韓麗娜，李紹剛

(華電萊州發(fā)電有限公司，山東 萊州 261400)

1 機組及空氣預(yù)熱器概況

華電萊州發(fā)電有限公司一期工程為2臺1 000 MW燃煤機組，鍋爐為單爐膛、一次中間再熱、平衡通風(fēng)、運轉(zhuǎn)層以上露天布置、固態(tài)排渣、全鋼構(gòu)架、全懸吊結(jié)構(gòu)、Π型高效超超臨界參數(shù)變壓直流爐[1]。采用LAP17286/2250型三分倉轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)再生式空氣預(yù)熱器(以下簡稱空預(yù)器)，電動機功率22 kW，額定電流45 A。

空預(yù)器分為甲、乙兩側(cè)，每一側(cè)空預(yù)器分別由獨立的驅(qū)動裝置驅(qū)動。為提高空預(yù)器運行的可靠性，每一側(cè)空預(yù)器的驅(qū)動裝置都由主驅(qū)動和副驅(qū)動組成，主、副驅(qū)動均為變頻啟動方式。正常運行情況下由主驅(qū)動拖動空預(yù)器運行，在主驅(qū)動故障時副驅(qū)動將代替主驅(qū)動運行。主驅(qū)動、副驅(qū)動聯(lián)鎖保護，分別采用不同的供電電源。

主驅(qū)動和副驅(qū)動分別由控制柜內(nèi)的2臺同型號變頻器(inv1，inv2)啟動。完成啟動過程后，主、副驅(qū)動的電機將自動切換到工頻電源運行。副驅(qū)動在清洗模式下一直由變頻器VF2拖動，不切換到工頻電網(wǎng)。

為提高空預(yù)器運行的可靠性，驅(qū)動系統(tǒng)配置有氣動馬達。當主、副驅(qū)動同時故障或系統(tǒng)斷電時，氣源控制閥自動打開，由氣動馬達驅(qū)動空預(yù)器旋轉(zhuǎn)。氣動馬達與主副驅(qū)動聯(lián)鎖保護，禁止同時運行。

2 事件經(jīng)過[2-4]

2016-03-21 T 02：23，#2鍋爐A空預(yù)器主電機跳閘，輔助電機聯(lián)啟后運行4 min左右跳閘，分散控制系統(tǒng)(DCS)發(fā)出空預(yù)器異常跳閘信號，運行人員在空預(yù)器轉(zhuǎn)速允許條件下復(fù)歸異常信號，手動啟動#2鍋爐A空預(yù)器主電機，#2鍋爐A空預(yù)器變頻器啟動?？疹A(yù)器DCS運行狀態(tài)發(fā)出，DCS查看主電機電流幾乎為0，檢查接觸器KM1在吸合狀態(tài)，空預(yù)器主電機在轉(zhuǎn)動。06：40，運行人員拉開#2鍋爐A空預(yù)器主電機、輔電機電源斷路器及控制電源斷路器，空預(yù)器主電機停止。06：45左右，運行人員送上#2鍋爐A空預(yù)器主電機、輔電機電源斷路器及控制電源斷路器，可編程邏輯控制器(PLC)重新上電，啟動#2鍋爐A空預(yù)器輔助電機，后切換至#2鍋爐A空預(yù)器主電機，啟動狀態(tài)、變頻工頻切換、電流指示全部正常。07：05，經(jīng)處理后#2鍋爐A空預(yù)器輔助電機運行正常，電流20.1 A保持穩(wěn)定，主電機試轉(zhuǎn)正常投入備用。

2016-03-21 T 19：57，機組負荷970 MW，A，B，C，E，F(xiàn)磨煤機運行，煤水比在7.6～7.9之間，過熱度31 ℃，#2鍋爐A空預(yù)器輔助電機跳閘，主電機聯(lián)啟不成功，A空預(yù)器跳閘，快速減負荷(RB)發(fā)出。跳閘后就地檢查，A空預(yù)器輔電機變頻柜變頻器顯示代碼1(正常)，A空預(yù)器主電機變頻器顯示代碼F04(制動斬波器)。21：40，電氣分場將#2鍋爐A空預(yù)器主電機變頻器和PLC隔離，主電機只進行工頻運行，輔助電機控制回路保持不變，仍然變頻啟動然后自動切至工頻運行。經(jīng)試運、切換等狀態(tài)正常后，主電機工頻運行、輔助電機保持備用的方式投運。機組主要參數(shù)曲線如圖1所示。

