鍋爐空氣預(yù)熱器運(yùn)行中電流至0的故障分析

許 震，馬劍宇

（中國(guó)國(guó)電集團(tuán)公司諫壁發(fā)電廠，江蘇 鎮(zhèn)江 212006）

鍋爐空氣預(yù)熱器運(yùn)行中電流至0的故障分析

許 震，馬劍宇

（中國(guó)國(guó)電集團(tuán)公司諫壁發(fā)電廠，江蘇 鎮(zhèn)江 212006）

介紹了某電廠1 000 MW機(jī)組空氣預(yù)熱器運(yùn)行故障的現(xiàn)象及處理情況，通過分析空氣預(yù)熱器的控制邏輯，找出故障的原因?yàn)榭諝忸A(yù)熱器主電機(jī)變頻器在運(yùn)行中程序瞬間混亂，并提出了運(yùn)行、檢修技改中的防范措施。

鍋爐；空氣預(yù)熱器；變頻器；控制邏輯

0　引言

某廠1 000 MW機(jī)組鍋爐空氣預(yù)熱器采用的變頻傳動(dòng)控制裝置（transducer transm ission control device，簡(jiǎn)稱TTCD），是針對(duì)空氣預(yù)熱器這類大慣性負(fù)載而設(shè)計(jì)的，其啟動(dòng)平穩(wěn)、對(duì)電機(jī)沖擊小、運(yùn)行可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單并具有調(diào)速功能。鍋爐每側(cè)空氣預(yù)熱器變頻傳動(dòng)控制裝置配備1臺(tái)控制柜，控制柜中配置2個(gè)同型號(hào)變頻器分別控制主、備用電機(jī)，1用1備，各電機(jī)電源獨(dú)立。當(dāng)主電機(jī)或是主變頻器發(fā)生故障時(shí)，可以切換到備用變頻器控制備用電機(jī)運(yùn)行?？刂蒲b置具有過電流保護(hù)功能，當(dāng)變頻器正常工作時(shí)，如果電機(jī)出現(xiàn)過電流，可以通過自動(dòng)降低電機(jī)轉(zhuǎn)速來降低電機(jī)電流。

1　故障過程

2015-09-09T23：16，A空氣預(yù)熱器主電機(jī)跳閘，輔電機(jī)未聯(lián)動(dòng)，手動(dòng)搶合輔電機(jī)未成功；23：17，主電機(jī)自啟，電流正常；23：20，A空氣預(yù)熱器主電機(jī)再次跳閘，輔電機(jī)未聯(lián)動(dòng)，手動(dòng)搶合輔電機(jī)未成功，之后搶合主電機(jī)也未成功，1 m in后空氣預(yù)熱器RB動(dòng)作正常；23：23，主電機(jī)再次自啟；23：31，主電機(jī)電流大幅晃動(dòng)，最大至72 A；23：33，手動(dòng)停運(yùn)主電機(jī)，聯(lián)系檢修處理。次日03：30，啟動(dòng)A空氣預(yù)熱器輔電機(jī)正常，主電機(jī)投聯(lián)動(dòng)。

異常情況出現(xiàn)時(shí)，無主電機(jī)變頻器故障信號(hào)發(fā)出；無主電機(jī)變頻器電源故障信號(hào)發(fā)出，有變頻器運(yùn)行反饋信號(hào)丟失及電流至0信號(hào)。

2　空氣預(yù)熱器控制方式

2.1空氣預(yù)熱器至DCS 信號(hào)

