一次風(fēng)機(jī)變頻器故障分析

徐劍暉 王明生 田雨森

摘 要：某電廠一次風(fēng)機(jī)運(yùn)行信號正常，風(fēng)機(jī)卻失去出力，處理故障中機(jī)組因?yàn)榻o水泵全停而跳閘，電氣、鍋爐、汽機(jī)、熱工專業(yè)從各自角度分析此次停機(jī)過程，分析認(rèn)為一次風(fēng)機(jī)變頻運(yùn)行方式下風(fēng)機(jī)運(yùn)行信號的邏輯存在漏洞，給水泵啟動允許邏輯存在漏洞，給水泵聯(lián)啟邏輯需進(jìn)一步優(yōu)化等。

關(guān)鍵詞：一次風(fēng)機(jī);變頻器;故障分析;建議

0 前言

風(fēng)機(jī)是火電廠運(yùn)行的主要設(shè)備，耗電量占廠用電的30%左右[1]，通過擋板或者靜葉調(diào)節(jié)改變風(fēng)機(jī)出力，使大量的電能消耗在節(jié)流損失中，近些年大量的變頻器應(yīng)用于火電廠風(fēng)機(jī)上[2]，節(jié)能效果明顯。但是也出現(xiàn)了很多由于變頻器故障而引起的機(jī)組異常事件[3，4]，變頻器的故障類型很多[5，6]，變頻器故障后的處理方案也較多[7]，文章介紹的是新發(fā)現(xiàn)的一類故障，可以供同行借鑒。

1 系統(tǒng)及事件簡介

某電廠1號機(jī)組容量為360MW，每臺鍋爐配有兩臺一次風(fēng)機(jī)均為離心式，經(jīng)變頻改造，采用了南京某公司生產(chǎn)的ASD6000S型產(chǎn)品，機(jī)組配置一臺1285.5t/h汽泵，兩臺511t/h電泵。事件前，機(jī)組負(fù)荷280MW，主汽壓力18.49MPa，主汽溫度543.16℃，再熱汽溫534.89℃，4臺磨運(yùn)行，汽動給水泵運(yùn)行（2號電泵聯(lián)動備用），甲、乙一次風(fēng)機(jī)變頻方式運(yùn)行。停機(jī)前30min，乙側(cè)一次風(fēng)機(jī)變頻器故障停運(yùn)，停機(jī)前26min，運(yùn)行人員發(fā)現(xiàn)一次風(fēng)機(jī)工作不正常，采取措施恢復(fù)參數(shù)，但主汽壓力、溫度仍持續(xù)下降，汽泵出力下降，給水流量快速下降，就地操作汽泵再循環(huán)閥前后隔離門;汽泵“最小流量”保護(hù)動作，汽泵跳閘，2號電泵聯(lián)啟失敗，鍋爐主保護(hù)“三臺給水泵停運(yùn)”保護(hù)動作，鍋爐MFT動作，機(jī)組跳閘。

2 電氣專業(yè)檢查情況

查看變頻器故障記錄：停機(jī)前30min控制器發(fā)“高壓掉電”保護(hù)信號，5s后控制器“高壓掉電”保護(hù)信號消失。6kV高壓側(cè)開關(guān)合位信號消失即發(fā)出“高壓掉電”。變頻器6kV高壓側(cè)開關(guān)運(yùn)行狀態(tài)，停機(jī)前22min，運(yùn)行人員遠(yuǎn)控?cái)嚅_6kV電源開關(guān)，之前一直為合位。檢查變頻器控制器“高壓掉電”回路。6kV高壓開關(guān)柜內(nèi)接線采用兩個輔助接點(diǎn)并聯(lián)，變頻器柜內(nèi)接線接入XY1端子排，接線正確、牢固。檢查電纜絕緣，符合要求。檢查6kV高壓側(cè)開關(guān)綜保裝置，停機(jī)前30min顯示電機(jī)由運(yùn)行態(tài)轉(zhuǎn)為停機(jī)態(tài)，綜保邏輯為當(dāng)運(yùn)行電流大于0.015IN時，判斷為運(yùn)行態(tài)。此時間于變頻器跳閘時間吻合。綜合以上分析，變頻器跳閘在前，6kV開關(guān)斷開在后。6kV開關(guān)送至變頻器的開關(guān)合位排除誤動的可能。

