ZGM95-3中速輥式磨煤機(jī)油站控制系統(tǒng)存在的問(wèn)題及整改措施

［摘 要］針對(duì)建投邢臺(tái)熱電有限責(zé)任公司的2×350 MW 機(jī)組磨煤機(jī)油站控制系統(tǒng)熔斷器在運(yùn)行可靠性上無(wú)法滿足要求的問(wèn)題，存在著影響機(jī)組負(fù)荷的事故隱患，判斷磨輥控制回路中的繼電器和液壓換向閥控制回路中的繼電器通電后電流過(guò)大是導(dǎo)致1 號(hào)熔斷器短路的主要原因，提出了磨煤機(jī)油站控制系統(tǒng)加裝單級(jí)開(kāi)關(guān)的改造方案，以保證機(jī)組安全可靠穩(wěn)定運(yùn)行，提高機(jī)組的經(jīng)濟(jì)效益。

［關(guān)鍵詞］磨煤機(jī)油站系統(tǒng)；熔斷器；單極開(kāi)關(guān)

［中圖分類號(hào)］TM611 ［文獻(xiàn)標(biāo)志碼］A ［文章編號(hào)］2095–6487（2024）07–0004–03

1 中速輥式磨煤機(jī)油站

磨煤機(jī)油站的主要功能是保證磨煤機(jī)的正常運(yùn)行，機(jī)油站能夠?yàn)槟ッ簷C(jī)尤其是磨煤機(jī)當(dāng)中的減速機(jī)提供潤(rùn)滑，使磨煤機(jī)能夠維持在穩(wěn)定運(yùn)行的狀態(tài)。該設(shè)備由于具備自動(dòng)控制的功能，且效果更加穩(wěn)定，因此在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中得到了較為廣泛的使用。磨煤機(jī)油站的基本工作原理為：以潤(rùn)滑油站為例，正常工作情況下，潤(rùn)滑油將從磨煤機(jī)減速機(jī)的下箱中被吸出，潤(rùn)滑油進(jìn)入加熱器后將經(jīng)過(guò)管路進(jìn)入過(guò)濾器當(dāng)中，并在過(guò)濾后進(jìn)入冷卻器當(dāng)中進(jìn)行冷卻，冷卻后的潤(rùn)滑油將被送至各個(gè)潤(rùn)滑點(diǎn)進(jìn)行冷卻，并在完成冷卻后再次匯集在減速器下箱，進(jìn)入下一循環(huán)。

2 磨煤機(jī)油操作系統(tǒng)故障類型

2.1 機(jī)械設(shè)備故障

機(jī)械設(shè)備的故障是磨煤機(jī)油操作系統(tǒng)故障的主要原因之一，生產(chǎn)負(fù)荷較大的企業(yè)，因磨煤機(jī)長(zhǎng)期處于高負(fù)荷使用狀態(tài)下，且為保證磨煤機(jī)能夠正常使用，機(jī)油站同樣需要維持較高的操作負(fù)荷，從而導(dǎo)致長(zhǎng)期處于高負(fù)荷使用狀態(tài)下的機(jī)油站包括泵體等在內(nèi)的設(shè)備出現(xiàn)故障的概率相對(duì)較高。設(shè)備出現(xiàn)機(jī)械故障，需對(duì)出現(xiàn)故障的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行維修或更換，以使操作系統(tǒng)重新正常使用。部分設(shè)備在機(jī)械故障尤其大部件出現(xiàn)機(jī)械故障的情況下，可通過(guò)系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)提醒，因此該故障與其他故障相比，機(jī)械系統(tǒng)故障發(fā)現(xiàn)以及維修的難度相對(duì)較低。

2.2 電氣系統(tǒng)故障

發(fā)生電氣系統(tǒng)故障的原因?yàn)樵O(shè)備當(dāng)中出現(xiàn)短路等情況，或內(nèi)部保護(hù)不當(dāng)導(dǎo)致部分區(qū)域的電阻過(guò)大等，使得操作系統(tǒng)無(wú)法正常運(yùn)行。電氣系統(tǒng)故障可能導(dǎo)致操作系統(tǒng)短時(shí)間內(nèi)無(wú)法正常啟動(dòng)，或操作系統(tǒng)保護(hù)功能突然啟動(dòng)。一旦機(jī)油站操作系統(tǒng)出現(xiàn)頻發(fā)且難以直接確定原因的故障，則需要根據(jù)故障出現(xiàn)的位置以及表現(xiàn)，對(duì)電氣系統(tǒng)進(jìn)行檢查，判斷是否由于電氣系統(tǒng)的故障導(dǎo)致操作系統(tǒng)無(wú)法正常操作。

