#4機脫硫B氧化風機故障跳閘分析報告

廣東電力發展股份有限公司沙角A電廠 鄧奇鷹

1 故障簡要

2021年10月29日，#4機組調峰帶188MW（裝機容量320MW）正常運行，02:09，#4機組6kV B段保護動作光字牌報警，DCS上6kV IV B段線電壓顯示：A、B、C相對地6kV、5kV、1.28kV，DCS上電氣輔助報警盤6kV IV B段接地報警。運行人員立即到6kV IV B段配電室檢查，發現多個開關柜PT斷線報警，但未發現有零序接地報警的保護，因脫硫B氧化風機是在脫硫6kV母線上且配電室離機組集控室距離近。本廠建于20世紀九十年代初，脫硫裝置是后響應國家環保政策要求在2007年新增的，機組沒有多余空間要安裝脫硫系統設備，整個脫硫裝置安裝在靠煙囪煙道旁邊，離集控室有幾百米距離，由技術力量相對薄弱的脫硫集班人員巡檢管理，所以并沒有及時發現脫硫B氧化風機接地故障，失去了及時發現事故和消除事故發生在初始階段的機會。

02:16:44，＃4機D制粉、C給煤機跳閘，B空預器主電機跳閘聯動副電機運行，B凝結水泵跳閘聯動A凝結水泵運行（注：以上各電機均安裝了變頻器），立即投油助燃，啟動C給水泵備用，機組負荷被逼降至160MW，此時脫硫值班人員報告脫硫B氧化風機接線盒處有疑似爆炸情況，將脫硫B氧化風機開關拉至隔離位置合上地刀聯系電氣檢修處理。02:33，啟動D、C制粉系統，機組負荷維持188MW。圖1為脫硫6kV系統圖。

2 現場脫硫B氧化風機電機檢查情況

B氧化風機電機解體后檢查發現，非驅動端軸承燒壞，造成轉子掃膛，定子繞組燒毀、短路，定子繞組引線、過橋線共兩處燒斷。同時，定子鐵芯和轉子表面均有不同程度受損。電機驅動端軸承完好，如圖2至圖5所示。

3 事故發生前后詳細情況

2021年9月15日，#4脫硫B氧化風機電機有異響，更換電機后試運正常。2021年10月29日02:09左右，#4脫硫B氧化風機電機“零序過流”報警。同一時間，#4脫硫B氧化風機電機前后軸承溫度上升，直到跳閘前，前軸承溫度達到了130℃，后軸承溫度達到了71℃。7min后，DCS時間02:16:44，#4脫硫6kV配電室#4脫硫B氧化風機電機開關過流速斷保護動作，如圖6所示。

根據#4機DCS記錄，2021年10月29日02:09，#4脫硫B氧化風機電機C相接地，拉低了#4機6kV B段電壓，A、B、C相對地6kV、5kV、1.28kV。觸發6kV B段保護裝置的PT斷線報警。

DCS時間02:16:44，#4脫硫B氧化風機電機從C相接地發展為相間短路。根據#4機錄波器記錄，此瞬間#4機6kV BⅣB段母線A、B、C相對地電壓被拉低至648V、2160V、756V，造成B凝結水泵變頻器跳閘，A凝結水泵聯鎖啟動成功，如圖7所示。

#4機380VB段Uab、Ubc、Uca相電壓被拉低至224.568V、304V、155.8V。

造成#4機C、D給煤機變頻器跳閘，B空預器主電機變頻器跳閘，B空預器副電機聯鎖啟動成功。DCS時間3:16:00，運行人員停B空預器副電機，隨即啟動B空預器主電機，但DCS無法操作。10s后，3:16:10，B空預器停運造成B引風機跳閘。B空預器主電機無法在DCS操作合閘的原因是DCS在空預器副電機停運后，有5s的禁操保護，不允許合閘主電機[1-2]，如圖8所示。

4 事故原因分析

一是直接原因，B氧化風機電機繞組相間短路引起爆炸。二是間接原因，運行中電機軸承出現問題造成電機掃膛電機接地，進一步惡化致使電機相間短路，電機過流速斷保護動作跳閘。

4.1 軸承質量不合格的原因分析

電機軸承生產廠家是SKF，經確認，該軸承來源是國內正規廠商生產。因檢驗工具的缺乏，質檢員辦理入貨手續時無法驗證每一個軸承都是質量合格產品，故不排除產品質量不合格的可能性。

