陳方前

(淮滬煤電有限公司田集發(fā)電廠，安徽 淮南 232098)

某電廠一期工程2 臺(tái)600 MW 超臨界燃煤機(jī)組于2007年7月、10月相繼投產(chǎn)。鍋爐為上海鍋爐廠有限公司引進(jìn)美國ALSTOM 技術(shù)生產(chǎn)的Π 型超臨界螺旋管圈直流爐，型號(hào)為SG-1913/25.42-M967。每臺(tái)鍋爐配置2 臺(tái)上海鍋爐(集團(tuán))股份有限公司生產(chǎn)的型號(hào)為2-32VI(T)-2185SMRC 的三分倉容克式空氣預(yù)熱器。該預(yù)熱器根據(jù)美國ABB-CE 公司技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)和計(jì)算，轉(zhuǎn)子直徑為13.492 m，蓄熱元件高度為2.185 m。本預(yù)熱器采用模數(shù)倉格結(jié)構(gòu)，每個(gè)倉格為15°，徑向、軸向密封采用雙密封結(jié)構(gòu)，并配有性能可靠的帶電子式敏感元件的具有自動(dòng)熱補(bǔ)償功能的密封間隙自動(dòng)跟蹤調(diào)節(jié)裝置，采用東方海事工程技術(shù)有限公司設(shè)計(jì)生產(chǎn)的LCS Ⅱ型空預(yù)器漏風(fēng)控制系統(tǒng)(leakage control system，以下簡(jiǎn)稱LCS)。該系統(tǒng)在傳統(tǒng)LCS 的基礎(chǔ)上結(jié)合溫度數(shù)據(jù)采集技術(shù)，采用可編程控制器(PLC)和觸摸屏(HMI)一體化控制，使扇形密封板與熱變形的轉(zhuǎn)子形狀緊密貼合，定時(shí)向下跟蹤轉(zhuǎn)子的熱態(tài)變形，在各種工況下控制漏風(fēng)面積在最小限度。

1 事故經(jīng)過

2010-01-08 T08：34，2號(hào)爐負(fù)荷574 MW，DCS發(fā)空預(yù)器漏風(fēng)控制故障報(bào)警；08:46，空預(yù)器B 主馬達(dá)跳閘，輔馬達(dá)聯(lián)啟后跳閘；08:47，機(jī)組RB動(dòng)作，B 組送、引風(fēng)機(jī)和一次風(fēng)機(jī)跳閘，負(fù)荷快甩至316 MW。

08:45，就地檢查空預(yù)器漏風(fēng)控制裝置，發(fā)現(xiàn)B-1 扇形板位置狀態(tài)在下行位置38 mm(最大量程40 mm)，最大變形故障報(bào)警，手動(dòng)強(qiáng)制提升無效；檢查就地控制箱內(nèi)下行接觸器在吸合狀態(tài)未釋放，運(yùn)行人員手動(dòng)斷開B-1 扇形板動(dòng)力電源空氣開關(guān)。查閱LCS 報(bào)警記錄：08:34，B-1 傳感器異常報(bào)警，轉(zhuǎn)入溫控模式；08:45，B-1 電機(jī)過載報(bào)警；08:46，B-1 傳感器再次異常報(bào)警。查閱DCS空預(yù)器B 電流變化趨勢(shì)：08:38 前，空預(yù)器B 電流在31 A 左右穩(wěn)定運(yùn)行；08:38，電流有明顯上升跡象；08:40，空預(yù)器電流每隔約39 s 發(fā)生1 次尖脈沖上升現(xiàn)象。08:45，電流達(dá)到量程上限81 A，持續(xù)時(shí)間30 s，過流保護(hù)動(dòng)作跳閘。

2 事故原因分析

LCS 在空預(yù)器上部扇型板上固定1 個(gè)變形間隙測(cè)量探頭，由該探頭連續(xù)測(cè)量扇型板與空預(yù)器轉(zhuǎn)子外沿法蘭之間的漏風(fēng)間隙。如果漏風(fēng)間隙因熱變形發(fā)生變化，測(cè)量探頭可將這個(gè)變化反饋至控制計(jì)算機(jī)，由計(jì)算機(jī)控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)電機(jī)的動(dòng)作來調(diào)節(jié)扇型板的位置，使漏風(fēng)間隙始終維持在不使扇型板與轉(zhuǎn)子發(fā)生激烈摩擦的最小間隙值。正常運(yùn)行工況下，LCS 設(shè)定跟蹤間隔時(shí)間為6 h。在扇形板下彎的過程中，當(dāng)初級(jí)限位開關(guān)動(dòng)作后，電機(jī)停轉(zhuǎn)2 s，上行3 mm 后保持該狀態(tài)6 h 不變；若初級(jí)限位開關(guān)未動(dòng)作，扇形板繼續(xù)下彎則會(huì)動(dòng)作次級(jí)限位開關(guān)，將扇形板轉(zhuǎn)入溫控模式，根據(jù)空預(yù)器入口煙溫變化自動(dòng)調(diào)整扇形板位置；當(dāng)扇形板初級(jí)限位開關(guān)與次級(jí)限位開關(guān)都未動(dòng)作，則觸發(fā)最大變形開關(guān)后將扇形板強(qiáng)制提升。

