燃煤锅炉空气预热器跳闸原因分析及对策

郑怡慧

(山西侯马热电分公司，侯马 043008)

0 引 言

某电厂工程安装2×300 MW亚临界燃煤汽轮发电机组，机组于2014年10月、11月先后投入商业运营。锅炉为哈尔滨集团有限公司制造的，为一次中间再热、尾部双烟道、平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢构架，全悬吊结构，四角切圆布置燃煤汽包锅炉，锅炉配有两台50%容量的三分仓回转空气预热器(以下简称空预器)。

1 事件一

1.1 事件经过

2019年7月12日，某电厂#1机组负荷为194.2 MW，各参数显示正常，无异常报警。两台送风机、两台引风机和两台一次风机运行，AGC方式，ABC三台磨煤机运行，1D、1E磨煤机停备，给煤量127.64 t/h，锅炉指令83.01%。11∶16∶41，1B空预器停转1报警信号发出，11∶16∶44，1B空预器停转2报警信号发出。11时16分47秒，#1机组1B送风机、引风机、一次风机跳闸，#1机组RB动作，机组负荷由194 MW快速下降至164 MW，DCS画面首出“送风机RB动作”，首出原因均为“同侧空预器跳闸延时2S保护动作”，通过检查1B送风机跳闸首出画面，发现1B空预器跳闸首出灯亮，由此可以判断1B空预器跳闸信号发引起1B侧一次风机、1B送风机、1B引风机跳闸，机组RB动作导致机组快速甩负荷。运行人员检查DCS画面1B空预器状态为“运行”，检修人员对现场空预器进行检查，发现两台空预器电机正常运转，1B空预器停转报警传感器安装支架掉落。11时19分05秒，汇报省电网公司调度中心。11∶50故障处理正常，12∶02启动1B侧风机，2C磨煤机；机组恢复正常运行方式。

1.2 原因分析

空预器跳闸条件原设计为“空气预热器主变频器停止状态”与“空气预热器辅变频器停止状态”或“空气预热器转子停转报警”，停转报警传感器原为一个，在热工隐患排查中发现为单点保护，并且停转报警信号取自就地变频器PLC输出，于2017年11月14日至15日进行改造，改造前空预器转子停转检测系统工作原理图如图1-2所示。

图1

图2

改造后在就地增加一组停转传感器，并将转子停转报警信号全部引至DCS系统，将空气预热器跳闸条件改为“空气预热器主变频器停止状态”与“空气预热器辅变频器停止状态”或“空气预热器转子停转报警1”与“空气预热器转子停转报警2”，图2为改造后的安装图。

通过调取历史曲线并根据上述检查分析，11时16分41秒1B空预器停转1报警信号发出，11时16分44秒1B空预器停转2报警信号发出，延时2S，11时16分46秒1B空预器跳闸信号触发(实际空预器未停止)，11时16分47秒1B送风机RB、1B一次风机RB、1B引风机RB同时动作，图3为历史趋势图。

图3

因此确认空预器停转报警信号1、2探头支架掉落是造成机组RB发生的直接原因，从现场检查分析看：

(1)焊点因振动或氧化等原因振裂松动，导致支架掉落。

(2)焊接处有锈迹，焊接质量欠佳，现场长期振动导致焊接处脱落，从而导致支架掉落。

(3)支架设计过于粗糙且不合理，两个传感器安装在一个支架上，不符合二十五项反措9.4.3要求。

1.3 整改措施

(1)对1B空预器停转信号传感器支架进行分离，将原来的一个支架改为两个支架，两个传感器分别安装在不同的支架，如图1所示。

(2)因机组运行，对1A空预器、2A空预器、2B空预器停转信号传感器支架进行检查，对支架进行了加固。

1.4 暴露问题

(1)专业技术及管理人员设备治理及隐患排查不彻底，未能对隐患引起判断。

(2)专业技术及管理人员针对保护重视力度不够。

1.5 防范措施

(1)针对空预器停转信号传感器进行专项检查，对其他支架进行加固。

(2)利用机组停备，对主保护及辅助保护再进行摸排检查，从传感器到测量端子，从源头开始治理。对整套系统进行全面检查，消除其他可能存在的隐患。

2 事件二

2.1 事件经过

事发前#1机组负荷为197.5 MW，各参数显示正常，无异常报警。AGC方式，ABC台磨煤机运行，1D、1E磨煤机停备，11月17日17∶58分，#1炉1B空预器DCS画面显示：1B空预器主电机高速运行信号消失，主电机电流由13.77A降至0，1B空预器主、辅电机连锁启动指令发出，1B空预器主、辅电机停转，#1炉RB保护动作。继保人员、运行人员共同到变频器就地控制柜检查发现1B空预器变频器正常，无故障信号，无相应故障灯点亮，试启动发现1B空预器主、辅电机远方/就地均无法启动。18∶15，在就地按停止1B空预器主电机后，再次启动1B空预器辅电机，辅电机运行正常。18∶30，电气专业检查发现：1B空预器主电机绝缘正常，主电机转动正常(同轴辅电机在转)。20∶00，用1B空预器主变频器外接备用电机进行试转，远方/就地试转正常，确认主变频器控制回路正常。21∶35，1B空预器主、辅电机互联正常，恢复1B空预器主电机运行。

2.2 原因分析

1B空预器主、辅电机远方/就地均无法启动原因分析主电机:当时虽然主电机变在运行状态，但变频器没有接收到“正常速度选择信号(高速)”，变频器没有进行调速输出，电机就没有转速。辅电机：主电机变频器在运行，主电机联锁辅电机电气联锁回路断开，辅电机变频器启动回路没有接通。

1B空预器主电机停止后没有联启辅电机原因分析：1B空预器主电机停止后，DCS主、辅连锁条件满足，DCS发连锁启动辅电机指令，因 1B 空预器主电机变频器在运行，电气联锁启动辅变频器回路不能接通(主电机变频器运行继电器KA03动作，其常闭接点断开启动辅变频器回路)，1B空预器辅电机不能正常启动。

1B空预器主电机“高速运行”信号消失原因分析：就地控制柜正常速度选择(高运行)相关二次回路接触不良(速度选择开关或回路端子等)，变频器没有接收到“正常速度选择”信号，变频器没有输出，继电器KA07没有动作(如图4所示)。

图4 主变频器“高速运行”二次回路

综上所述，并经变频器厂家确认，初步分析1B空预器电机停运直接原因为：二次回路接触不良(速度选择开关或回路端子等)。

2.3 控制措施

(1)继电保护专业要深刻吸取本次事件教训，对空预器二次回路全面排查，做到应修必修，逢修必紧，修必修好。

(2)DCS逻辑优化方案：修改为：“空预器主电机停止信号三取二”发出后，瞬时发“跳闸空预器主电机”脉冲指令(保持5秒)，同时延时1秒发“联锁启动辅助电机”指令，启动辅助电机。

3 结束语

通过对两起典型空预器跳闸事件的分析与处理，总结了一些经验，希望能给同类型机组设备运行提供参考，防止发生空预器跳闸事件发生。