3 鍋爐專業(yè)檢查情況

停機(jī)前30min，乙側(cè)一次風(fēng)機(jī)變頻器故障停運(yùn)，一次風(fēng)機(jī)停運(yùn)4min后，監(jiān)盤人員才發(fā)現(xiàn)一次風(fēng)機(jī)工作不正常進(jìn)行相關(guān)緊急操作（一次風(fēng)母管壓力降低，由10.5kPa最低降至4.8kPa）：停運(yùn)4號磨煤機(jī)，減小1號、2號、3號磨煤量至11t/h，緊急投運(yùn)一、二層油槍穩(wěn)燃。

4 汽機(jī)專業(yè)檢查情況

一次風(fēng)機(jī)故障后，機(jī)組參數(shù)恢復(fù)過程中，汽泵“最小流量”保護(hù)動作，汽泵跳閘，2號電泵聯(lián)啟失敗。檢查DCS歷史趨勢，發(fā)現(xiàn)一次風(fēng)機(jī)變頻跳閘后，機(jī)組主汽壓力、溫度參數(shù)持續(xù)下降，小汽輪機(jī)主汽門后壓力最低0.1MPa，溫度最低90.48℃，汽泵轉(zhuǎn)速下降至2400r/min以下，給水流量減小，汽泵“最小流量”保護(hù)（≤300t/h）動作跳閘。

1號和2號電泵啟動條件中“給水壓力母管壓力大于等于15MPa”條件不滿足（為避免電泵帶載啟動和對給水系統(tǒng)沖擊），因?yàn)楫?dāng)時母管壓力為10.2MPa，2號電泵未成功聯(lián)動，最終造成三臺給水泵停運(yùn)。

5 熱工專業(yè)檢查情況

汽泵“最小流量”保護(hù)邏輯為：給水流量小于300t/h且再循環(huán)閥全關(guān)，汽泵跳閘。鍋爐主保護(hù)中“三臺給水泵全?！北Ｗo(hù)動作邏輯，兩臺電泵及汽泵均跳閘，延時15s鍋爐MFT動作。本次事件中乙側(cè)一次風(fēng)機(jī)運(yùn)行信號未消失（乙側(cè)一次風(fēng)機(jī)變頻器6kV電源開關(guān)仍在合閘狀態(tài)，乙側(cè)一次風(fēng)機(jī)仍顯示運(yùn)行），因此一次風(fēng)機(jī)RB未觸發(fā)。

6 原因分析

（1）鍋爐MFT的原因?yàn)椋浩米钚×髁勘Ｗo(hù)跳閘，并且2號電泵未成功聯(lián)動，最終造成三臺給水泵全停，鍋爐主保護(hù)“三臺給水泵停運(yùn)”保護(hù)動作。（2）一次風(fēng)機(jī)變頻器跳閘的原因：乙一次風(fēng)機(jī)變頻控制器工作性能不穩(wěn)定[4]，運(yùn)行當(dāng)中突發(fā)故障，在高壓開關(guān)仍在合閘狀態(tài)的情況下，誤發(fā)“高壓掉電”保護(hù)信號，導(dǎo)致乙側(cè)一次變頻器停運(yùn)。（3）汽泵最小流量保護(hù)跳閘原因：汽泵給水再循環(huán)門因內(nèi)漏處于隔離狀態(tài)，無法進(jìn)行緊急操作。（4）2號電泵聯(lián)啟失敗原因：因電泵啟動條件中“給水壓力母管壓力大于等于15MPa”一條未滿足。（5）1號電泵沒有自動啟動原因：1號電泵沒有投備（只能選擇一臺泵備用）。

7 采取措施

（1）一次風(fēng)機(jī)變頻器采用工頻運(yùn)行方式。（2）對高壓變頻器進(jìn)行升級改造工作，對變頻器運(yùn)行環(huán)境同時進(jìn)行治理。（3）對一次風(fēng)機(jī)運(yùn)行信號進(jìn)行優(yōu)化，增加一次風(fēng)壓低報(bào)警。（4）優(yōu)化電泵啟動允許條件。（5）對兩臺電泵備用邏輯進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)分級備用功能，提高給水系統(tǒng)可靠性。

參考文獻(xiàn)：

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