燃煤机组MFT 动作故障分析研究

梁 晶，赵 强，贺 军，郑 健，马龙信

（1.华电电力科学研究院有限公司，浙江 杭州 310030；2.天津华电北宸分布式能源有限公司，天津 300000）

全炉膛灭火是燃煤机组锅炉炉膛最重要的主保护，也是动作比较多的保护。触发全炉膛灭火的原因很多，辅机设备故障触发RB 动作，最终导致触发锅炉MFT 动作是一类较为常见的原因[1]。本文以一次风机RB 动作，一次风机RB联锁跳闸磨煤机和“炉膛压力低低”触发MFT 保护动作为研究对象进行分析，提出主要问题，并对如何预防处理给出建议，避免今后发生同类问题。

1 案例介绍

某厂机组正常运行中A 侧一次风机变频器跳闸并报重故障，随后一次风机RB 联锁跳闸磨煤机。RB 过程中，一次风机变频器指令自动迅速增大到89.0%，一次风机电流增大，一次风机出口母管压力与一次风机出口压力降低。引风机动叶随着炉膛压力下降进行PID 自动调节而关小，炉膛压力低低开关量状态由“0”变化为“1”。送风机动叶手动操作一直未改变动叶开度。

触发锅炉MFT 动作，联锁跳闸汽轮机和解列发电机。MFT 跳闸首出信号为“炉膛压力低低”，机组联锁保护动作正确。

2 检查情况

2.1 SOE 记录情况

现场检查SOE 动作情况为，08：34：01，记录A 侧一次风机跳闸；08：34：04，记录E 磨煤机跳闸；08：34：11，记录D 磨煤机跳闸；08：34：13，记录炉膛压力低低触发MFT 动作；08：34：13，发出ETS 停机指令联锁跳闸汽轮机，机组安全停运。顺序事件记录清晰、正确。

2.2 保护动作及逻辑情况

炉膛压力低低保护逻辑。查看锅炉主保护MFT 中“炉膛压力低低”控制逻辑为：三个炉膛压力低低压力开关，进行三取二运算，延时2 s。该保护逻辑符合DL/T 1091—2018《火力发电厂锅炉炉膛安全监控系统技术规程》中第4.2.2.2节“炉膛压力MFT 保护可采用过程压力直接驱动的压力开关，也可采用时间常数满足要求的炉膛压力变送器，压力保护动作信号按照三取二逻辑产生”要求，逻辑组态正确。

炉膛压力低低定值与校验记录。查看机组保护定值清单，三个炉膛压力低低开关定值为-1 780 Pa，记录显示对炉膛压力低低开关进行了校验，校验结果为“合格”。

炉膛压力低低保护动作。查看DCS 历史曲线，08：34：11，炉膛压力模拟量显示为-1 705 Pa，三个炉膛压力低低开关量状态均由“0”变化为“1”，延时2 s；08：34：13，触发锅炉MFT，保护动作正确。

2.3 一次风机RB 控制情况

一次风机RB 动作条件。查看DCS 控制逻辑，触发一次风机RB 的条件为：机组RB 功能投入，机组实发负荷高于195.0 MW，发生一台一次风机跳闸。本次事件中，A 侧一次风机跳闸时机组实发负荷为267.3 MW，08：34：02，触发一次风机RB 自动快速降负荷，RB 动作信号正确触发。

一次风机RB 联锁跳闸磨煤机。查看DCS 历史曲线，本次事件中，08：34：02，一次风机RB 发生；08：34：04，发送E 磨煤机联锁跳闸指令；08：34：05，E 磨煤机停运；08：34：11，发送D 磨煤机联锁跳闸指令；08：34：12 时D 磨煤机停运。结合历史站数据采集分辨率为1 s，由于磨煤机跳闸回路硬件系统反应时间等因素，一次风机RB 联锁跳闸磨煤机时间间隔与DCS 控制逻辑一致，联锁逻辑动作正确。

一次风机变频器调节情况。查看DCS 控制逻辑，机组发生一次风机RB 后，另一台一次风机变频器指令自动快速增大到89.0%，该控制策略有助于维持一次风母管压力的稳定运行，组态逻辑正确。

2.4 炉膛火焰强度查阅

查阅历史曲线，发生一次风机RB 前后，锅炉A 层火焰强度、B 层火焰强度和C 层火焰强度均大于99.2%，炉膛火焰监测状态良好。

2.5 炉膛压力控制情况

炉膛负压由两台引风机调节动叶调节，控制逻辑中无一次风机RB 超驰控制，全程根据炉膛压力设定值与炉膛压力测量值的偏差进行PI 自动调节，两台送风机调节挡板指令作为前馈控制。

