王 偉

(淮浙煤電鳳臺(tái)發(fā)電分公司，安徽 淮南 232131)

0 設(shè)備概況

某大型火電廠1期2×630 MW超臨界機(jī)組鍋爐配套空預(yù)器為L(zhǎng)AP13494/2200型三分倉(cāng)容克式空氣預(yù)熱器?？疹A(yù)器采用下軸中心驅(qū)動(dòng)方式，電驅(qū)動(dòng)裝置配主、輔驅(qū)動(dòng)電機(jī)，主、輔驅(qū)動(dòng)電機(jī)啟動(dòng)時(shí)為變頻調(diào)速啟動(dòng)，配有變頻控制裝置。機(jī)組正常運(yùn)行期間，由主驅(qū)動(dòng)電機(jī)拖動(dòng)空預(yù)器運(yùn)行；當(dāng)主驅(qū)動(dòng)電機(jī)故障時(shí)，輔驅(qū)動(dòng)電機(jī)將代替主驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)行。同時(shí)，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)還配置有氣動(dòng)馬達(dá)，氣動(dòng)馬達(dá)與主、輔驅(qū)動(dòng)連鎖保護(hù)。當(dāng)主、輔驅(qū)動(dòng)電機(jī)同時(shí)故障或系統(tǒng)斷電時(shí)，氣源控制閥自動(dòng)打開(kāi)，由氣動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)空預(yù)器旋轉(zhuǎn)。主、輔驅(qū)動(dòng)電機(jī)與減速箱之間采用尼龍柱銷聯(lián)軸器連接，氣動(dòng)馬達(dá)采用超越離合器與減速箱連接。

1 事故經(jīng)過(guò)

2013-07-26，某電廠2號(hào)機(jī)組AGC模式運(yùn)行、CCS控制，機(jī)組負(fù)荷581 MW，總煤量255 t/h，給水1 871 t/h，2A，2B，2C，2D，2F磨煤機(jī)運(yùn)行，2E磨煤機(jī)備用，2A，2B汽泵組運(yùn)行，電泵備用。

當(dāng)日23:00，運(yùn)行操作員發(fā)現(xiàn)2B空預(yù)器出口煙氣溫度高達(dá)180 ℃，主驅(qū)動(dòng)電流正常。操作員及時(shí)匯報(bào)值長(zhǎng)、單元長(zhǎng)，并投入空預(yù)器吹灰。空預(yù)器出口煙氣溫度持續(xù)升高，匯報(bào)網(wǎng)調(diào)后，運(yùn)行人員退出機(jī)組AGC模式，在CCS方式下以15 MW/min的速率降負(fù)荷。

23:06，運(yùn)行人員手動(dòng)解除2B一次風(fēng)機(jī)動(dòng)葉自動(dòng)，逐漸關(guān)小動(dòng)葉開(kāi)度。巡檢人員就地檢查，確認(rèn)2B空預(yù)器并未發(fā)生二次燃燒。

23:08，2B空預(yù)器出口煙溫上升至300 ℃，運(yùn)行人員手動(dòng)依次停運(yùn)2C，2A制粉系統(tǒng)，投入油槍和等離子點(diǎn)火系統(tǒng)助燃。

23:09，巡檢人員就地檢查，發(fā)現(xiàn)2B空預(yù)器轉(zhuǎn)子停轉(zhuǎn)，主驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)行正常，電機(jī)聯(lián)軸器處有異常聲音。輔驅(qū)動(dòng)電機(jī)無(wú)遠(yuǎn)方啟動(dòng)允許條件，運(yùn)行人員遠(yuǎn)方啟動(dòng)氣動(dòng)馬達(dá)，氣動(dòng)馬達(dá)啟動(dòng)失敗。

23:10，巡檢人員就地啟動(dòng)2B空預(yù)器輔驅(qū)動(dòng)電機(jī)，主驅(qū)動(dòng)電機(jī)聯(lián)跳，輔驅(qū)動(dòng)電機(jī)啟動(dòng)失??；手動(dòng)啟動(dòng)2B空預(yù)器氣動(dòng)馬達(dá)，氣動(dòng)馬達(dá)啟動(dòng)失敗。檢修人員對(duì)2B空預(yù)器轉(zhuǎn)子手動(dòng)盤車，此時(shí)轉(zhuǎn)子因局部受熱變形嚴(yán)重卡死，無(wú)法盤車。

