此類故障發(fā)生，且改造所需時間短，降低投資費用，改造后運行穩(wěn)定，并根據(jù)檢修機會對四臺機組已逐臺改造優(yōu)化，故障再未發(fā)生，改造效果明顯。

6 結(jié)語

空氣預熱器的穩(wěn)定運行對火力發(fā)電機組是一個挑戰(zhàn)，空預器發(fā)生故障嚴重時將會導致機組停機，給單位造成較大的經(jīng)濟損失。且電氣回路故障對的空氣預熱器穩(wěn)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(yōu)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(chǔ)上，取消了時間繼電器KT33，其功能由DCS 邏輯實現(xiàn)。此次空氣預熱器電氣控制回路的案例分析和優(yōu)化改造，對以后同類型火力發(fā)電廠空氣預熱器就地控制柜電氣控制回路發(fā)生同類故障處理時可以起到一定指導性作用，此優(yōu)化改造后運行穩(wěn)定、效果明顯，對發(fā)生同類故障問題的單位具有借鑒意義。