本次事件中，08：34：00，A 引风机动叶开度为65.7%，B 引风机动叶开度为63.4%；08：34：01，A 侧一次风机变频器跳闸；08：34：02，触发一次风机RB；08：34：12，两台引风机动叶开度分别为55.4%和57.6%；08：34：13，触发锅炉MFT 动作。从A 侧一次风机跳闸，触发一次风机RB 动作11 s 之后，因炉膛压力低低引起锅炉MFT，机组停运。由于炉膛压力全程由PID 调节器自动调节，近10 s 时间内，引风机动叶开度仅仅下降了近10%开度，不能够满足一次风机RB 工况下的炉膛压力骤降调节需求。

2.6 现场设备检查情况

一次风机跳闸逻辑检查。查看一次风机保护逻辑，一共有变频器重故障、轴承温度高等七项跳闸条件。其中“变频器重故障”保护测点为单个DI 信号引入DCS，不满足《防止电力生产事故的二十五项重点要求》中第9.4.3 节关于“所有重要的主、辅机保护都应采用‘三取二’的逻辑判断方式，保护信号应遵循从取样点到输入模件全程相对独立的原则，确因系统原因测点数量不够，应有防保护误动措施”的相关规定要求，单点保护拒动和误动的风险均较高。

在DCS 中组态查看A 侧一次风机变频器跳闸指令、变频器运行状态和变频器重故障信号历史曲线，发现一次风机变频器跳闸是由变频器就地设备停运引起，而DCS 未发出一次风机变频器跳闸指令。

就地检查一次风机变频器。就地检查A 侧一次风机变频器，重故障报警记录显示为：1017C1 系统过热，温度为52.5 ℃。经就地变频器检查，变频器柜内温度25.8 ℃，属于变频器正常运行温度范围。外观检查C1 功率单元无明显器件损坏，风机运行正常，滤网通风情况良好。

一次风机变频器功率单元主控板返厂检测。更换A 侧一次风机变频器C1、B2、B3 和C5 功率单元主控板，原来运行使用的功率单元主控板进行返回厂家检测。经过厂家检测发现：C1 温度达到49.7 ℃时主控板报出“过热故障”，B2、B3、C5 温度在85～95 ℃时主控板报出“过热故障”。A 侧一次风机变频器C1 功率单元主控板出现硬件故障，变频器实际温度未达到告警值85 ℃，但触发A 侧一次风机变频器重故障就地跳闸。

3 原因分析

A 一次风机变频器C1 功率单元主控板出现硬件故障引起A 一次风机跳闸，触发一次风机RB 动作。由于一次风机RB 联锁跳闸磨煤机延时过大、一次风机RB 工况下引风机动叶无超驰快速关小控制逻辑，RB 发生11 s 后，炉膛压力低低，触发锅炉MFT 动作、机组停运[2]。

机组停机原因。A 一次风机变频器硬件故障跳闸后，触发一次风机RB，炉膛负压根据偏差进行PID 自动调节，炉膛压力下降过快，引起三个炉膛压力低低开关量动作，延时2 s 触发“炉膛压力低低”锅炉MFT 保护动作，联锁跳闸汽轮机和解列发电机。

A 侧一次风机变频器板卡故障分析[3]。A 侧一次风机变频器C1 功率单元主控板出现硬件故障，温度达到49.7 ℃时主控板报出“过热故障”，而变频器设计温度告警值为高于85 ℃。

一次风机RB 控制策略分析[4]。原设计引风机动叶根据炉膛压力偏差进行PID 自动调整，没有一次风机RB 时进行超驰提前减小引风机动叶开度的控制策略，原设计无法满足一次风机RB 工况下炉膛负压下降过快的特性需求。

机组发生RB 后，联锁跳闸第一台磨煤机E 延时2 s 不合理，特别是在发生一次风机RB 时。

4 小结

通过对本次事件进行整体系统性的分析，暴露出变频器重大隐患分析不到位、措施执行跟踪不到位、自动逻辑设计不合理、一次风机RB 联锁跳闸磨煤机的时间间隔设置不合理等问题，针对相关问题提出相应的改进措施。一方面对变频器模块主控板进行检查与耦合实验，确保设备正常；另一方面要优化发电机组RB 动作逻辑，全面梳理，并制定完善措施，同时加强运行监盘质量及操作技能培训，提高相关人员事故处理能力。