3 原因分析

(1)#2鍋爐A空預(yù)器主電機正常運行時跳閘，熱繼電器未動作，變頻器無報警和動作記錄，排除機務(wù)過載和變頻器故障原因。

(2)#2鍋爐A空預(yù)器副電機運行4 min左右跳閘，熱繼電器未動作，變頻器無報警和動作記錄，排除機務(wù)過載和變頻器故障原因。

圖1 機組主要參數(shù)曲線

(3)再次啟動#2鍋爐A空預(yù)器主電機，#2鍋爐A空預(yù)器DCS運行狀態(tài)發(fā)出，DCS查看主電機電流幾乎為0，檢查接觸器KM1在吸合狀態(tài)，空預(yù)器主電機在轉(zhuǎn)動，變頻器不升頻率，判斷PLC調(diào)節(jié)變頻器異常，軟啟動失敗，不能切換到工頻運行。

(4)對變頻器和PLC重新上電，再次啟動#2鍋爐A空預(yù)器主、副電機，主、副電機運行正常，聯(lián)鎖切換正常，判斷之前故障為PLC調(diào)節(jié)變頻器異常。

(5)綜上所述，判斷#2鍋爐A空預(yù)器主電機運行中跳閘原因為PLC調(diào)節(jié)變頻器異常。

4 處理措施[5]

#2 鍋爐出現(xiàn) A 空預(yù)器主、輔電機異常跳閘，機組發(fā)生 RB，參數(shù)波動較大。為防止發(fā)生人員誤操作，保證機組安全運行，空預(yù)器監(jiān)視調(diào)整采取以下措施。

(1)#2 鍋爐A空預(yù)器主電機控制回路優(yōu)化改造：拆除PLC控制回路，改為DCS指令信號經(jīng)硬接線直接控制電機啟停；增加一部分DCS測點信號，如主電機工頻運行、主電機變頻運行等，優(yōu)化后控制回路如圖2所示。

#2鍋爐A空預(yù)器2臺電機現(xiàn)在的運行方式為主電機運行(控制回路改造后的工頻電機)，副電機備用(帶變頻器軟啟動功能)。如果正常操作，先啟動副電機，軟啟動轉(zhuǎn)工頻后再切換到主電機運行，避免對空預(yù)器軸承造成沖擊。

(2)若輔電機不能正常啟動，必須工頻啟動時，必須聯(lián)系維護人員手動盤車，確認空預(yù)器無動靜摩擦方可使用工頻方式啟動。

(3)空預(yù)器正常運行時，運行人員應(yīng)連續(xù)監(jiān)視空預(yù)器電流，其電機電流穩(wěn)定在正常范圍內(nèi)(30 A)。若電流異常擺動，應(yīng)立即手動提升空預(yù)器扇形板，投入空預(yù)器吹灰、降負荷等措施，防止空預(yù)器跳閘。

(4)空預(yù)器運行中跳閘時，檢查跳閘前電機無超電流現(xiàn)象，可立即強合一次，成功則繼續(xù)運行，強合不成功或啟動后電流超限，不得再次強合。及時查明故障原因，并聯(lián)系維護人員連續(xù)手動盤車，防止空預(yù)器停轉(zhuǎn)造成轉(zhuǎn)子變形。

(5)在#2機組升負荷時，應(yīng)嚴密監(jiān)視#2A空預(yù)器運轉(zhuǎn)情況，注意電流變化幅度，發(fā)現(xiàn)電流波動增大時，應(yīng)匯報值長，申請減慢升負荷速度或停止升負荷。