2.3 荷載過(guò)大

與電氣系統(tǒng)故障引發(fā)的操作系統(tǒng)無(wú)法正常運(yùn)行不同，荷載過(guò)大導(dǎo)致操作系統(tǒng)無(wú)法正常運(yùn)行是設(shè)備操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自我保護(hù)的一種形式，事實(shí)上由于荷載過(guò)大導(dǎo)致操作系統(tǒng)短時(shí)間內(nèi)無(wú)法啟動(dòng)運(yùn)行是設(shè)備使用過(guò)程中的正常情況，該情況下重新運(yùn)行設(shè)備的操作系統(tǒng)需將系統(tǒng)的荷載控制在系統(tǒng)允許的范圍內(nèi)。

2.4 系統(tǒng)操作不當(dāng)

在具備自動(dòng)檢測(cè)功能的系統(tǒng)當(dāng)中，當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)結(jié)果顯示設(shè)備電氣開(kāi)關(guān)并未處于正常狀態(tài)，或檢測(cè)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)存在其他操作不當(dāng)?shù)葐?wèn)題，操作系統(tǒng)能夠自動(dòng)切斷故障來(lái)源，通過(guò)避免啟動(dòng)降低操作失誤可能造成的不良影響。操作系統(tǒng)運(yùn)行中由于人為因素導(dǎo)致的系統(tǒng)無(wú)法正常啟動(dòng)，可對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行全面檢查，修正不當(dāng)?shù)牟僮餍袨椋M(jìn)而恢復(fù)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

3 磨煤機(jī)油操作系統(tǒng)故障排除措施

3.1 根據(jù)操作要求核實(shí)操作情況

人為操作不當(dāng)導(dǎo)致的故障對(duì)磨煤機(jī)油操作系統(tǒng)的影響最小，且人為因素導(dǎo)致的系統(tǒng)無(wú)法正常啟動(dòng)問(wèn)題解決較為簡(jiǎn)單。因此，實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，一旦操作系統(tǒng)出現(xiàn)無(wú)法正常啟動(dòng)的情況，需首先檢查系統(tǒng)相應(yīng)開(kāi)關(guān)的位置以及參數(shù)的設(shè)置等，排除人為因素影響后，故障若依然存在，才需檢查系統(tǒng)是否存在電氣故障。

3.2 檢查控制系統(tǒng)是否存在機(jī)械故障

部分智能化程度較高的控制系統(tǒng)，在設(shè)備出現(xiàn)機(jī)械故障后能夠自動(dòng)提醒，且機(jī)械故障的區(qū)分較為簡(jiǎn)單，機(jī)械故障導(dǎo)致的系統(tǒng)無(wú)法正常運(yùn)行與電氣故障等導(dǎo)致的問(wèn)題不同，一旦系統(tǒng)出現(xiàn)機(jī)械故障，則在機(jī)械故障排除前控制系統(tǒng)必然無(wú)法正常使用，且故障的表現(xiàn)較為固定，根據(jù)這一現(xiàn)象能夠較為快速地判斷控制系統(tǒng)的操作問(wèn)題是否為機(jī)械故障問(wèn)題。

3.3 檢查并排除操作系統(tǒng)電氣故障

檢查控制系統(tǒng)無(wú)法正常操作的原因是否為電氣系統(tǒng)故障前，首先需要對(duì)系統(tǒng)的負(fù)載情況進(jìn)行檢查，確定系統(tǒng)并未出現(xiàn)超負(fù)荷運(yùn)行后，根據(jù)系統(tǒng)斷電保護(hù)情況找出可能出現(xiàn)故障的位置，并根據(jù)直接檢測(cè)的結(jié)果確定故障原因。

4 故障案例分析

4.1 案例企業(yè)磨煤機(jī)油站基本情況

建投邢臺(tái)熱電有限責(zé)任公司（以下簡(jiǎn)稱“邢臺(tái)熱電”）采用北京電力設(shè)備總廠生產(chǎn)的ZGM95-3 型中速輥式磨煤機(jī)（以下簡(jiǎn)稱“ZGM 磨”）。ZGM 磨以其煤種適應(yīng)性廣（可磨制煙煤、無(wú)煙煤、褐煤、貧瘦煤）、碾磨效率高、電耗低、壽命長(zhǎng)、安全可靠、操作簡(jiǎn)單、檢修方便等優(yōu)點(diǎn)廣泛適用于電力等行業(yè)的煤粉制備系統(tǒng)。邢臺(tái)熱電共有10 臺(tái)磨煤機(jī)，每個(gè)機(jī)組5 臺(tái)磨煤機(jī)，滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)是4 運(yùn)1 備，每臺(tái)磨煤機(jī)帶負(fù)荷約為87.5 MW。油路系統(tǒng)中的多個(gè)控制回路共用一個(gè)熔斷器不利于故障的分析解決，存在著被迫降負(fù)荷的隱患，需采取可靠的整改措施，提高設(shè)備運(yùn)行的可靠性。

