火力发电厂空气预热器就地控制柜电气控制回路优化改造研究

任少鑫

（神华国能哈密电厂，新疆 哈密 839000）

空气预热器是火力发电厂锅炉的重要辅机设备，其安全稳定运行直接关系到机组的安全可靠运行水平。而空气预热器就地控制柜内部电气控制回路是决定空气预热器安全运行的重要组成部分，电气控制回路的安全、可靠是非常的关键。近年来，火力发电厂因空气预热器发生故障导致机组跳闸事件屡见不鲜，大多原因为小故障造成了机组跳停的大事故，给机组安全稳定运行带来不利影响。本文介绍了神华国能花园电厂空气预热器故障原因及问题分析、优化改造方案及建议。可为同类型控制回路的空气预热器故障处理时提供思考借鉴。

1 空气预热器就地控制柜概况

神华国能哈密电厂每台机组设置两台空气预热器，每台空气预热器分别设置一个就地控制柜，柜内为两路电源进线直接接至塑壳断路器进线端（主电源取自正常供电MCC 段，备用电源取自保安MCC 段），后经变频器接至主辅电机。油泵电机电源分两路取自主电源与备用电源。

2 故障现象

哈密电厂投产以来空气预热器运行中多次主电机故障，备用电机联启正常，检查发现故障问题为共性问题（故障原因为就地控制柜内KT33 时间继电器损坏）针对此问题对此进行分析研究，并进行对比处理。

通电延时KT33=5M 断电延时KT31=4s

油泵启动延时5min 后可启动主电机。

从图1 可以看出，当油泵就地或远程操作启动时，KM33 接触器带电吸合，油泵得电后启动，同时时间继电器KT31、时间继电器KT33 均得电。（时间继电器KT33 为通电延时5min）当KT33 通电5min 后，图2 中的KT33 的开点变为闭点，主电机启动回路变为通路，进而可以启动主电机运行。当KT33 时间继电器故障损坏时，主电机回路形成断路，主电机将跳闸，在火力发电厂中如若主电机跳闸后切换辅电机（备用电机）失败，将导致空气预热器主、辅电机均跳闸。

图1 油泵启停电气原理图

图2 主电机控制回路电气原理图

3 故障原因及处理办法分析

3.1 空气预热器就地控制柜温度问题

空气预热器就地控制柜所在区域环境温度较高柜内自有通风装置无法满足散热需求，柜内长期集聚热量无法散去，容易造成柜内设备老化，发热严重。这是说明环境温度对柜内元件（如KT33 时间继电器）时有影响的，相应的处理方法如下：适当将两空气预热器就地控制柜移位，增大通风量，另一种方法是在其就地控制柜上加设一组滤网组件，以此增加柜内的空气流通量，降低柜内温度，大幅度地改变因温度过高导致柜内元件老化受损。

3.2 空气预热器就地控制柜环境问题

空气预热器就地控制柜所在区域环境周围粉尘较大，且柜内电气元器件（如KT33 时间继电器）内部为电路板，长时间的内部积灰容易导致电路板内部短路。针对此问题处理方法是抓住机组停备机会，对空气预热器就地控制柜内进行清扫检查：对电气元器件逐一测量阻值，发现阻值过大的元件进行更换：检查电气元件触电有无氧化；对控制柜散热系统加装滤网，并定期对滤网进行清理。

3.3 元件性能差使用寿命短

电气元件（如KT33 时间继电器）内部为电路板组合而成，性能较差使用寿命短对其也是有较大影响。对此应根据设备检修台账记录，核定设备元件性能及使用寿命，根据记录情况确认是否定期对元件进行更换或性能更好的元件。

综上所述，造成故障（就地控制柜内KT33 时间继电器损坏）的原因主要有：（1）空气预热器就地控制柜温度较高；（2）空气预热器就地控制柜环境粉尘较大；（3）元件性能差使用寿命短。但上述原因只能降低故障的发生率，并不能彻底解决故障问题，故需对电气控制回路进行优化改造。

4 故障处理及电气控制回路优化改造

（1）对故障的元件进行处理并进行更换，根据哈密电厂的实际数据显示，故障发生率降低了但依旧会发生此类故障，故进行优化改造。改造后将在DCS 设置延时逻辑，代替KT33 时间继电器的延时功能。

（2）对照图1 介绍可知，图中KT33 时间继电器功能为延时5min 后主电机具备启动条件，为彻底杜绝因KT33 时间继电器损坏导致主电机跳闸，故进行优化改造，将图1 中的时间继电器KT33 拆除。

（3）拆除图1 中的时间继电器KT33 后需将图2 中主电机控制回路中1 与3 接点直接连接，形成通路如图3 所示。

图3 优化改造后主电机控制回路电气原理图

（4）时间继电器KT33 拆除后，控制回路进行调整，为满足油泵启动5min 后方可启动主电机的条件，故需将在DCS 中设置逻辑实现延时功能，进而替代时间继电器KT33的功能。

5 优化改造后的效果

哈密电厂首先对该厂单台机组空气预热器的就地控制柜内的时间继电器KT33 拆除，DCS 实行其功能，对其控制回路进行了改造优化，改造后未出现过主电机跳闸故障，彻底解决了此类故障发生，且改造所需时间短，降低投资费用，改造后运行稳定，并根据检修机会对四台机组已逐台改造优化，故障再未发生，改造效果明显。

6 结语

空气预热器的稳定运行对火力发电机组是一个挑战，空预器发生故障严重时将会导致机组停机，给单位造成较大的经济损失。且电气回路故障对的空气预热器稳定运行是致命的。本文通过从空气预热器故障原因及问题分析、优化改造等多方面进行故障阐述。在原空气预热器的空气预热器控制回路的基础上，取消了时间继电器KT33，其功能由DCS 逻辑实现。此次空气预热器电气控制回路的案例分析和优化改造，对以后同类型火力发电厂空气预热器就地控制柜电气控制回路发生同类故障处理时可以起到一定指导性作用，此优化改造后运行稳定、效果明显，对发生同类故障问题的单位具有借鉴意义。