(6)巡檢應(yīng)每2 h就地全面巡檢空預(yù)器，發(fā)現(xiàn)軸承、驅(qū)動裝置、轉(zhuǎn)子等有異音等異?，F(xiàn)象時，及時匯報單元長聯(lián)系維護人員查找原因。監(jiān)盤人員應(yīng)密切監(jiān)視空預(yù)器電流運行情況，發(fā)現(xiàn)異常及時采取相應(yīng)措施。

(7)單臺空預(yù)器運行期間，應(yīng)加強另一臺空預(yù)器監(jiān)視調(diào)整。

#2鍋爐A空預(yù)器副電機停運、主電機未聯(lián)啟，RB發(fā)出，RB程序自動執(zhí)行，跳C，E磨煤機，A，F(xiàn)油槍自動投入，再熱器煙氣擋板自動全開，RB執(zhí)行完畢后，停運A側(cè)送、引風(fēng)機，檢查A空預(yù)器入口煙氣擋板、出口熱風(fēng)擋板、聯(lián)絡(luò)擋板關(guān)閉正常，解除一次風(fēng)機自動，調(diào)整爐膛氧量至正常值，檢查跳閘磨煤機相關(guān)擋板關(guān)閉正常，投入跳閘磨煤機消防蒸汽沖惰，檢查油、給水、凝結(jié)水、高低壓加熱器(以下簡稱高低加)、除氧器等系統(tǒng)運行正常、參數(shù)自動調(diào)節(jié)正常，檢查煤水比正常，主再熱蒸汽參數(shù)正常，逐步退出油槍。

圖2 #2鍋爐A空預(yù)器主電機優(yōu)化后的控制回路

由于高負荷下機組RB，過熱度偏高，給水大幅減少，RB后機組只剩下3臺磨煤機，燃燒偏斜嚴重，雖進行了燃盡風(fēng)、一級減溫水、再熱器煙氣擋板、煤水比的調(diào)節(jié)，但屏式過熱器(以下簡稱屏過)兩側(cè)壁溫偏差最大仍達到110 ℃，且在發(fā)現(xiàn)B側(cè)屏過壁溫、汽溫參數(shù)開始上升后，立即投入一級減溫水逐漸開至最大，過熱度由31 ℃快速上升至37 ℃，此過程中值班員進行了快速減煤增加給水、全開屏過B側(cè)一級減溫水、B側(cè)省煤器煙氣擋板開度由70%關(guān)小至35%，A側(cè)省煤器擋板開度關(guān)小至70%，仍然無法控制屏過壁溫快速上升，經(jīng)過一段時間反應(yīng)后，壁溫、過熱度逐漸降至正常范圍，主要參數(shù)曲線如圖3所示。

針對#2A 空預(yù)器RB過程中出現(xiàn)屏過超溫、汽溫大幅波動及其他參數(shù)異常的現(xiàn)象，通過梳理具體操作調(diào)整如下。

(1)一旦發(fā)生空預(yù)器RB，監(jiān)盤人員應(yīng)明確分工，各司其職，及早調(diào)整異常參數(shù)，同時單元長應(yīng)到盤前指導(dǎo)、指揮并安排現(xiàn)場運行人員操作，聯(lián)系維護人員就地手盤空預(yù)器，聯(lián)系相關(guān)維護人員處理相關(guān)缺陷。

(2)監(jiān)視磨煤機人員，首要原則是隔離故障設(shè)備，防止事故擴大，投運備用設(shè)備。發(fā)生空預(yù)器RB時應(yīng)完成以下工作：

1)檢查 RB 動作執(zhí)行正常，油槍投入，監(jiān)視調(diào)整鍋爐膛負壓、燃燒穩(wěn)定。

2)空預(yù)器停轉(zhuǎn)后，若非卡澀跳閘但主、副電機再次啟動失敗后或因空預(yù)器過流卡澀跳閘后，應(yīng)立即隔離跳閘空預(yù)器，避免跳閘空預(yù)器長時間停轉(zhuǎn)狀態(tài)下通冷風(fēng)、過高溫?zé)煔舛斐煽疹A(yù)器嚴重變形。