4.2 磨煤機(jī)油系統(tǒng)概況及存在的問(wèn)題

邢臺(tái)熱電磨煤機(jī)潤(rùn)滑油站主要包含兩個(gè)高速油泵、兩個(gè)低速油泵、兩個(gè)加熱器。潤(rùn)滑油站是專供減速機(jī)循環(huán)冷卻潤(rùn)滑油用的，主要目的是用來(lái)過(guò)濾、冷卻減速機(jī)內(nèi)的齒輪油，以確保減速機(jī)內(nèi)部件的良好潤(rùn)滑狀態(tài)。

邢臺(tái)熱電磨煤機(jī)液壓油站主要包含兩個(gè)液壓油泵、兩個(gè)加熱器、1 個(gè)液壓換向閥、1 個(gè)比例溢流閥。液壓油站為加載、排渣油缸提供操作動(dòng)力，實(shí)施磨輥加載、啟停時(shí)抬起和下降磨輥以及液壓落渣門(mén)開(kāi)閉。煤機(jī)配套的液壓油站通過(guò)加載油缸既可對(duì)磨煤機(jī)施行加載又可實(shí)現(xiàn)磨煤機(jī)啟停開(kāi)空車(chē)。

磨煤機(jī)油站控制箱內(nèi)包括兩路220 V AC 電源、42 個(gè)隔離繼電器、5 個(gè)時(shí)間繼電器、13 個(gè)熔斷器。正常工作時(shí) ：檢查控制柜安裝及接線情況，條件具備后送電；控制柜通電后，合上各路空氣開(kāi)關(guān)，檢查電源是否工作正常；控制柜上的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)到就地（手動(dòng)）位置，用點(diǎn)動(dòng)方式確認(rèn)潤(rùn)滑油站和液壓油站電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向；依次啟動(dòng)潤(rùn)滑油站和液壓油站各電機(jī)及其電加熱器、接通液壓油站各個(gè)電磁閥，觀察各指示燈顯示是否正常，各設(shè)備是否運(yùn)行正常，檢查送至DCS 的各狀態(tài)反饋信號(hào)是否正確；油站正常運(yùn)轉(zhuǎn)后，觀察兩個(gè)油站各位置的壓力和溫度是否在正常范圍內(nèi)；手動(dòng)操作完成后，將控制柜上的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)到遠(yuǎn)方（程控）位置，進(jìn)行遠(yuǎn)方（程序）控制。直接由DCS 發(fā)出指令，分別操作兩個(gè)油站各個(gè)設(shè)備，控制柜及現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備均有相應(yīng)動(dòng)作，控制柜上指示燈及狀態(tài)反饋信號(hào)顯示正確；油站的聯(lián)鎖控制由DCS 按照邢臺(tái)熱電提供的潤(rùn)滑油系統(tǒng)子程序邏輯圖和液壓站子程序邏輯圖進(jìn)行組態(tài)和編程。

熱控檢修某日接運(yùn)行人員通知，磨煤機(jī)磨輥及液壓換向閥無(wú)法操作。熱工人員趕到現(xiàn)場(chǎng)檢查電源。閉合Ⅰ路電源，斷開(kāi)Ⅱ路電源時(shí)，觀察油站控制箱內(nèi)有電；閉合Ⅱ路電源，斷開(kāi)Ⅰ路電源時(shí)，觀察油站控制箱內(nèi)有電，故判斷非電源故障。隨后檢查控制箱內(nèi)的熔斷器，查出1 號(hào)熔斷器斷開(kāi)，1 號(hào)熔斷器位置處于1號(hào)輥上升、1 號(hào)輥下降、2 號(hào)輥上升、2 號(hào)輥下降、3號(hào)輥上升、3 號(hào)輥下降、液壓換向閥上、液壓換向閥下的控制回路中。更換1 號(hào)熔斷器，控制回路正常工作。工作一段時(shí)間后，1號(hào)熔斷器再次發(fā)生斷開(kāi)的問(wèn)題。升降磨輥控制回路原理如圖1 所示。

