脫硝電加熱器常見故障及處理對(duì)策分析

摘要：文章針對(duì)300MW燃煤機(jī)組脫硝電加熱器運(yùn)行現(xiàn)狀，分析了脫硝電加熱器常見故障的原因，并提出了故障處理的方法及防范措施，將對(duì)提高脫硝電加熱器運(yùn)行、維護(hù)管理工作，降低設(shè)備故障發(fā)生率，保證設(shè)備可靠運(yùn)行具有一定的指導(dǎo)和借鑒作用。

關(guān)鍵詞：燃煤機(jī)組；脫硝工藝；電加熱器；故障分析；處理對(duì)策 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：X701 文章編號(hào)：1009-2374（2016）28-0069-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.28.035

1 概述

河北大唐國(guó)際唐山熱電有限責(zé)任公司兩臺(tái)300MW燃煤機(jī)組于2013年新增煙氣脫硝裝置，以降低煙氣中氮氧化物的排放量。脫硝工程采用的是選擇性催化還原脫硝工藝（SCR），每臺(tái)脫硝系統(tǒng)配有1臺(tái)780kW電加熱器及配套電氣控制柜。電加熱器本體內(nèi)部共有電熱管105根，其中工作根數(shù)96根、備用根數(shù)9根，工作根數(shù)共分成4組，每組各由1臺(tái)SCR電力調(diào)整器（可控硅調(diào)功器）控制，電壓380V，采用△連接?？刂葡到y(tǒng)電氣元件主要包括斷路器、接觸器、SCR電力調(diào)整器、溫度傳感器、溫控表、中間繼電器等，其功能是采集現(xiàn)場(chǎng)各種信號(hào)，執(zhí)行操作人員的命令，經(jīng)過溫控表自動(dòng)控制接觸器和SCR電力調(diào)整器來調(diào)節(jié)加熱器功率，達(dá)到控制介質(zhì)溫度目的。

加熱器設(shè)有4個(gè)發(fā)熱元件溫度檢測(cè)點(diǎn)，對(duì)加熱器內(nèi)部溫度實(shí)施監(jiān)控，另設(shè)有1點(diǎn)監(jiān)控加熱器出口溫度。這些溫度信號(hào)通過檢測(cè)轉(zhuǎn)換成4～20mA后傳至溫控表同，介質(zhì)溫控表經(jīng)過分析、比較、PID運(yùn)算后，輸出控制信號(hào)至SCR電力調(diào)整器來自動(dòng)調(diào)節(jié)加熱器功率，使加熱器溫度達(dá)到工藝要求的溫度。元件溫控表通過對(duì)發(fā)熱元件溫度檢測(cè)，一旦任意元件溫度超出設(shè)置溫度，就會(huì)發(fā)出聯(lián)鎖保護(hù)，同時(shí)故障信號(hào)送至DCS和控制柜顯示。

2 常見故障及處理方法

脫硝電加熱器在投運(yùn)后發(fā)生了多起故障。及時(shí)地判斷出故障原因和處理故障，可以有效提高設(shè)備高效、可靠地運(yùn)行，避免因脫硝電加熱器問題而影響環(huán)保指標(biāo)，甚至降低機(jī)組負(fù)荷。以下是脫硝電加熱器常見故障原因及排除方法：

2.1 電加熱器運(yùn)行中最大電流逐步降低

原因分析：內(nèi)部電熱管有燒損。電加熱器水平安裝，運(yùn)行中氣體介質(zhì)中含積灰較多或電加熱器進(jìn)、出口風(fēng)壓壓差偏低，造成灰塵在電加熱器內(nèi)部沉積并覆蓋電熱管，導(dǎo)致電熱管熱量不能散發(fā)，最終使電熱管燒斷，底部電熱管最容易燒斷。

