目前,電流異常問題是電廠600MW鍋爐機組空氣預熱器的主要故障表現(xiàn)形式。為保障鍋爐機組的安全、可靠運行,本文結(jié)合工作實際,主要分析和探索了電廠600MW機組鍋爐空氣預熱器電流異常原因,及提出了相應的解決對策。
600MW鍋爐機組不僅是我國重點發(fā)展的火電廠主力機組,同樣也是世界多數(shù)工業(yè)發(fā)達國家中火力發(fā)電機組系列中的一個重要級別??諝忸A熱器作為鍋爐機組的重要輔助設(shè)備之一,它具有強化燃燒效率、降低排煙溫度、提高鍋爐效率等多種功能,是當前電廠600MW鍋爐機組不可或缺的受熱面。根據(jù)設(shè)備的傳熱方式,空氣預熱器又主要可分為回轉(zhuǎn)式空氣預熱器和導熱式空氣預熱器兩種。其中,由于回轉(zhuǎn)式空氣預熱器具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、熱交換效率高、易于設(shè)計維護等多項優(yōu)點,因此在當前電廠600MW大容量鍋爐機組中應用非常廣泛。在本文中,主要探討和分析的是回轉(zhuǎn)式空氣預熱器的電流異常故障問題。
一、600MW機組鍋爐空氣預熱器概述
空氣預熱器是利用鍋爐尾部的煙氣熱量,來加熱鍋爐燃燒所需空氣的一種熱交換設(shè)備。由于空氣預熱器的工作狀態(tài)是處于鍋爐煙氣溫度最低的區(qū)域,它既能有效回收煙氣熱量,降低排煙溫度,又能明顯提升燃燒溫度,有利于燃燒著火和減少燃燒熱損失。因此,空氣預熱器是目前電廠600MW鍋爐機組的重要輔助設(shè)備。
以回轉(zhuǎn)式空氣預熱器為例,其結(jié)構(gòu)主要由轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)子密封系統(tǒng)、中心筒、端軸、轉(zhuǎn)子外殼、上下部連接板、傳熱元件、上軸承、下軸承以及驅(qū)動裝置等多個部件所組成。
二、600MW機組鍋爐空氣預熱器電流異常原因分析及解決對策
600MW機組鍋爐空氣預熱器電流異常問題,主要表現(xiàn)為兩種現(xiàn)象:一種是空氣預熱器的驅(qū)動電動機的電流為零或者過大,引發(fā)設(shè)備的跳閘故障;另一種則是驅(qū)動電動機的電流擺動幅度過大,導致電流過小或過大,而引發(fā)的設(shè)備運行故障。
1、電流跳閘故障的起因及解決對策
(1)故障起因分析
跳閘故障主要現(xiàn)象有:驅(qū)動電動機的電流為零,相應側(cè)的送風機、引風機出現(xiàn)跳閘;轉(zhuǎn)子停轉(zhuǎn)并報警;事故喇叭響,設(shè)備光子牌亮起報警;跳閘側(cè)排煙溫度會迅速升高,而一、二次風溫會大幅度降低。
其故障原因主要包括了:①設(shè)備電源出現(xiàn)故障;②空氣預熱器的主電動機或輔電動機出現(xiàn)損壞或故障問題;③設(shè)備傳動裝置出現(xiàn)損壞問題,或者出現(xiàn)運行失靈問題;④設(shè)備導向軸承或者推力軸承出現(xiàn)損壞;④空氣預熱器內(nèi)存在異物;⑤空氣預熱器內(nèi)部著火,導致設(shè)備嚴重變形;⑥設(shè)備的漏風控制系統(tǒng)過行程運轉(zhuǎn),導致設(shè)備轉(zhuǎn)子卡澀問題等等。
2、故障解決對策
(1)當600MW機組鍋爐空氣預熱器主電動機跳閘時,要求輔助電動機應聯(lián)動,否則應手動啟動。在輔助電動機聯(lián)動后,應巡檢就地檢查空氣預熱器輔助電動機減速箱耦合是否正常,空氣預熱器主軸轉(zhuǎn)動是否正常。同時檢查相應的送風機、引風機是否出現(xiàn)跳閘,要求相應的空氣預熱器的煙氣進、出口擋板,二次風出口擋板,一次風進口擋板應自動關(guān)閉,否則應當手動關(guān)閉。