23:12，2B送、引風(fēng)機(jī)及一次風(fēng)機(jī)經(jīng)延時(shí)跳閘，機(jī)組RB動(dòng)作正常。運(yùn)行人員手動(dòng)關(guān)閉2B空預(yù)器所有進(jìn)出口擋板及送風(fēng)機(jī)聯(lián)絡(luò)擋板，斷開(kāi)2B空預(yù)器主、輔驅(qū)動(dòng)電機(jī)電源及氣動(dòng)馬達(dá)氣源，對(duì)2B空預(yù)器進(jìn)行隔離檢查。

2 原因分析

2B空預(yù)器停運(yùn)并做好隔離措施后，檢修人員對(duì)2B空預(yù)器的主/輔驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)聯(lián)軸器、減速箱、氣動(dòng)馬達(dá)及其管道系統(tǒng)等進(jìn)行了全面檢查和分析。

2.1 空預(yù)器轉(zhuǎn)子停轉(zhuǎn)原因分析

造成轉(zhuǎn)子停轉(zhuǎn)的直接原因是主驅(qū)動(dòng)電機(jī)聯(lián)軸器的6根尼龍柱銷全部折斷。從尼龍柱銷磨損情況及折斷的截面特性分析，6根尼龍柱銷在運(yùn)行過(guò)程中受到較大的剪切力，使尼龍柱銷中間部位首先開(kāi)裂，隨著尼龍柱銷運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)，開(kāi)裂部位逐漸擴(kuò)展到橫截面的2/3，最終發(fā)生突發(fā)性折斷。

通過(guò)相關(guān)安裝數(shù)據(jù)測(cè)量，主驅(qū)動(dòng)電機(jī)聯(lián)軸器對(duì)輪間隙測(cè)量數(shù)據(jù) 6—7 mm(標(biāo)準(zhǔn)值 3 mm)。過(guò)大的對(duì)輪間隙導(dǎo)致運(yùn)行期間作用在尼龍柱銷上的剪切力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于標(biāo)準(zhǔn)間隙下的剪切力，致使聯(lián)軸器柱銷過(guò)早失效，導(dǎo)致空預(yù)器停轉(zhuǎn)事故發(fā)生。

2.2 空預(yù)器轉(zhuǎn)子停轉(zhuǎn)后DCS未發(fā)生報(bào)警原因分析

該廠空預(yù)器原設(shè)計(jì)帶有熱端扇形板調(diào)整裝置系統(tǒng)如圖1所示，在該系統(tǒng)中還設(shè)有轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速監(jiān)測(cè)裝置和空預(yù)器轉(zhuǎn)子停轉(zhuǎn)報(bào)警系統(tǒng)。機(jī)組正常運(yùn)行中，若轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速檢測(cè)裝置檢測(cè)到空預(yù)器轉(zhuǎn)速為0，則熱端扇形板調(diào)整裝置系統(tǒng)中的空預(yù)器轉(zhuǎn)子停轉(zhuǎn)報(bào)警系統(tǒng)會(huì)向DCS畫面發(fā)送轉(zhuǎn)子停轉(zhuǎn)報(bào)警信號(hào)。在2011年對(duì)2號(hào)機(jī)組空預(yù)器改造后，熱端扇形板調(diào)整裝置系統(tǒng)功能予以取消，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速監(jiān)測(cè)裝置及扇形板自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)功能停用，并將空預(yù)器主、輔驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電流信號(hào)作為轉(zhuǎn)子事故停轉(zhuǎn)報(bào)警的信號(hào)源。

在此次事件中，2B空預(yù)器轉(zhuǎn)子發(fā)生停轉(zhuǎn)，但由于主驅(qū)動(dòng)電機(jī)依然正常運(yùn)行，電流值基本無(wú)變化，系統(tǒng)誤認(rèn)為空預(yù)器運(yùn)轉(zhuǎn)正常，從而導(dǎo)致DCS畫面并未出現(xiàn)轉(zhuǎn)子停轉(zhuǎn)報(bào)警，加之運(yùn)行人員未及時(shí)發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子停轉(zhuǎn)故障，無(wú)法及時(shí)應(yīng)急處置，在一定程度上導(dǎo)致了此次事故的發(fā)生。