故障排除：定期記錄每組電加熱器運(yùn)行電流，當(dāng)發(fā)現(xiàn)個(gè)別組電加熱器運(yùn)行最大電流逐步降低，可以判定為內(nèi)部電熱管燒斷，少數(shù)電熱管燒斷不會(huì)影響到系統(tǒng)運(yùn)行，可待機(jī)組停機(jī)檢修期間更換電加熱管。如多數(shù)電熱管燒斷，加熱器出口溫度不能滿足系統(tǒng)需求時(shí)，可適當(dāng)調(diào)高發(fā)生故障組電加熱的最大功率，來保證系統(tǒng)正常運(yùn)行。

2.2 某組SCR電力調(diào)整器可控硅工作溫度>60℃，造成接觸器聯(lián)鎖跳閘

原因分析：SCR電力調(diào)整器散熱風(fēng)扇不轉(zhuǎn)，加熱器柜體散熱效率低。

故障排除：立即打開加熱器控制柜前門，讓空調(diào)冷氣進(jìn)入，如散熱風(fēng)扇不轉(zhuǎn)，聯(lián)系檢修維護(hù)隊(duì)伍進(jìn)行更換。

2.3 電加熱器出口實(shí)測(cè)溫度長(zhǎng)時(shí)間大于設(shè)定值

原因分析：控制方式不對(duì)，加熱器本體內(nèi)部風(fēng)量及風(fēng)壓低，溫控器及控制回路故障。

故障排除：檢查遠(yuǎn)方手動(dòng)或自動(dòng)控制參數(shù)是否正確，增加本體風(fēng)量，提高風(fēng)壓。檢查修復(fù)溫控器。緊固各端子排連接線。

2.4 某組電加熱器實(shí)測(cè)溫度等于或大于設(shè)定值

原因分析：本體內(nèi)部風(fēng)量低、積灰嚴(yán)重，溫度測(cè)點(diǎn)不準(zhǔn)，溫控器損壞。

故障排除：立即停止某組加熱器運(yùn)行，防止電熱管燒損，增加本體內(nèi)部風(fēng)量。檢查、校驗(yàn)溫控器及溫度測(cè)點(diǎn)。

2.5 某組電加熱器單個(gè)跳閘

原因分析：本體內(nèi)部超溫、可控硅超溫、控制元件及回路故障。

故障排除：?jiǎn)谓M加熱器保護(hù)聯(lián)鎖跳閘條件包括本體內(nèi)部超溫、可控硅超溫、控制元件及回路故障。當(dāng)某組加熱器跳閘后應(yīng)快速查找并確認(rèn)、排除故障點(diǎn)，否則將影響到機(jī)組正常運(yùn)行。在電氣控制回路設(shè)計(jì)中，每個(gè)跳閘條件都對(duì)應(yīng)一個(gè)中間繼電器，可通過中間繼電器指示燈來斷定跳閘條件，當(dāng)中間斷電器指示燈亮起，則說明對(duì)應(yīng)的跳閘條件已觸發(fā)。當(dāng)發(fā)生本體內(nèi)部超溫故障，應(yīng)立即檢查、校驗(yàn)溫度測(cè)點(diǎn)及溫控器是否工作正常，同時(shí)提高風(fēng)壓流量，待溫度低至聯(lián)鎖跳閘值后方可投入運(yùn)行。當(dāng)發(fā)生可控硅超溫故障，應(yīng)檢查、更換SCR電力調(diào)整器散熱風(fēng)扇?？刂圃盎芈饭收隙嗍且虮ｋU(xiǎn)、中間繼電器、連接導(dǎo)線松動(dòng)引起，更換損壞的保險(xiǎn)、中間繼電器，緊固回路各連接導(dǎo)線。

2.6 四組電加熱器同時(shí)跳閘

原因分析：運(yùn)行人員誤操作設(shè)備參數(shù)調(diào)節(jié)不當(dāng)、加熱器出口超溫、系統(tǒng)聯(lián)鎖保護(hù)跳閘、控制元件及回路故障。

故障排除：運(yùn)行人員應(yīng)根據(jù)機(jī)組工況，正確控制設(shè)備，檢查并恢復(fù)設(shè)備各聯(lián)鎖參數(shù)不超設(shè)定值，檢查、校驗(yàn)加熱器出口溫度測(cè)點(diǎn)及溫控器，檢查、更換中間繼電器。

