摘要:文章針對300MW燃煤機組脫硝電加熱器運行現(xiàn)狀,分析了脫硝電加熱器常見故障的原因,并提出了故障處理的方法及防范措施,將對提高脫硝電加熱器運行、維護(hù)管理工作,降低設(shè)備故障發(fā)生率,保證設(shè)備可靠運行具有一定的指導(dǎo)和借鑒作用。
關(guān)鍵詞:燃煤機組;脫硝工藝;電加熱器;故障分析;處理對策 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
中圖分類號:X701 文章編號:1009-2374(2016)28-0069-02 DOI:10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.28.035
1 概述
河北大唐國際唐山熱電有限責(zé)任公司兩臺300MW燃煤機組于2013年新增煙氣脫硝裝置,以降低煙氣中氮氧化物的排放量。脫硝工程采用的是選擇性催化還原脫硝工藝(SCR),每臺脫硝系統(tǒng)配有1臺780kW電加熱器及配套電氣控制柜。電加熱器本體內(nèi)部共有電熱管105根,其中工作根數(shù)96根、備用根數(shù)9根,工作根數(shù)共分成4組,每組各由1臺SCR電力調(diào)整器(可控硅調(diào)功器)控制,電壓380V,采用△連接。控制系統(tǒng)電氣元件主要包括斷路器、接觸器、SCR電力調(diào)整器、溫度傳感器、溫控表、中間繼電器等,其功能是采集現(xiàn)場各種信號,執(zhí)行操作人員的命令,經(jīng)過溫控表自動控制接觸器和SCR電力調(diào)整器來調(diào)節(jié)加熱器功率,達(dá)到控制介質(zhì)溫度目的。
加熱器設(shè)有4個發(fā)熱元件溫度檢測點,對加熱器內(nèi)部溫度實施監(jiān)控,另設(shè)有1點監(jiān)控加熱器出口溫度。這些溫度信號通過檢測轉(zhuǎn)換成4~20mA后傳至溫控表同,介質(zhì)溫控表經(jīng)過分析、比較、PID運算后,輸出控制信號至SCR電力調(diào)整器來自動調(diào)節(jié)加熱器功率,使加熱器溫度達(dá)到工藝要求的溫度。元件溫控表通過對發(fā)熱元件溫度檢測,一旦任意元件溫度超出設(shè)置溫度,就會發(fā)出聯(lián)鎖保護(hù),同時故障信號送至DCS和控制柜顯示。
2 常見故障及處理方法
脫硝電加熱器在投運后發(fā)生了多起故障。及時地判斷出故障原因和處理故障,可以有效提高設(shè)備高效、可靠地運行,避免因脫硝電加熱器問題而影響環(huán)保指標(biāo),甚至降低機組負(fù)荷。以下是脫硝電加熱器常見故障原因及排除方法:
2.1 電加熱器運行中最大電流逐步降低
原因分析:內(nèi)部電熱管有燒損。電加熱器水平安裝,運行中氣體介質(zhì)中含積灰較多或電加熱器進(jìn)、出口風(fēng)壓壓差偏低,造成灰塵在電加熱器內(nèi)部沉積并覆蓋電熱管,導(dǎo)致電熱管熱量不能散發(fā),最終使電熱管燒斷,底部電熱管最容易燒斷。
故障排除:定期記錄每組電加熱器運行電流,當(dāng)發(fā)現(xiàn)個別組電加熱器運行最大電流逐步降低,可以判定為內(nèi)部電熱管燒斷,少數(shù)電熱管燒斷不會影響到系統(tǒng)運行,可待機組停機檢修期間更換電加熱管。如多數(shù)電熱管燒斷,加熱器出口溫度不能滿足系統(tǒng)需求時,可適當(dāng)調(diào)高發(fā)生故障組電加熱的最大功率,來保證系統(tǒng)正常運行。
2.2 某組SCR電力調(diào)整器可控硅工作溫度>60℃,造成接觸器聯(lián)鎖跳閘
原因分析:SCR電力調(diào)整器散熱風(fēng)扇不轉(zhuǎn),加熱器柜體散熱效率低。