2.3 輔驅(qū)動(dòng)電機(jī)切換失敗原因分析

該電廠發(fā)生2B空預(yù)器轉(zhuǎn)子停轉(zhuǎn)，運(yùn)行人員遠(yuǎn)方啟動(dòng)輔驅(qū)動(dòng)電機(jī)失敗，隨后就地啟動(dòng)輔驅(qū)動(dòng)電機(jī)。根據(jù)邏輯，啟動(dòng)輔驅(qū)動(dòng)電機(jī)，主驅(qū)動(dòng)電機(jī)聯(lián)跳正常。但輔驅(qū)動(dòng)電機(jī)啟動(dòng)失敗，從而導(dǎo)致2B送、引風(fēng)機(jī)及一次風(fēng)機(jī)經(jīng)延時(shí)跳閘，機(jī)組RB動(dòng)作。對(duì)輔驅(qū)動(dòng)電機(jī)聯(lián)啟失敗原因檢查時(shí)，發(fā)現(xiàn)空預(yù)器變頻控制柜工作環(huán)境溫度高達(dá)46 ℃，已超過(guò)控制器(PLC)、變頻器的穩(wěn)定工作極限溫度，導(dǎo)致切換過(guò)程中變頻器出現(xiàn)故障，輔驅(qū)動(dòng)電機(jī)未能正常啟動(dòng)，從而機(jī)組RB動(dòng)作。

2.4 氣動(dòng)馬達(dá)啟動(dòng)失敗原因分析

對(duì)氣動(dòng)馬達(dá)及其管道系統(tǒng)進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)儀用氣母管壓力、氣動(dòng)馬達(dá)及聯(lián)軸器、氣動(dòng)馬達(dá)控制指令均正常。造成氣動(dòng)馬達(dá)啟動(dòng)失敗的根本原因在于氣動(dòng)馬達(dá)氣源控制電磁閥故障。氣動(dòng)馬達(dá)長(zhǎng)期未投運(yùn)，氣源控制電磁閥無(wú)法正常開(kāi)啟，從而因氣動(dòng)馬達(dá)缺少動(dòng)力源而導(dǎo)致啟動(dòng)失敗。

圖1 2B空預(yù)器熱端扇形板調(diào)節(jié)裝置系統(tǒng)示意

3 事故暴露出的問(wèn)題

3.1 運(yùn)行操作及巡檢人員經(jīng)驗(yàn)不足

運(yùn)行人員發(fā)現(xiàn)2B空預(yù)器出口煙氣溫度異常升高，而未對(duì)空預(yù)器出口熱一次風(fēng)溫度、二次風(fēng)溫度的變化進(jìn)行分析，導(dǎo)致空預(yù)器停轉(zhuǎn)未被及時(shí)發(fā)現(xiàn)；巡檢人員就地檢查2B空預(yù)器，能夠判斷空預(yù)器未發(fā)生二次燃燒，但卻不能發(fā)現(xiàn)空預(yù)器停轉(zhuǎn)的事實(shí)。這都反映出運(yùn)行人員和巡檢人員在分析問(wèn)題和檢查問(wèn)題方面的經(jīng)驗(yàn)不足。如果能在2B空預(yù)器轉(zhuǎn)子停轉(zhuǎn)后第一時(shí)間正確判斷，并按正常操作程序?qū)⒅黩?qū)動(dòng)電機(jī)切換至輔驅(qū)動(dòng)電機(jī)或啟動(dòng)氣動(dòng)馬達(dá)，此時(shí)因空預(yù)器轉(zhuǎn)子變形量較小，很大程度上能夠正常啟動(dòng)2B空預(yù)器，從而避免RB事故的發(fā)生。

3.2 改造后轉(zhuǎn)子停轉(zhuǎn)報(bào)警信號(hào)源選取不當(dāng)

該電廠空預(yù)器改造后，取消了熱端扇形板調(diào)整裝置系統(tǒng)功能，停用原設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速監(jiān)測(cè)裝置及停轉(zhuǎn)報(bào)警系統(tǒng)，而將空預(yù)器主、輔驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電流信號(hào)作為轉(zhuǎn)子事故停轉(zhuǎn)報(bào)警的信號(hào)源，這種報(bào)警信號(hào)源的可靠性較差。