從現(xiàn)場(chǎng)檢查可以推斷，空預(yù)器B 跳閘是由于B-1 扇形板在到達(dá)設(shè)定時(shí)間間隔后，下壓過程中扇形板下行接觸器粘合，無法脫開，使得三重保護(hù)開關(guān)均未動(dòng)作，連續(xù)下壓造成空預(yù)器產(chǎn)生動(dòng)靜部分摩擦，過流保護(hù)動(dòng)作跳閘。圖1 為加載機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意。

圖1 加載機(jī)構(gòu)示意

3 事故處理

08:35，LCS 故障報(bào)警后聯(lián)系熱控人員檢查處理該接觸器。08:53，依次啟動(dòng)輔助電機(jī)與主電機(jī)，就地檢查無異常，電流約31 A。09:05，依次啟動(dòng)送、引風(fēng)機(jī)以及一次風(fēng)機(jī)，恢復(fù)負(fù)荷至550 MW, 將B-1 扇形板置手動(dòng)位，其他正常投入自動(dòng)跟蹤模式。

4 存在的問題

(1)設(shè)備日常維護(hù)與檢查不到位。

(2)運(yùn)行人員發(fā)現(xiàn)、處理故障不及時(shí)。

(3)空預(yù)器LCS 控制回路存在設(shè)計(jì)隱患。

(4)空預(yù)器LCS 保護(hù)定值與控制邏輯不完善。

5 事故防范措施

(1)利用機(jī)組檢修與調(diào)停時(shí)間，對(duì)各扇形板的分控箱及控制回路進(jìn)行整理改造。

(2)將動(dòng)力回路接觸器更換為具備防塵功能的新型接觸器。

(3)將原設(shè)計(jì)的單下行接觸器改造為雙下行接觸器，線圈并聯(lián)，回路串聯(lián)，保證有一路接觸器正常動(dòng)作即可以斷開回路，以避免單接觸器卡死后電機(jī)無法正常停運(yùn)的事故再次發(fā)生。

(4)在電機(jī)兩端輸出軸加裝機(jī)械力矩保護(hù)器，保證電機(jī)過力矩時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械脫扣，必須采用反轉(zhuǎn)方可自動(dòng)復(fù)位。

(5)增加上限機(jī)械式限位開關(guān)，保證扇形板完全回復(fù)后不至堵轉(zhuǎn)、損壞螺旋千斤頂。

(6)增加空預(yù)器電流過載保護(hù)，保證扇形板限位開關(guān)故障后也能斷開電機(jī)電源接觸器。電流選為正常工作電流的1.2 倍，為36 A。

(7)校驗(yàn)動(dòng)力回路熱電偶設(shè)置是否正確，經(jīng)過計(jì)算統(tǒng)一選擇為2 A。

(8)由檢修人員定期對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)限位開關(guān)與控制回路進(jìn)行檢查維護(hù)。

6 整改后跟蹤驗(yàn)證

自2010年3月對(duì)1，2 號(hào)機(jī)組調(diào)停整改后，LCS 系統(tǒng)工作基本正常，未發(fā)現(xiàn)類似故障。但在2010-11-23T01:40，運(yùn)行人員監(jiān)盤發(fā)現(xiàn),2 號(hào)爐B空預(yù)器LCS 故障報(bào)警，就地控制面板“B1 扇形板過力矩報(bào)警”?，F(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)B1 扇形板螺旋千斤頂外罩殼已被頂壞，B-1 扇形板上行接觸器仍處于吸合狀態(tài)，緊急拉掉B-1 空預(yù)器扇形板總電源空氣開關(guān)。

對(duì)此次故障原因分析后，確認(rèn)仍然為接觸器問題，但增加的機(jī)械力矩保護(hù)器力矩偏大未動(dòng)作也是原因之一。因此，繼續(xù)對(duì)LCS 系統(tǒng)中的隱患進(jìn)行排查整改：

(1)將原設(shè)計(jì)的上、下行接觸器全部改造為雙上、雙下行接觸器，避免單個(gè)接觸器卡死后電機(jī)無法停運(yùn)。

(2)校核機(jī)械力矩保護(hù)動(dòng)作值。經(jīng)試驗(yàn)決定由120 N·m 降低到100 N·m，確保在所有外部保護(hù)失去作用時(shí)，機(jī)械力矩保護(hù)能夠正常動(dòng)作將電機(jī)同螺旋千斤頂脫開。