（1） 變頻器故障信號(hào)反饋：主（輔）電機(jī)或主（輔）變頻器故障時(shí)，此信號(hào)通；

（2） 電機(jī)電源開關(guān)合閘信號(hào)反饋：主（輔）回路的空氣開關(guān)合閘后，此信號(hào)通；

（3） 電機(jī)電源故障信號(hào)反饋：主（輔）電源回路有故障時(shí)，此信號(hào)通；主（輔）電源回路得電時(shí)，此信號(hào)不通；

（4） 變頻器運(yùn)行信號(hào)反饋：主（輔）變頻器運(yùn)行（有速度輸出）時(shí)，此信號(hào)通；

（5） 變頻器運(yùn)行電流反饋：主（輔）變頻器運(yùn)行（有電流輸出）時(shí)，此信號(hào)通。

當(dāng)主電機(jī)或主變頻器故障時(shí)，柜門上主回路報(bào)警燈亮，并發(fā)送主回路報(bào)警信號(hào)至DCS，輔回路同理。當(dāng)主回路和輔回路同時(shí)故障時(shí)，自動(dòng)切換到空氣馬達(dá)運(yùn)行。空氣預(yù)熱器主電機(jī)額定電流為23-35 A，高報(bào)警值為67.1 A，高跳閘值大于77.2 A（反時(shí)限）。當(dāng)空氣預(yù)熱器停運(yùn)（主輔電機(jī)停運(yùn)60 s），會(huì)觸發(fā)空氣預(yù)熱器RB動(dòng)作。

2.2空氣預(yù)熱器主輔電機(jī)聯(lián)動(dòng)邏輯

主電機(jī)變頻聯(lián)動(dòng)輔電機(jī)變頻回路要具備以下幾個(gè)條件：

（1） 要有主電機(jī)變頻器故障信號(hào)；

（2） 輔電機(jī)變頻器無故障，具備投運(yùn)條件；

（3） 主電機(jī)變頻器電源開關(guān)接觸器斷開；

（4） 輔電機(jī)變頻器處于停止?fàn)顟B(tài)（電源開關(guān)接觸器斷開）；

（5） 聯(lián)動(dòng)開關(guān)投入“自動(dòng)”位置。

2.3變頻器運(yùn)行狀態(tài)丟失信號(hào)分析

DCS熱工邏輯中，空氣預(yù)熱器運(yùn)轉(zhuǎn)信號(hào)為空氣預(yù)熱器電機(jī)電源開關(guān)合閘反饋信號(hào)與變頻器運(yùn)行反饋信號(hào)組成與門發(fā)出，只要其中一個(gè)信號(hào)丟失，便認(rèn)為變頻器未運(yùn)轉(zhuǎn)，從而報(bào)運(yùn)行狀態(tài)丟失信號(hào)。若此時(shí)空氣預(yù)熱器電機(jī)電源未跳而只是變頻器無速度、無電流輸出，也會(huì)報(bào)空氣預(yù)熱器運(yùn)行狀態(tài)丟失，造成運(yùn)行人員誤判斷認(rèn)為變頻器已跳閘。

3　空氣預(yù)熱器故障原因分析

3.1歷史曲線分析

調(diào)閱相關(guān)曲線得知，當(dāng)A主電機(jī)變頻器電流至0時(shí)，其變頻器運(yùn)行反饋也消失，但無A主電機(jī)變頻器故障和電源故障信號(hào)。此時(shí)A主電機(jī)電源開關(guān)合閘信號(hào)未消失，說明空氣預(yù)熱器A主電機(jī)電源回路未失電，變頻器還處于得電狀態(tài)，只是變頻器輸出至0（電流至0）。約18 s后變頻器自動(dòng)恢復(fù)電流輸出。再經(jīng)過4 m in，A主電機(jī)變頻器電流至0時(shí)，其A主電機(jī)變頻器運(yùn)行反饋消失，發(fā)出空氣預(yù)熱器停轉(zhuǎn)信號(hào)。

3.2輔電機(jī)不聯(lián)動(dòng)原因分析

輔電機(jī)不聯(lián)動(dòng)的原因如下：當(dāng)時(shí)無主電機(jī)變頻器故障信號(hào)發(fā)出；無主電機(jī)變頻器電源故障信號(hào)；主電機(jī)電源開關(guān)合閘信號(hào)未消失，不具備聯(lián)動(dòng)條件。