4.3 磨煤機(jī)油站熔斷器頻繁擊穿問(wèn)題分析

邢臺(tái)熱電磨煤機(jī)油站系統(tǒng)中220 V AC 電源使用的熔斷器為6A/220 V，在油站系統(tǒng)工作過(guò)程中，由于出現(xiàn)電源環(huán)路響應(yīng)慢，調(diào)整速度慢，造成輸出電壓過(guò)沖，進(jìn)而導(dǎo)致流過(guò)的電流過(guò)大，從而發(fā)生擊穿現(xiàn)象。1 號(hào)熔斷器擊穿是由于流過(guò)熔斷器的電流過(guò)大，將熔斷器擊穿而造成的，進(jìn)而引起了熔斷器不可逆的損壞。

磨煤機(jī)油站保護(hù)系統(tǒng)中由于1 號(hào)熔斷器既在所有的磨輥上升和磨輥下降控制回路中，又在液壓換向閥的控制回路中。錯(cuò)綜復(fù)雜的控制回路，導(dǎo)致出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)無(wú)法及時(shí)判斷出故障所在，存在影響負(fù)荷的隱患，且此種連線方式，每次查驗(yàn)故障時(shí)，需將所有控制回路均檢查一遍，既增加了作業(yè)人員的工作量，又延誤工作進(jìn)程，故將磨煤機(jī)油站控制柜進(jìn)行改進(jìn)。

4.4 防范措施及整改效果

（1）防范措施。保持磨煤機(jī)油站保護(hù)系統(tǒng)的1 號(hào)熔斷器不變，在磨煤機(jī)油站系統(tǒng)中1 號(hào)輥上升、1 號(hào)輥下降、2 號(hào)輥上升、2 號(hào)輥下降、3 號(hào)輥上升、3 號(hào)輥下降、液壓換向閥上升、液壓換向閥下降8 個(gè)控制回路中各串入1 個(gè)6A/220 V AC 單級(jí)開(kāi)關(guān)，確保在機(jī)組運(yùn)行中任一控制回路出現(xiàn)故障時(shí)可迅速判斷出問(wèn)題所在，并快速準(zhǔn)確的解決問(wèn)題，保證機(jī)組穩(wěn)定安全的工作。

（2）整改效果。磨煤機(jī)油站系統(tǒng)在相關(guān)控制回路中加裝單級(jí)開(kāi)關(guān)改造后，經(jīng)過(guò)多次的磨輥上升、磨輥下降、液壓換向閥的啟停試驗(yàn)后，并無(wú)單級(jí)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，以及熔斷器斷開(kāi)的故障發(fā)生。加裝單極開(kāi)關(guān)的改造，有效提高了運(yùn)行期間磨煤機(jī)油站保護(hù)系統(tǒng)的可靠性，保障了機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

5 結(jié)束語(yǔ)

磨煤機(jī)油站控制系統(tǒng)作為爐側(cè)重要的設(shè)備之一，無(wú)論其拒動(dòng)還是誤動(dòng)均將造成非常嚴(yán)重的后果。磨煤機(jī)油站控制系統(tǒng)故障的形成原因較多，系統(tǒng)自身的故障以及操作的不當(dāng)均可能導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)故障，其中電氣故障是導(dǎo)致操作系統(tǒng)出現(xiàn)故障的主要原因之一，因此在磨煤機(jī)油站控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障后，維修人員需要首先對(duì)操作系統(tǒng)的電氣系統(tǒng)進(jìn)行檢查，確定電氣系統(tǒng)不存在故障后才應(yīng)當(dāng)根據(jù)其他可能的故障原因進(jìn)行核查。文章所述的案例，操作系統(tǒng)出現(xiàn)無(wú)法正常使用的故障主要原因?yàn)樵O(shè)備的保護(hù)系統(tǒng)無(wú)法正常使用，邢臺(tái)熱電針對(duì)磨煤機(jī)油站保護(hù)系統(tǒng)中存在的問(wèn)題進(jìn)行整改后，提高了磨煤機(jī)油站控制系統(tǒng)的可靠性，有效避免了機(jī)組被迫降負(fù)荷的風(fēng)險(xiǎn)，消除了影響機(jī)組安全生產(chǎn)的重大隱患。磨煤機(jī)油站系統(tǒng)的整改對(duì)于保證機(jī)組安全穩(wěn)定的運(yùn)行，降低非計(jì)劃降負(fù)荷和設(shè)備損壞概率以及提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益具有重大意義。

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