提高空預(yù)器電機(jī)運(yùn)行可靠性的實(shí)踐

鄭杰

摘要：空預(yù)器對(duì)于火力發(fā)電廠是十分重要的設(shè)備，為保障其可靠運(yùn)行，某廠利用檢修停機(jī)的機(jī)會(huì)，對(duì)300MW機(jī)組空預(yù)器的電氣回路進(jìn)行改造，基本上解決了空預(yù)器不明原因跳閘等問(wèn)題，目前改造后的電氣回路運(yùn)行正常，無(wú)缺陷發(fā)生。

Abstract： The air preheater is a very important equipment for thermal power plants. In order to ensure its reliable operation， a plant took the opportunity of maintenance and shutdown to transform the electrical circuit of the air preheater of a 300MW unit， which basically solved the unknown cause of the air preheater for problems such as tripping. The electrical circuit after the transformation is currently operating normally without defects.

關(guān)鍵詞：空預(yù)器;一次回路;二次回路;改造

Key words： air preheater;primary circuit;secondary circuit;transformation

中圖分類號(hào)：TM621? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006-4311（2020）23-0118-02

1? 概述

某廠300MW機(jī)組于2007年投產(chǎn)運(yùn)行，至今已十?dāng)?shù)余年。鍋爐采用的空氣預(yù)熱器型號(hào)為L(zhǎng)AP10320/883，即受熱面旋轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)式空預(yù)器，又稱容克式空預(yù)器。每臺(tái)鍋爐配置兩臺(tái)空預(yù)器，安裝于煙道尾部，轉(zhuǎn)子的受熱元件在煙氣側(cè)從煙氣中吸收熱量，通過(guò)空氣側(cè)時(shí)，再將熱量傳遞給空氣。由于轉(zhuǎn)子緩慢旋轉(zhuǎn)，傳熱元件交替地通過(guò)煙氣側(cè)和空氣側(cè)通道，當(dāng)傳熱元件與煙氣接觸時(shí)吸收熱量并積累起來(lái)，與空氣接觸時(shí)釋放儲(chǔ)存的熱量來(lái)加熱空氣，如此周而復(fù)始[1]。

空預(yù)器對(duì)于鍋爐經(jīng)濟(jì)運(yùn)行來(lái)說(shuō)，是非常重要的設(shè)備，它可以通過(guò)換熱，有效降低排煙溫度，提高鍋爐的效率;送進(jìn)爐膛的一二次風(fēng)被預(yù)熱，有利于燃料的著火和燃燒，減少燃料不完全燃燒的損失，可以有效提高燃燒效率。

若機(jī)組正常運(yùn)行中，空預(yù)器電機(jī)由于某種原因停轉(zhuǎn)，仍處于煙氣和空氣氣流中的轉(zhuǎn)子，將發(fā)生不對(duì)稱變形，再次啟動(dòng)時(shí)將會(huì)產(chǎn)生困難，甚至造成軸承和預(yù)熱器嚴(yán)重?fù)p壞。[1]因此，某廠300MW機(jī)組DCS邏輯中設(shè)置兩臺(tái)空預(yù)器的主、輔電機(jī)均停止后，經(jīng)15秒延時(shí)觸發(fā)MFT，滅火保護(hù)動(dòng)作。一旦在運(yùn)行中發(fā)生停轉(zhuǎn)，應(yīng)盡一切可能盡快恢復(fù)其轉(zhuǎn)動(dòng)，可以用手輪盤轉(zhuǎn)空預(yù)器，在采取上述措施的同時(shí)，應(yīng)盡快找出停轉(zhuǎn)的原因，以便盡快消除缺陷恢復(fù)正常運(yùn)行。若空預(yù)器電機(jī)由于其二次回路不可靠，比如：合閘回路接點(diǎn)接觸不良等原因，造成空預(yù)器電機(jī)跳閘，將對(duì)設(shè)備安全產(chǎn)生威脅，并影響機(jī)組的正常運(yùn)行，若主、輔電機(jī)切換不正常，將觸發(fā)滅火保護(hù)，造成嚴(yán)重的后果?？梢?jiàn)，保證空預(yù)器控制回路的可靠，是至關(guān)重要的。

2? 運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)的一些問(wèn)題

某廠300MW機(jī)組空預(yù)器在近年來(lái)運(yùn)行中，存在一些問(wèn)題，如下：

2.1 位置方面

空預(yù)器控制柜的原位置在鍋爐房6.3m平臺(tái)，處于空預(yù)器支撐軸承旁，位置如圖1，由于空預(yù)器為三分倉(cāng)結(jié)構(gòu)，壓差較大，漏風(fēng)率較大，而控制柜所處環(huán)境狹小，散熱和空氣流通較差，落灰嚴(yán)重，環(huán)境惡劣，由于空預(yù)器控制柜運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)，密封性下降，柜內(nèi)元器件積灰嚴(yán)重，不利于空預(yù)器的可靠控制;控制柜周圍環(huán)境溫度高，散熱條件有限，柜內(nèi)變頻器和元器件容易過(guò)熱，老化嚴(yán)重。

