某廠1000MW機組一次風機油站油壓異常分析及處理

摘要：某廠1 000 MW機組一次風機采用動葉可調軸流風機，配有液壓潤滑油站，供給風機軸承潤滑以及動葉調節機構。一次風機油站采用雙路交流電源供電，油站控制柜負載除了兩臺油泵和冷卻泵，還有油站加熱器和熱工變送器電源。某次發生了一次風機油站熱工24 V電源轉換模塊故障導致油站控制油壓和潤滑油壓信號輸出異常的事件，使運行一次風機動葉無法調整，給機組正常運行調整帶來威脅。鑒于此，首先介紹了一次風機系統配置，然后對異常事件經過及原因進行分析，并提出了最佳處理方案。

關鍵詞：軸流風機；油站；電源模塊；油壓信號

中圖分類號：TK37? ? 文獻標志碼：A? ? 文章編號：1671-0797（2023）10-0069-03

DOI：10.19514/j.cnki.cn32-1628/tm.2023.10.019

0? ? 引言

某廠2×1 000 MW機組一次風機采用動葉可調軸流風機，主要部件包括吸入煙風道、擴壓筒、葉輪、主軸承箱、撓性聯軸器和操作機構，輔助設備包括液壓潤滑油站、罩殼和消音器。一次風機配一個液壓潤滑油站，油站設2套液壓潤滑油泵互為備用，啟動1臺油泵電機后，共軸的潤滑油泵和液壓油泵同時啟動，一路供給風機軸承潤滑油，另一路供給風機動葉調節控制油。就地油站通過油壓變送器將信號傳輸給DCS系統，某次發生了一次風機油站油壓信號變為壞點，導致備用油泵聯啟，一次風機動葉無法調節的異常事件，下面將詳細敘述該事件的整個經過，并進行原因分析，提出處理方案。

1? ? 系統設備簡介

一次風機油站主要由液壓潤滑油泵、冷卻循環泵、油箱、冷卻器、濾網、電源控制箱等組成，正常運行時一臺液壓潤滑油泵和冷卻循環泵運行，另一臺液壓潤滑油泵聯鎖備用，兩組冷卻器和兩組濾網一用一備。正常情況下，一次風機潤滑油壓力在0.35 MPa左右，液壓油壓力在3.0 MPa左右。當潤滑油壓力低至0.08 MPa或者液壓油壓力低至1.5 MPa，會使備用油泵聯鎖啟動。當液壓油壓力低至1.5 MPa時，DCS邏輯閉鎖風機動葉調節，使動葉指令保持當前值。當潤滑油壓力低至0.08 MPa，且風機軸承溫度高至90 ℃或風機軸承溫度高至110 ℃時，一次風機會跳閘。鍋爐一次風機油站系統圖如圖1所示。

一次風機油站壓力變送器（Parker SensoControl）主要由測壓元件傳感器、測量電路和過程連接件三部分組成，它能將測壓元件傳感器感受到的液體物理壓力參數轉變成標準的電信號（4～20 mA）[1]，以供給指示報警儀、記錄儀、調節器等二次儀表進行測量、指示和過程調節。壓力變送器電源是直流24 V，由專門的電源轉換模塊提供。電源電壓低于12 V或不穩定時，就會造成壓力變送器輸出信號不穩定、波動較大、信號有誤差等情況。

2? ? 事件異常經過

2023-01-05T15：53，機組負荷870 MW，A/B/C/D/E/F磨煤機運行，DCS光字牌“B一次風機油站異常”“B一次風機油泵備用狀態異常”報警，檢查B一次風機本體畫面，發現B一次風機油站潤滑油壓顯示為壞點-0.37 MPa，控制油壓顯示1.47 MPa并逐步下降，備用風機油泵B啟動，值班員嚴密監視B一次風機軸承溫度，立即匯報值長，申請解列AGC減負荷。迅速聯系巡檢至就地檢查B一次風機油站情況，巡檢就地匯報控制油壓為4.1 MPa，潤滑油壓為0.4 MPa，油位175 mm，兩臺油泵運行正常，就地無漏油現象，值班員立即聯系檢修到場檢查。

16：02，機組負荷減至730 MW，A一次風機動葉自動下關至56%，B一次風機動葉保持在71.4%未動作，為防止A/B一次風機出力偏差過大，值班員解除A一次風機動葉自動，適當開大A一次風機動葉至67%，保持A/B一次風機出力平衡。此時一次風母管壓力設定值為7.4 kPa，反饋值9.4 kPa。B一次風機動葉自動投入，使RB功能保持在投入狀態。機組控制在CCS協調方式，鍋爐主再汽溫、汽壓、過熱度、爐膛壓力均在正常范圍。

16：10，B一次風機控制油壓突然上升至2.67 MPa，B一次風機動葉自動下關，最低關至22%，一次風壓最低降至5.6 kPa。值班員發現異常后立即解除B一次風機動葉自動，手動開大B一次風機動葉，一次風母管壓力上升至7.7 kPa，將A/B一次風機動葉調整至60%左右，保持電流、出力偏差在正常值范圍內。手動調節鍋爐主再汽溫、過熱度、爐膛壓力、脫硝NOx等參數至正常。