這種設(shè)置方式在一定程度上能夠起到監(jiān)視空預(yù)器轉(zhuǎn)子是否正常運(yùn)轉(zhuǎn)的作用，但并不科學(xué)，可靠性低。一旦發(fā)生聯(lián)軸器柱銷折斷、齒輪箱與空預(yù)器轉(zhuǎn)子聯(lián)軸器脫開(kāi)等情況，就會(huì)有主/輔驅(qū)動(dòng)電機(jī)保持正常運(yùn)行、空預(yù)器轉(zhuǎn)子實(shí)際停轉(zhuǎn)事故的可能。因此，從可靠性角度出發(fā)，空預(yù)器原設(shè)計(jì)的空預(yù)器轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速檢測(cè)裝置最為合理，可靠性更高。

3.3 控制系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、可靠性較低

該電廠空預(yù)器主、輔驅(qū)動(dòng)電機(jī)均采用變頻啟動(dòng)方式，其變頻器對(duì)運(yùn)行環(huán)境的要求較高，而現(xiàn)場(chǎng)的惡劣環(huán)境加大了變頻器的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。一旦變頻器運(yùn)行不良，將直接導(dǎo)致主/輔驅(qū)動(dòng)電機(jī)切換失敗，造成空預(yù)器停轉(zhuǎn)的惡性事故。

同時(shí)，主/輔驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)及氣動(dòng)馬達(dá)控制系統(tǒng)長(zhǎng)期未進(jìn)行聯(lián)鎖試驗(yàn)，也會(huì)導(dǎo)致控制系統(tǒng)不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和消除安全隱患。

4 防范措施

4.1 加強(qiáng)技術(shù)培訓(xùn)及事故應(yīng)急演練

學(xué)習(xí)培訓(xùn)期間，運(yùn)行人員除加強(qiáng)對(duì)運(yùn)行規(guī)程的學(xué)習(xí)外，還要對(duì)主要設(shè)備的結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)知識(shí)進(jìn)行學(xué)習(xí)。運(yùn)行人員不僅需要明白機(jī)組系統(tǒng)設(shè)備的正常運(yùn)行操作，而且能夠從設(shè)備結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)配置上了解設(shè)備運(yùn)行的原理、控制系統(tǒng)設(shè)置等方面的知識(shí)，為設(shè)備異常分析提供更廣闊的思路。除此之外，運(yùn)行人員還須將理論學(xué)習(xí)與實(shí)際運(yùn)行操作相結(jié)合，定期進(jìn)行事故應(yīng)急演練。充分利用仿真機(jī)的便利條件，不斷提高運(yùn)行人員事故應(yīng)急的分析能力和處理能力，為機(jī)組實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中的事故處理贏得先機(jī)，最大程度地降低事故所造成的損失。

4.2 加裝空預(yù)器轉(zhuǎn)子停轉(zhuǎn)報(bào)警系統(tǒng)

機(jī)組停機(jī)期間，重新在空預(yù)器主軸上加裝停轉(zhuǎn)報(bào)警裝置，并將轉(zhuǎn)子停轉(zhuǎn)報(bào)警系統(tǒng)接入集控室大屏報(bào)警，便于運(yùn)行人員對(duì)空預(yù)器轉(zhuǎn)子運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。

4.3 改善空預(yù)器控制系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境

機(jī)組檢修期間，將空預(yù)器控制柜移至空曠、散熱性能較好的17 m平臺(tái)上，并在控制柜上加裝散熱風(fēng)扇等裝置，改善變頻器的運(yùn)行環(huán)境。

4.4 加強(qiáng)控制系統(tǒng)聯(lián)鎖試驗(yàn)

利用機(jī)組停機(jī)機(jī)會(huì)，對(duì)所有空預(yù)器的主/輔驅(qū)動(dòng)電機(jī)、氣動(dòng)馬達(dá)進(jìn)行聯(lián)鎖試驗(yàn)，消除系統(tǒng)隱患，確?？刂葡到y(tǒng)運(yùn)行正常。

1 劉云杰，趙松林．600 MW超臨界機(jī)組RB動(dòng)作異常分 析[J]．電力安全技術(shù)，2012，14(8):51-53.

2 高天云．2011年度上海地區(qū)發(fā)電機(jī)組減負(fù)荷運(yùn)行情況分 析[J]．電力安全技術(shù)，2012，14(6):24-26.