2.2 回路方面

空預(yù)器的控制回路存在不合理的設(shè)計(jì)，在運(yùn)行過(guò)程中多次出現(xiàn)不明原因跳閘情況，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)其回路中存在問(wèn)題如圖2所示。

①圖2中方框1，主、輔電機(jī)一次回路中接觸器的主觸點(diǎn)CA、CB位于電源開(kāi)關(guān)ZKA1、ZKB1下口，變頻器輸入側(cè)的上口，這樣設(shè)計(jì)的缺陷就是若電機(jī)事故跳閘停止后，變頻器也會(huì)立即失電，變頻器失電后，運(yùn)行和檢修人員無(wú)法查看內(nèi)部報(bào)警以及參數(shù)，影響故障判斷。

②圖2中方框2，控制柜的柜頂冷卻風(fēng)扇回路，是由主、輔電機(jī)接觸器的輔助常開(kāi)觸點(diǎn)CA、CB，串聯(lián)風(fēng)扇啟動(dòng)按鈕FK來(lái)啟動(dòng)風(fēng)扇的。由于運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)，以及環(huán)境惡劣，CA、CB觸點(diǎn)接觸不良，經(jīng)常會(huì)導(dǎo)致柜頂風(fēng)扇停轉(zhuǎn)，影響柜內(nèi)元器件散熱，加速設(shè)備老化，并且影響變頻器正常工作和使用壽命，甚至造成變頻器的損壞。

③圖2中方框3，主電機(jī)變頻器得電控制回路中，CA接觸器線圈串聯(lián)著兩個(gè)常閉接點(diǎn)，一個(gè)是CB的常閉接點(diǎn)，也就是輔電機(jī)的閉鎖接點(diǎn)，即主電機(jī)與輔電機(jī)相互閉鎖，不能同時(shí)啟動(dòng)，一個(gè)是熱偶RJA的常閉接點(diǎn)。這兩個(gè)常閉接點(diǎn)，只要有一個(gè)接觸不良的，就會(huì)導(dǎo)致主電機(jī)控制回路失電，CA線圈釋放，主電機(jī)跳閘，若此時(shí)沒(méi)有正常聯(lián)起輔電機(jī)，就可能造成鍋爐滅火嚴(yán)重后果;若成功切換至輔電機(jī)，由于主電機(jī)接觸器CA輔助常閉觸點(diǎn)串接在輔電機(jī)變頻器得電控制回路中，則無(wú)法更換主電機(jī)接觸器CA，強(qiáng)行更換會(huì)導(dǎo)致輔電機(jī)跳閘，可見(jiàn)，此回路設(shè)計(jì)不合理，并且非常不利于檢修人員維護(hù)操作。

2.3 電機(jī)方面

空預(yù)器電機(jī)的位置在鍋爐房6.3m平臺(tái)，處于空預(yù)器支撐軸承旁，由于空預(yù)器的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致其漏風(fēng)率較大，所以電機(jī)運(yùn)行環(huán)境處粉塵較大，粉塵主要對(duì)電機(jī)軸上兩頭的軸承有影響，軸承壞后引起定子與轉(zhuǎn)子相磨發(fā)熱，盡而燒壞線圈，最便捷的方法是對(duì)電機(jī)進(jìn)行定期加油，而由于其機(jī)械結(jié)構(gòu)的限制，即主輔電機(jī)轉(zhuǎn)子連接與同一齒輪處，導(dǎo)致其中一臺(tái)電機(jī)運(yùn)行時(shí)，另一臺(tái)電機(jī)無(wú)法停運(yùn)加油維護(hù)，只能隨即組檢修時(shí)檢查維護(hù)，大大減少了電機(jī)的壽命，以及降低了運(yùn)行可靠性。

綜上所述，為保證機(jī)組運(yùn)行可靠性，以及設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性，某廠利用機(jī)組檢修期間，針對(duì)以上問(wèn)題，對(duì)空預(yù)器的回路和電機(jī)進(jìn)行改造。

3? 改造具體內(nèi)容

3.1 位置方面

針對(duì)環(huán)境惡劣以及散熱情況差的改造：將空預(yù)器控制柜進(jìn)行移位，由鍋爐房6.3m平臺(tái)，空預(yù)器支撐軸承側(cè)，移至鍋爐房12m平臺(tái)，如圖1。12m平臺(tái)較為寬敞，通風(fēng)良好，積灰情況得到改善，只要定期巡檢、清掃，可以保證控制柜的良好運(yùn)行環(huán)境;除此之外，散熱情況也得到改善，有利于變頻器的可靠運(yùn)行。