3 提高電加熱器可靠運(yùn)行的措施

由于近些年來大氣等環(huán)境污染問題日益突出，我國(guó)對(duì)發(fā)電設(shè)備節(jié)能減排等環(huán)保性能的要求也越來越高，隨著火電廠大氣污染物排放新標(biāo)準(zhǔn)的施行，脫硝系統(tǒng)的可靠運(yùn)行顯得尤其重要，其中當(dāng)脫硝電加熱器發(fā)生缺陷故障時(shí)將直接影響到機(jī)組負(fù)荷。通過分析電加熱器各種缺陷和故障，提出了以下防范措施：

3.1 優(yōu)化電加熱器的設(shè)計(jì)和安裝，防止內(nèi)部積灰

電加熱管燒斷故障是所有故障中發(fā)生次數(shù)最多的，主要是由內(nèi)部積灰過多無法排出引起。由于更換電加熱管工期較長(zhǎng)，當(dāng)發(fā)生多根電加熱管燒斷后，加熱器出口溫度將不能滿足系統(tǒng)需求，會(huì)長(zhǎng)時(shí)間影響到機(jī)組負(fù)荷甚至停機(jī)，給企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此在電加熱器的選型、脫硝系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝階段應(yīng)重點(diǎn)考慮內(nèi)部積灰問題，應(yīng)要求電加熱器廠家增大電熱管與本體內(nèi)壁距離，將備用電加熱布置在下部，同時(shí)考慮設(shè)計(jì)、配備在線噴灰裝置，在脫硝系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)要求電加熱器垂直安裝并配備檢修平臺(tái)，便于設(shè)備的吊裝。

3.2 改善電加熱器控制柜的通風(fēng)散熱，確保周邊工作環(huán)境溫度不超過25℃

由于SCR電力調(diào)整器可控硅工作時(shí)發(fā)熱量大且具有可控硅超溫聯(lián)鎖保護(hù)跳閘功能，當(dāng)可控硅工作溫度超過70℃時(shí)觸發(fā)其溫控元件動(dòng)作，聯(lián)鎖接觸器跳閘。設(shè)備運(yùn)行中因電加熱器控制柜內(nèi)部散熱問題及工作環(huán)境溫度問題而引起設(shè)備停運(yùn)故障時(shí)有發(fā)生。因此改善電加熱器控制柜的通風(fēng)散熱，確保其工作環(huán)境溫度十分重要。在加熱器控制柜訂貨前，應(yīng)要求廠家在設(shè)計(jì)時(shí)采用大功率的柜體散熱風(fēng)扇，擴(kuò)大進(jìn)風(fēng)口面積，柜體尺寸應(yīng)設(shè)計(jì)合理，內(nèi)部預(yù)留足夠的剩余空間?？刂乒袼诘呐潆娛乙惭b至少兩臺(tái)空調(diào)器，確保配電室溫度保持在25℃以下。

3.3 加強(qiáng)電加熱器的巡檢，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備異常并處理

機(jī)組在運(yùn)行中發(fā)電部運(yùn)行人員、設(shè)備部點(diǎn)檢人員及檢修維護(hù)人員應(yīng)每天檢查電加熱器本體及控制柜的運(yùn)行情況，并做好相關(guān)記錄，與之前同類型數(shù)據(jù)對(duì)比分析，確保提前發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患并處理。重點(diǎn)檢查的項(xiàng)目應(yīng)包括：（1）檢查管路中閥門的開與關(guān)都應(yīng)處于正確位置，不能隨意更改閥門的狀態(tài)；（2）檢查、記錄并分析電加熱器出、入口風(fēng)壓，應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，發(fā)現(xiàn)風(fēng)壓值過低或過高應(yīng)及時(shí)調(diào)整系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)，否則將加速電熱管損壞；（3）檢查加熱器本體接地線是否完好，安裝是否連接牢固，避免發(fā)生人身觸電事故；（4）檢查SCR電力調(diào)整器底部散熱風(fēng)扇及柜體散熱風(fēng)扇是否運(yùn)轉(zhuǎn)良好，如有停轉(zhuǎn)的需立即更換新風(fēng)扇；（5）檢查控制柜所在配電室的空調(diào)是否運(yùn)轉(zhuǎn)正常，測(cè)量并記錄配電室溫度，如發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)立即處理；（6）測(cè)量SCR電力調(diào)整器可控硅運(yùn)行溫度，如測(cè)量值接近70℃時(shí)應(yīng)采取措施，提高通風(fēng)散熱使其溫度下降，必要時(shí)停止該組運(yùn)行進(jìn)行檢查；（7）記錄每組電加熱器的運(yùn)行電流最大值，并與之前數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，如運(yùn)行電流最大值下降較大時(shí)，可適當(dāng)調(diào)整溫控器參數(shù)，提高加熱器功率。