3.3輔電機(jī)搶合不成功原因分析

同輔電機(jī)不聯(lián)動(dòng)的原因一樣，由于當(dāng)時(shí)主電機(jī)變頻器有電機(jī)電源開關(guān)合閘信號(hào)，也不具備聯(lián)動(dòng)條件（主電機(jī)運(yùn)行時(shí)閉鎖輔電機(jī)），故無法搶合成功。

3.4空氣馬達(dá)無法啟動(dòng)原因分析

空氣馬達(dá)啟動(dòng)是在主/輔電機(jī)變頻器有故障信號(hào)輸出時(shí)，才具備啟動(dòng)條件；而當(dāng)時(shí)變頻器無故障信號(hào)輸出，故也無法啟動(dòng)。

3.5故障原因綜合分析

判斷此次異常情況是由空氣預(yù)熱器主電機(jī)變頻器在運(yùn)行中程序瞬間混亂引起的，原因如下。

（1） A空氣預(yù)熱器主電機(jī)自啟，從硬接線控制回路分析，在DCS沒有發(fā)出合閘指令時(shí)是無法實(shí)現(xiàn)預(yù)熱器主電機(jī)自啟的，且查閱DCS實(shí)時(shí)記錄曲線，自啟動(dòng)時(shí)DCS沒有發(fā)出合閘指令。

（2） A空氣預(yù)熱器主電機(jī)自啟后，DCS實(shí)時(shí)記錄曲線電流存在突變，變頻器頻率自動(dòng)從0升至50 HZ，其頻率的升降不是由DCS控制，而是由變頻器存儲(chǔ)的程序控制。

（3） 從檢修檢查情況分析，在未進(jìn)行任何修理的情況下，在就地手動(dòng)方式及遠(yuǎn)控方式下，變頻器啟停試驗(yàn)均正常。

4　防范措施

（1） 機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，空氣預(yù)熱器主電機(jī)停運(yùn)后（主電機(jī)變頻器電流至0），如果輔電機(jī)聯(lián)動(dòng)成功則按規(guī)程相應(yīng)規(guī)定處理；未聯(lián)動(dòng)則按規(guī)程要求進(jìn)行搶合。若搶合不成功，可先將主電機(jī)變頻器進(jìn)行急停，再去搶合輔電機(jī)，此時(shí)應(yīng)可以成功；若急停不成功，可迅速將主電機(jī)變頻器控制電源開關(guān)停用，再去搶合輔電機(jī)，為確保啟動(dòng)輔電機(jī)創(chuàng)造條件。

（2） 機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，空氣預(yù)熱器如果出現(xiàn)主回路故障，需立即到現(xiàn)場(chǎng)查看變頻器顯示面板上故障代碼；若輔電機(jī)聯(lián)動(dòng)成功，則迅速根據(jù)故障代碼情況決定是否對(duì)主電機(jī)變頻回路進(jìn)行隔離檢修。

（3） 定期查看控制柜內(nèi)部元器件，并清理控制柜內(nèi)部灰塵。只要系統(tǒng)運(yùn)行，就應(yīng)打開控制柜內(nèi)部冷卻風(fēng)扇，確保變頻器在良好運(yùn)行環(huán)境下運(yùn)行。

（4） 在機(jī)組檢修技改時(shí)，考慮增加變頻器轉(zhuǎn)速至0或變頻器無運(yùn)行反饋時(shí)，經(jīng)延時(shí)跳變頻器電源接觸器邏輯，以確保聯(lián)動(dòng)成功；考慮增加變頻啟動(dòng)方式，待啟動(dòng)正常頻率達(dá)到設(shè)定值時(shí)，自動(dòng)無擾切至工頻旁路運(yùn)行方式，以杜絕變頻器在運(yùn)行中出現(xiàn)異常而影響空預(yù)器正常運(yùn)行的情況。

2015-09-15；

2016-03-15。

許 震（1976-），男，高級(jí)技師，主要從事發(fā)電廠機(jī)組運(yùn)行維護(hù)工作，email：x ly030930@163.com。

馬劍宇（1979-），男，工程師，主要從事發(fā)電廠鍋爐運(yùn)行工作。