3)立即檢查關(guān)閉跳閘空預(yù)器的入口煙氣擋板、出口熱二次風(fēng)擋板，手動關(guān)閉熱一次風(fēng)擋板，并安排巡檢就地檢查關(guān)閉到位，否則聯(lián)系維護處理，并盡快停運跳閘側(cè)送引風(fēng)機、關(guān)閉聯(lián)絡(luò)擋板。

4)立即解除送風(fēng)機氧量自動，手動調(diào)整氧量在正常范圍內(nèi)。

圖3 屛過溫度、過熱器一級減溫水流量等曲線

5)立即停止跳閘側(cè)噴氨，調(diào)整另一側(cè)噴氨量，防止NOx排放超標，同時應(yīng)在保證小時均值不超標的情況下，盡量提高NOx排放值，降低氨逃逸量。

6)快速提升跳閘空預(yù)器扇形板至最高位。

7)為防止單空預(yù)器運行期間送、引風(fēng)機低出力發(fā)生風(fēng)機搶風(fēng)失速，待燃燒穩(wěn)定后，應(yīng)盡快解列送、引風(fēng)機；若1 h內(nèi)不能啟動第4臺磨煤機，應(yīng)停運1臺一次風(fēng)機；2臺一次風(fēng)機、3臺磨煤機運行期間保持較低的一次風(fēng)壓，可增加1臺備用磨煤機通風(fēng)，防止2臺一次風(fēng)機出現(xiàn)搶風(fēng)、失速。

8)啟動第4臺磨煤機。在磨煤機運行方式允許的情況下，啟動非跳閘備用的磨煤機，減少低負荷啟動磨煤機的擾動。

9)跳閘磨煤機在負荷較低時，可延時吹粉管，投入疏水充分的消防蒸汽，沖5 min。

10)因現(xiàn)在屏過吹灰恢復(fù)，低負荷單側(cè)風(fēng)機運行偏燒明顯，故粉管吹掃優(yōu)先吹對應(yīng)跳閘側(cè)的粉管(如 1，2或3，4)，把磨煤機內(nèi)存粉抽凈后，切到另一側(cè)進行單管吹掃，吹掃加風(fēng)應(yīng)緩慢，注意壁溫變化趨勢。吹掃前保持屏過壁溫余量在70 ℃左右，發(fā)現(xiàn)壁溫異常升高，應(yīng)盡快收起磨煤機吹掃風(fēng)；發(fā)現(xiàn)低負荷吹掃影響燃燒或壁溫擾動過大時，可待負荷恢復(fù)至650 MW 左右時進行吹掃。

11)發(fā)現(xiàn)鍋爐偏燒嚴重時，可通過燃盡風(fēng)進行偏差調(diào)整，屏過壁溫單屏或少數(shù)局部屏壁溫異常高時，可通過停運磨煤機對應(yīng)的粉管通風(fēng)來減少壁溫偏高現(xiàn)象。本條措施在送、引風(fēng)機恢復(fù)雙側(cè)運行后，及時恢復(fù)偏差調(diào)整、停止停運磨煤機粉管通風(fēng)。

12)燃燒穩(wěn)定后逐步撤出油槍，撤油時通知汽溫調(diào)整人員。

(3)調(diào)整汽溫的監(jiān)盤人員，首要原則是保證水煤比不失調(diào)，防止超溫或汽溫過低。空預(yù)器RB時應(yīng)完成以下工作：

1)RB時切勿大幅調(diào)整煤水比。參數(shù)極端異常需要過調(diào)調(diào)整時，水煤失調(diào)時間應(yīng)控制在1 min以內(nèi)，任何情況下不要超過3 min，應(yīng)及時回調(diào)部分煤水比，一旦汽溫、壁溫有所體現(xiàn)，將難以控制。

2)煤水比可參照DCS畫面底部水煤比系數(shù)進行調(diào)整，調(diào)整幅度盡量不要長時間超過RB前的±0.4。

3)50%RB時，控制主再熱蒸汽溫度在580～585 ℃之間，再熱器擋板盡快開大，過熱器一、二級減溫水調(diào)門開度30%左右，微調(diào)水煤比，單獨調(diào)燃料大約5 min后可見效果，盡量避免水、燃料同時調(diào)節(jié)，若給水偏置有余量，應(yīng)盡量調(diào)給水，穩(wěn)定燃料量。