3.2 回路方面

針對(duì)控制回路中的問(wèn)題，逐一改進(jìn)，如圖3所示。

①圖3中方框1，將主、輔電機(jī)一次回路中接觸器的主觸點(diǎn)CA、CB從電源開(kāi)關(guān)ZKA1、ZKB1下口，變頻器輸入側(cè)的上口，移動(dòng)至變頻器輸出側(cè)和電機(jī)之間，保證變頻器在電機(jī)事故跳閘停止后，依然帶電，可以保證故障報(bào)警信息不丟失，輔助運(yùn)行和檢修人員查看內(nèi)部故障記錄以及參數(shù)，及時(shí)準(zhǔn)確處理缺陷，縮短消缺時(shí)間。②圖3中方框2，控制柜的柜頂冷卻風(fēng)扇回路進(jìn)行精簡(jiǎn)，取消主、輔電機(jī)接觸器的輔助常開(kāi)觸點(diǎn)CA、CB，以及串聯(lián)風(fēng)扇啟動(dòng)按鈕FK;更換為空開(kāi)ZKF直接啟動(dòng)，有效防止因?yàn)镃A、CB觸點(diǎn)接觸不良，導(dǎo)致柜頂風(fēng)扇停轉(zhuǎn)，保證柜內(nèi)元器件散熱，保證變頻器可靠運(yùn)行，延長(zhǎng)其使用壽命。③圖3中方框3，主電機(jī)變頻器得電控制回路中，由原先CB的常閉接點(diǎn)串聯(lián)熱偶RJA的常閉接點(diǎn)，改為CB的常閉接點(diǎn)，并聯(lián)一個(gè)可滑動(dòng)的連片LP1。首先取消熱偶RJA的常閉接點(diǎn)，減少由于接點(diǎn)不可靠造成回路斷開(kāi)的風(fēng)險(xiǎn)，投入變頻器的過(guò)載保護(hù)，用來(lái)取代熱偶的功能，防止電機(jī)過(guò)流。增加一個(gè)可滑動(dòng)的連片LP1，正常運(yùn)行時(shí)在斷開(kāi)位置，當(dāng)輔電機(jī)接觸器CB故障需要更換時(shí)，為防止主電機(jī)CB常閉接點(diǎn)斷開(kāi)，可將LP1滑至接通位置，更換接觸器CB并測(cè)量其常閉接點(diǎn)可靠后，將LP1斷開(kāi)，恢復(fù)正常運(yùn)行。保證在不停電的狀態(tài)下，完成檢修工作，減少了機(jī)組非停的風(fēng)險(xiǎn)。

3.3 電機(jī)方面

將原來(lái)使用的普通電機(jī)更換為軸承室具有加油孔的電機(jī)，這樣可以在電機(jī)運(yùn)行中根據(jù)電機(jī)運(yùn)行工況定期補(bǔ)充或者更換潤(rùn)滑脂，從而提高了電機(jī)使用壽命以達(dá)到保證機(jī)組可靠運(yùn)行的效果。

4? 維護(hù)措施

改造后，針對(duì)運(yùn)行中的空預(yù)器控制柜制定了維護(hù)措施，如下：①定期巡檢，巡檢內(nèi)容包括：柜內(nèi)風(fēng)扇、變頻本體風(fēng)扇是否運(yùn)轉(zhuǎn)良好;元器件測(cè)溫，溫度是否偏高;LP1連片是否在正確位置;柜內(nèi)是否積灰嚴(yán)重;電機(jī)是否有異響、發(fā)熱;電機(jī)各部件溫升是否超標(biāo);電機(jī)的散熱、通風(fēng)是否良好;電機(jī)的積灰是否嚴(yán)重等等。巡檢結(jié)果記錄成表格，便于日后查看。②定期清掃，清掃范圍包括：兩臺(tái)空預(yù)器控制柜柜體外部，柜內(nèi)變頻器以及各元器件，電機(jī)處，清掃時(shí)要緩慢進(jìn)行，并使用絕緣工器具，防止灰塵造成的短路。

5? 結(jié)論

通過(guò)本次改造，空預(yù)器電氣回路的可靠性得到提高，解決了空預(yù)器不明原因跳閘的問(wèn)題，保證了主設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，并且提高了維護(hù)的效率，縮短消缺時(shí)間，為機(jī)組可靠運(yùn)行提供有利的保障。

致謝：在論文完成之際，特別感謝領(lǐng)導(dǎo)和同事對(duì)我的幫助，在選題和資料收集方面，感謝他們給我了寶貴的意見(jiàn)。由于我的學(xué)術(shù)水平有限，論文中難免有不足之處，懇請(qǐng)大家批評(píng)和指正。

參考文獻(xiàn)：

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[3]劉武.基于DCS的空預(yù)器吹灰順序控制系統(tǒng)改造[J].價(jià)值工程，2016，35（03）：100-103.