4.2 電機裝配工藝的原因分析

一是潤滑脂不合格。電機軸承用潤滑脂品牌是美孚優力達N3，已在電廠高壓電機軸承上使用多年，每次購買數量都是兩桶，現在只剩下小半桶，質量不合格可能性不大。

二是軸承與軸頸配合問題。此次燒損的電機為2021年2月從#4脫硫A氧化風機換下來的，當時對該電機進行了解體檢查，發現轉子非驅動端軸頸80（0.0～-0.15）mm，與軸承配合松，送外噴涂修復處理，經修配人員測量，轉子非驅動端軸頸80（+0.01）mm，驗收合格，另外如果軸承與軸頸配合有問題，電機一帶上負荷時就會跑內套并很快燒毀，顯然軸承與軸頸配合有問題可能性不大。

三是軸承加油量過多或過少。經過多年的電機運行經驗及原理判斷，電機軸承主要靠油膜潤滑，在電機運行一段時間后，打開油封蓋可以看到，雖然吸附在軸承支持架、滾珠（柱）表面上的油脂量較少，但不影響電機正常運行。

四是電機總裝質量分析。維修班組成員已有多年檢修、大修同類型高壓電機經驗，電機總裝一般情況下沒有問題，但也不能絕對排除，從修后電機的試運情況（啟動前電機絕緣138ΩM/146ΩM.吸收比1.05，空載電流為6.3A，負載電流為23A，振動0.9絲；前軸承溫度42.1℃，后軸承溫度61.3℃；聲音正常）來看，各項參數滿足規范要求[3]（也證明電機安裝工藝合格）。

4.3 機械設備狀態不佳或轉子同心度對電機安全運行有影響

表1 本廠運行中出現故障次數較多軸承特性比較表格

近年來，本廠二期380V空壓機電機因軸承故障，電機繞組燒毀缺陷較多，多次尋找原因確認是空壓機方面問題（運行多年、機件磨損、中心不正等）會造成電機不正常運行，引起電機軸承故障。同樣，#4脫硫氧化風機電機軸承故障，也不排除風機方面原因引起的可能性。

4.4 電機軸承溫度保護設置待改進

經過與熱控技術人員溝通，發現脫硫高壓電機在運設備中，#5脫硫氧化風機電機、漿液循環泵電機、#4脫硫漿液循環泵電機軸承兩側都有溫度過高保護，而#4脫硫A、B氧化風機電機只有一側軸承有溫度過高保護跳閘邏輯功能。

5 防范措施

一是使用正規廠家生產的軸承，并加強軸承等物資采購管理和入庫質量驗收管理，嚴格控制軸承質量，并對電機或其他設備運轉軸承運行情況進行跟蹤，建立全廠軸承運行臺賬，記錄軸承故障設備名稱、故障原因、軸承損壞情況、軸承型號、生產廠家等內容。

二是制定電機更換檢修項目質量控制卡，除消除電機軸承缺陷，務必尋找出缺陷產生的原因（機件磨損、中心不正等），并加以消除，加強電機檢修質量控制。

三是制訂出維修設備投運后跟蹤措施（時間為1個月），重點跟蹤電機設備振動及溫度等運行情況，發現異常，立即停運防止隱患擴大。

四是根據歷史運行經驗，每隔18個月定期更換電機的軸承。

五是增加#4脫硫A、B氧化風機電機兩端軸承溫度高保護跳閘邏輯功能，定值設置為85℃報警，95℃跳閘，及時發現及時消除軸承缺陷，防止事故發生[4]。

六是對現有的高壓電機進行梳理，有自動切換功能的電機且故障跳閘對機組運行沒有直接危害的電機，將零序過流保護由發信改投跳閘，防止電機因接地引發相間短路故障。

七是加強運行值班人員電氣運行專業技術培訓，特別是脫硫值班人員或其他崗位人員，培訓內容：高壓電機運行維護，運行中巡檢項目，高壓電機保護設置，各電氣保護的保護范圍、動作條件、保護動作結果，運行中保護動作后如何應對處理，如何對故障高壓電機進行故障判斷檢查。

綜 上，從事故設備的質量、維修裝配、保護配置、機械運行、電氣運行等方面情況進行歸納分析，尋找出事故的原因，并提出解決方案。消除設備運行的隱患，避免和減少事故發生，減少事故造成的損失，保證電力的安全運行是電力工作者的責任，總結和歸納本次事故處理過程和方法是否合理科學，或許可為同類故障處理提供借鑒。另外，在設備質量控制、檢修裝配、運行維護、事故處理等方面的經驗，在同行業界進行溝通交流，對電力系統消除和減少故障發生，同時保證電力系統安全穩定運行有著積極的意義。