(2)空氣預熱器主電動機跳閘后,如輔助電動機聯(lián)動正常,鍋爐機組應按照單側(cè)送風機、引風機跳閘原則進行RB處理,使鍋爐負荷能降至50%以下,并投油進行助燃。如運行空氣預熱器排煙溫度無法控制在155℃以下,則繼續(xù)降負荷,直至空氣預熱器排煙溫度在155℃以下。
(3)如果空氣預熱器跳閘前電流正常,輔助電動機聯(lián)動正常,可將輔助電動機停下,將跳閘的空氣預熱器主電動機重新啟動一次,如成功則繼續(xù)保持運行。待故障查明消除以后,鍋爐機組再開始升負荷。
(4)空氣預熱器跳閘后如輔助電動機啟動不成功,應組織人員進行人工盤車。鍋爐繼續(xù)降負荷,保持AB、BC層油槍正常運行,并停止所有磨煤機的運行,停止兩臺一次風機的運行??諝忸A熱器繼續(xù)保持人工盤車,直至空氣預熱器輔助電動機正常投運。
(5)如空氣預熱器跳閘后,短時間內(nèi)無法恢復且卡澀無法盤動,應及時向企業(yè)領(lǐng)導匯報,并考慮申請停爐。停爐后盡量繼續(xù)進行空氣預熱器人工盤車,直至空氣預熱器進口溫度為204℃以下(或輔助電動機投運)。
(6)如果兩臺空氣預熱器同時跳閘,則兩臺送風機、引風機跳閘連鎖保護動作,應采取緊急停爐處理,同時應檢查兩臺空氣預熱器輔助電動機是否聯(lián)動,如不聯(lián)動則應進行人工盤車,直至空氣預熱器進口煙溫為204℃以下。
2、電流擺動幅度過大故障的起因及對策
(1)故障起因分析
電流擺動幅度過大故障的主要現(xiàn)象有:空氣預熱器電動機出現(xiàn)過流報警信息,其電流明顯大于或小于正常值;空氣預熱器內(nèi)部或傳動裝置中出現(xiàn)異常聲音響動;電動機的外殼溫度升高。
其故障原因主要包括了:因空氣預熱器密封元件之間的間隙過小,導致動靜摩擦過大;設(shè)備內(nèi)部被異物卡住或轉(zhuǎn)子卡澀;設(shè)備傳動裝置出現(xiàn)故障,或者軸承出現(xiàn)損壞,或者電動機繞組出現(xiàn)故障;設(shè)備內(nèi)部出現(xiàn)二次燃燒故障等等。
2、故障解決對策
(1)由于600MW機組鍋爐空氣預熱器空氣預熱器正常運行時,主電動機電流基本在15A左右運行,如發(fā)現(xiàn)空氣預熱器電流不正?;蝿?,應立即檢查空氣預熱器的支撐軸承、導向軸承運行是否正常。
(2)當電動機電流指示突然大幅度擺動,且擺動頻率約為0.5s每次,并伴隨有異常響動時,則很可能設(shè)備內(nèi)部被異物卡住或轉(zhuǎn)子卡澀。對于這類故障問題,維護人員應根據(jù)實際情況分析原因并采取相應的對策。如果電流值擺動最大值,沒有超過電動機額定電流,且擺動情況逐漸趨于穩(wěn)定時,維護人員可繼續(xù)維持空氣預熱器的運行,或者適當降低設(shè)備的運行負荷;如果電流擺動最大值已超過額定電流,且擺動沒有緩和的趨勢,則維護人員應當立即停爐,同時關(guān)閉煙風擋板,盡可能的使空氣預熱器維持運行,直至直至空氣預熱器進口煙溫為204℃以下為止。
(3)當電動機電流指示出現(xiàn)擺動,且擺動頻率約為1s每次時,則故障原因很可能是因空氣預熱器密封元件之間的間隙過小,而導致密封元件的動靜摩擦過大問題。對于這類故障,如果動靜摩擦不太嚴重,且電流擺動逐漸趨于穩(wěn)定時,可維持空氣預熱器的正常運行,并檢查故障原因;如故障較為嚴重,且電流長期大幅擺動,則應當停止設(shè)備運行并采取降負荷措施,經(jīng)維護人員檢修以后,再恢復正常運行。