3? ? 原因分析

DCS畫面顯示的控制油壓和潤滑油壓測點均為濾網后，一次風機油站油泵為雙聯齒輪泵，當DCS畫面上兩個油壓同時異常下降，最大的可能是油泵運行不正常，但是備用電機聯啟后油壓仍然消失，兩臺油泵同時故障的可能性不大，除非電源故障。而油泵出口管道大量漏油的可能性也非常小，因為從系統圖及就地布置可以看出，兩臺油泵同時運行都不能建立任一側油壓，則系統上必須有兩個以上漏點同時存在。所以，此時最有可能是以下三種情況：（1）油泵電源故障（可通過電源故障報警判斷）；（2）油箱油位低，油泵已經吸不到油（可通過低油位開關量判斷）；（3）熱工變送器信號故障導致油壓顯示異常（可通過就地壓力表判斷）。后熱工檢修到場查明原因為B一次風機油站給熱工油壓變送器供電的AC220 V/DC24 V電源轉換模塊故障，模塊輸出電壓只有8 V，導致控制油壓和潤滑油壓傳輸信號嚴重偏離正常值，DCS畫面B一次風機油站控制油壓和潤滑油壓異常偏低，油壓值低于聯啟值，使得備用油泵B聯鎖啟動。

在減負荷期間，因B一次風機油站控制油壓＜1.5 MPa，邏輯強制B一次風機動葉指令跟蹤當前值，所以B一次風機動葉保持在71.4%且拒動，失去調節功能。為防止A/B一次風機出力偏差過大，解除A一次風機動葉自動，手動調節A/B一次風機出力平衡。

在B一次風機控制油壓突然恢復至1.5 MPa以上時，B一次風機動葉指令突然切換至正常邏輯回路調節。由于之前一次風母管壓力反饋值一直高于設定的2 kPa左右，B一次風機動葉正常控制回路給定指令在一次風壓設定和反饋偏差積分的作用下（積分輸出下限-40）不斷向下調節，疊加后使得動調給定指令最低降至0。當B一次風機動葉突然切換至正常控制回路時，導致B一次風機動葉快速下關（每秒下關2.5%），一次風壓迅速下降，此時值班員立即將B一次風機動葉切手動開大，維持一次風母管壓力，同時調節爐壓、汽溫、過熱度、制粉系統等參數正常。圖2為一次風機控制油壓突然恢復時一次風機動葉和一次風壓等參數的動作變化曲線。

在B一次風機正常控制回路給定指令降低到0的過程中，B一次風機指令與反饋偏差大（±50）本應能把B一次風機動葉自動切除，但是因為指令與反饋的減法器輸出下限為0，永遠達不到-50，所以自始至終邏輯都無法切除B一次風機動葉自動，該邏輯設計需進一步完善。

一次風機動葉控制邏輯中的指令實際上由兩部分組成：一個是單臺磨煤機最高煤量的f（x）函數，另一個是一次風壓設定值與實際值的PID函數。f（x）函數為給煤機煤量的比例，煤量不變，輸出相對固定（50 t煤在20左右），而PID函數的輸出范圍為-40～100，值班員減負荷后為保證一次風機出力平衡，手動開出A一次風機動葉，導致一次風壓實際值在8.4 kPa左右，但系統設定值在6.8 kPa左右，PID函數的輸出一直在減小，最小時達-21，即一次風機動調指令此時接近于零，因此B一次風機動葉的自保持回路在控制油壓恢復后取消，動調直接關了下去。

4? ? 處理方案

一次風機控制油壓低閉鎖風機動葉動作后，在就地情況不明時值班員應避免大幅度變動負荷，這樣很容易因為兩臺一次風機出力偏差大而造成一次風機失速。即使潤滑油失去，因為電機軸承箱內有一定的存油，且在當時環境溫度偏低的情況下，風機軸承溫度上升緩慢，運行人員有足夠的時間到就地查明情況并處理。如果確實負荷特別高，擔心一次風機故障處理困難，可適當減負荷，但應確保兩側風機電流偏差不大于20 A，同時保留正常風機的動葉自動，也可考慮改投一次風機變頻轉速自動。

所以，在巡檢人員未趕到就地判斷真實情況前，值班員應密切監視B一次風機軸承溫度，并適當減負荷。由于B一次風機動葉被控制油壓低閉鎖，無法參與調節，機組負荷不應降低過多，以防止A/B一次風機動調偏差越來越大。B一次風機動葉自動保持投入，使得機組控制仍在CCS模式，提高參數調節的可靠性和穩定性。

B一次風機控制油壓恢復后，在B一次風機動葉由于長時間反饋值比設定值高的積分作用下，突然自動下關，最低至22%，一次風壓迅速下降至5.6 kPa，此時應立即解除B一次風機自動，手動開大B一次風機動葉，并調節A/B一次風機電流平衡，調節一次風母管壓力至設定值附近[2]，監視爐壓、汽溫、過熱度、磨煤機、脫硝NOx等參數并調節至正常。

5? ? 結語

作為運行人員，除了要熟練掌握機組主要輔機故障處理原則和步驟外，還要熟練掌握DCS自動的邏輯，這樣在機組重要測點信號異常時，才能清楚該測點信號異常會對自動動作行為帶來哪些影響，從而在故障處理時根據實際情況來把握方向，防止忽略該異常導致事故處理原則性問題，避免故障擴大化。

[參考文獻]

[1] 馬東躍.稀油站壓力、溫度測點改造[J].鹽科學與化工，2018，47（1）：48-49.

[2] 袁懷民，羅瑞霞.動葉可調風機調試過程中問題的分析與處理[J].科技與企業，2014（24）：174.

收稿日期：2023-02-06

作者簡介：陳云飛（1990—），男，江蘇鎮江人，工程師，研究方向：火電廠集控運行維護。