3.4 做好電加熱器的定期檢修與維護(hù)

在機(jī)組檢修或停備期間，電加熱器應(yīng)斷開總電源開關(guān)，隨之開展相關(guān)試驗(yàn)及解體檢查工作。機(jī)組停機(jī)后，應(yīng)當(dāng)立即檢測(cè)電加熱器，確保及早發(fā)現(xiàn)問題并有足夠的時(shí)間進(jìn)行處理。檢測(cè)項(xiàng)目包括：每組的三相直流電阻和每相的絕緣電阻并做好記錄。如發(fā)現(xiàn)絕緣電阻低于1MΩ，則應(yīng)將電纜頭拆開，單獨(dú)測(cè)量電纜和電熱管的絕緣電阻，分清是電纜問題還是電熱管問題。如發(fā)現(xiàn)三相直流電阻不平衡，也應(yīng)對(duì)電纜及電熱管分別測(cè)量，確定具體位置及數(shù)量。同時(shí)做好電加熱器抽芯檢查工作，清除加熱器內(nèi)部積灰，清掃電熱管進(jìn)行除垢，檢查電熱管的外觀及緊固情況，緊固控制柜內(nèi)各連接導(dǎo)線，檢查、校驗(yàn)溫度計(jì)及溫控器動(dòng)作是否正常。機(jī)組起機(jī)前，還應(yīng)再次對(duì)加熱器絕緣電阻進(jìn)行測(cè)量，如發(fā)現(xiàn)個(gè)別組絕緣電阻低，禁止送電投入運(yùn)行，防止發(fā)生電熱管或電纜損壞。應(yīng)提前通入介質(zhì)，對(duì)加熱器內(nèi)部進(jìn)行燥干，當(dāng)絕緣電阻合格后方可送電投入運(yùn)行。

3.5 加強(qiáng)培訓(xùn)，掌握電加熱器運(yùn)行操作標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)備工作原理

當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)小缺陷時(shí)往往因運(yùn)行人員、檢修維護(hù)人員對(duì)系統(tǒng)和設(shè)備原理不熟悉，造成消缺不及時(shí)，擴(kuò)大了影響范圍，因此應(yīng)加強(qiáng)對(duì)運(yùn)人員、檢修維護(hù)人員的培訓(xùn)，讓他們能夠掌握設(shè)備的工作原理，學(xué)會(huì)看懂設(shè)備電氣控制原理圖，準(zhǔn)確調(diào)節(jié)設(shè)備運(yùn)行參數(shù)，做到設(shè)備缺陷能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)及時(shí)處理。

4 結(jié)語

總之，脫硝系統(tǒng)的電加熱器對(duì)發(fā)電廠環(huán)保及機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義，加強(qiáng)設(shè)備管理，認(rèn)真統(tǒng)計(jì)分析各類故障原因，做好防范措施，把預(yù)防和檢修維護(hù)結(jié)合起來，建立完善相關(guān)管理制度，可提高機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行，能夠給企業(yè)帶來良好的經(jīng)濟(jì)效益。

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作者簡(jiǎn)介：李政（1977-），男，河北唐山人，供職于河北大唐國(guó)際唐山熱電有限責(zé)任公司，研究方向：電氣一次設(shè)備管理。

（責(zé)任編輯：蔣建華）