4)參數(shù)未出現(xiàn)大幅異常，盡量維持協(xié)調(diào)方式下調(diào)整，但機組協(xié)調(diào)異常時(如煤水、主汽壓力大幅波動、偏離)，應(yīng)及時解除協(xié)調(diào)，穩(wěn)定燃料，單獨調(diào)給水。

5)50%RB時，過熱度可能出現(xiàn)過低現(xiàn)象，此時應(yīng)監(jiān)視汽水分離器內(nèi)壁溫和頂棚出口溫度，保障各級過熱器有足夠的溫升，避免過熱器進水而造成事故。

6)RB后，發(fā)現(xiàn)汽溫優(yōu)化調(diào)整異常時，應(yīng)解除優(yōu)化模式，必要時手動干預(yù)調(diào)整，因汽溫優(yōu)化只調(diào)整正常工況下的汽溫。

7)RB后，受熱面壁溫余量應(yīng)充足，放大壁溫監(jiān)視區(qū)間，及早投入運行側(cè)空預(yù)器對應(yīng)的低過出口減溫水，避免出現(xiàn)較大的屏過入口汽溫波動而造成屏過超溫，切勿以正常監(jiān)視余量進行調(diào)整。如平時控制屏過壁溫，在余量50 ℃時進行干預(yù)調(diào)整，異常工況時就應(yīng)將監(jiān)視區(qū)間擴大到70 ℃以上，在余量達到70 ℃時就應(yīng)進行干預(yù)調(diào)整。

(4)空預(yù)器恢復(fù)后應(yīng)充分暖透空預(yù)器(以空預(yù)器運行電流是否穩(wěn)定為參考)，切勿過早快速帶負荷，帶負荷速率應(yīng)以實際運行參數(shù)為準，參數(shù)異常應(yīng)及時匯報值長降低負荷變化率或緩帶負荷。

(5)調(diào)整空預(yù)器恢復(fù)通煙氣后，及時投入噴氨運行，嚴防NOx排放小時均值超標。

5 建議

(1)完善邏輯，當一次風(fēng)壓超過某一速率變化快速上升時，側(cè)壁風(fēng)調(diào)節(jié)擋板全開或按照一定比例開大，防止RB時一次風(fēng)壓過高、短時過量煤粉進入爐膛引起壁溫超限，此次空預(yù)器停轉(zhuǎn)RB時，一次風(fēng)壓快速上升而側(cè)壁風(fēng)調(diào)門自動沒有動作。

(2)完善邏輯，機組RB時，為減小兩側(cè)壁溫偏差，維持底層4臺磨煤機運行，剩余運行磨煤機強化正塔式燃燒，以一定速率調(diào)節(jié)，增加下層磨煤機出力，盡量減小上層磨煤機出力，盡量降低壁溫超限的條件。

(3)高負荷RB時，剩余3臺磨煤機運行的情況下，為防止壁溫偏差大、壁溫快速上升超限，除自動執(zhí)行RB外，監(jiān)盤人員應(yīng)適當通過綜合調(diào)節(jié)給水、燃煤、省煤器煙氣擋板、燃盡風(fēng)、減溫水調(diào)門、側(cè)壁風(fēng)、強化正塔式燃燒等調(diào)整手段，以汽溫、壁溫變化率、負荷與過熱度的匹配、負荷與燃料給水的匹配、煤水比等作為監(jiān)視，盡一切可能降低參數(shù)超限的風(fēng)險。

6 結(jié)論

設(shè)備改進后，空預(yù)器主電機沒有發(fā)生跳閘現(xiàn)象，大幅度提高了變頻器的可靠性，保證了機組的安全、穩(wěn)定運行。

[1]華電萊州發(fā)電有限公司集控運行規(guī)程：QB/HD-104.1.1601—2015[S].

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