(4)當電動機電流指示突然增大,很可能是設(shè)備傳動裝置出現(xiàn)故障,或者軸承出現(xiàn)損壞,或者電動機繞組出現(xiàn)故障,對于這類故障問題應當采取緊急停爐措施,并使空氣預熱器維持運行,直至直至空氣預熱器進口煙溫為204℃以下為止。當當電動機電流指示突然大幅度擺動,也可能是出現(xiàn)了二次燃燒故障,應當立即采取吹灰滅火處理,如滅火無效時,還應當緊急停爐,并維持空氣預熱器的低速運行,同時開啟設(shè)備的底部疏水門,投入消防水滅火。
三、故障實例分析及對策
1、故障實例分析
某電廠600MW鍋爐機組,配備有兩臺回轉(zhuǎn)式空氣預熱器,每臺空氣預熱器均有主、輔兩臺電機,主、輔電機互為備用。主電機工頻運行,輔電機帶變頻器運行。在2011年1月1日,該鍋爐4號機組運行負荷為530MW,B空氣預熱器主電機出現(xiàn)跳閘,輔電機聯(lián)啟失敗。從SIS畫面上檢查主電機電流突升至39A變壞點,電流突然增大將控制箱內(nèi)總空開頂跳,而聯(lián)啟輔電機的常閉接點未導通,導致輔電機聯(lián)啟失敗。對B空氣預熱器主電機跳閘原因進行分析,初步判定為電機回路過流所導致的,而使得就地控制箱內(nèi)總空開Q1(40A)頂跳。在DCS過程趨勢中顯示,主電機電流由13.2A突升至39.2A后變?yōu)閴狞c。而輔電機聯(lián)啟失敗,則是由于該空氣預熱器主電機控制箱設(shè)在A、B空氣預熱器之間,運行環(huán)境惡劣,主電機控制箱內(nèi)粉塵嚴重,導致主電機回路接觸器失電后行程機構(gòu)因積粉卡澀未完全返回,聯(lián)啟輔電機的常閉接點未導通,最終使得輔電機聯(lián)啟失敗。
2、故障解決及整改對策
(1)要求電廠600MW機組鍋爐在運行期問,應加強對空氣預熱器主、輔電機就地控制箱的日常防塵處理與適當?shù)那鍧嵕S護。(2)應當充分利用鍋爐機組大、小修或者臨時檢修的機會,對鍋爐機組空氣預熱器的電機就地控制箱進行全面、徹底的清掃和連鎖傳動測試。(3)應充分利用鍋爐機組大小修機會,將該空氣預熱器電機就地控制箱取消,并將其控制回路移動到MCC段抽屜開關(guān)內(nèi),或者另外選取環(huán)境較好的區(qū)域,以徹底解決此類故障問題。
總結(jié)
空氣預熱器電流異常故障,是當前電廠600MW鍋爐機組日常運行中的常見故障問題,必須加以高度重視,應通過系統(tǒng)的分析其故障發(fā)生原因,并制定有效的解決對策與防范對策,以切實保證空氣預熱器運行的安全與可靠。本文主要分析和探索了電廠600MW機組鍋爐空氣預熱器電流異常原因,及提出了相應的解決對策,以此希望促進能當前電廠600MW鍋爐機空氣預熱器運行維護水平的進一步提升。
(作者單位:國網(wǎng)能源電力檢修工程有限公司)
作者簡介
賈晉龍,男,漢族,1980年8月生于山西省晉城市陽城縣,2003年6月畢業(yè)于重慶大學熱能與動力工程學院,大學本科學歷,學士學位,2003年7月進入河南焦作電廠工作,2003年7月至于2004年7月從事鍋爐運行工作,2004年8月任鍋爐檢修分公司制粉班技術(shù)員,2008年1月任鍋爐檢修專責工程師,2010年3月任鍋爐檢修分公司副經(jīng)理,2012年3月任鍋爐檢修分公司經(jīng)理,2013年分別任國網(wǎng)能源電力檢修工程有限公司檢修工程部副經(jīng)理,檢修工程二部副經(jīng)理,2014年2月任檢修一部黨支部書記兼副經(jīng)理。