故障排除:立即打開加熱器控制柜前門,讓空調(diào)冷氣進(jìn)入,如散熱風(fēng)扇不轉(zhuǎn),聯(lián)系檢修維護(hù)隊伍進(jìn)行更換。
2.3 電加熱器出口實測溫度長時間大于設(shè)定值
原因分析:控制方式不對,加熱器本體內(nèi)部風(fēng)量及風(fēng)壓低,溫控器及控制回路故障。
故障排除:檢查遠(yuǎn)方手動或自動控制參數(shù)是否正確,增加本體風(fēng)量,提高風(fēng)壓。檢查修復(fù)溫控器。緊固各端子排連接線。
2.4 某組電加熱器實測溫度等于或大于設(shè)定值
原因分析:本體內(nèi)部風(fēng)量低、積灰嚴(yán)重,溫度測點不準(zhǔn),溫控器損壞。
故障排除:立即停止某組加熱器運行,防止電熱管燒損,增加本體內(nèi)部風(fēng)量。檢查、校驗溫控器及溫度測點。
2.5 某組電加熱器單個跳閘
原因分析:本體內(nèi)部超溫、可控硅超溫、控制元件及回路故障。
故障排除:單組加熱器保護(hù)聯(lián)鎖跳閘條件包括本體內(nèi)部超溫、可控硅超溫、控制元件及回路故障。當(dāng)某組加熱器跳閘后應(yīng)快速查找并確認(rèn)、排除故障點,否則將影響到機組正常運行。在電氣控制回路設(shè)計中,每個跳閘條件都對應(yīng)一個中間繼電器,可通過中間繼電器指示燈來斷定跳閘條件,當(dāng)中間斷電器指示燈亮起,則說明對應(yīng)的跳閘條件已觸發(fā)。當(dāng)發(fā)生本體內(nèi)部超溫故障,應(yīng)立即檢查、校驗溫度測點及溫控器是否工作正常,同時提高風(fēng)壓流量,待溫度低至聯(lián)鎖跳閘值后方可投入運行。當(dāng)發(fā)生可控硅超溫故障,應(yīng)檢查、更換SCR電力調(diào)整器散熱風(fēng)扇??刂圃盎芈饭收隙嗍且虮kU、中間繼電器、連接導(dǎo)線松動引起,更換損壞的保險、中間繼電器,緊固回路各連接導(dǎo)線。
2.6 四組電加熱器同時跳閘
原因分析:運行人員誤操作設(shè)備參數(shù)調(diào)節(jié)不當(dāng)、加熱器出口超溫、系統(tǒng)聯(lián)鎖保護(hù)跳閘、控制元件及回路故障。
故障排除:運行人員應(yīng)根據(jù)機組工況,正確控制設(shè)備,檢查并恢復(fù)設(shè)備各聯(lián)鎖參數(shù)不超設(shè)定值,檢查、校驗加熱器出口溫度測點及溫控器,檢查、更換中間繼電器。
3 提高電加熱器可靠運行的措施
由于近些年來大氣等環(huán)境污染問題日益突出,我國對發(fā)電設(shè)備節(jié)能減排等環(huán)保性能的要求也越來越高,隨著火電廠大氣污染物排放新標(biāo)準(zhǔn)的施行,脫硝系統(tǒng)的可靠運行顯得尤其重要,其中當(dāng)脫硝電加熱器發(fā)生缺陷故障時將直接影響到機組負(fù)荷。通過分析電加熱器各種缺陷和故障,提出了以下防范措施:
3.1 優(yōu)化電加熱器的設(shè)計和安裝,防止內(nèi)部積灰
電加熱管燒斷故障是所有故障中發(fā)生次數(shù)最多的,主要是由內(nèi)部積灰過多無法排出引起。由于更換電加熱管工期較長,當(dāng)發(fā)生多根電加熱管燒斷后,加熱器出口溫度將不能滿足系統(tǒng)需求,會長時間影響到機組負(fù)荷甚至停機,給企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此在電加熱器的選型、脫硝系統(tǒng)的設(shè)計、安裝階段應(yīng)重點考慮內(nèi)部積灰問題,應(yīng)要求電加熱器廠家增大電熱管與本體內(nèi)壁距離,將備用電加熱布置在下部,同時考慮設(shè)計、配備在線噴灰裝置,在脫硝系統(tǒng)設(shè)計時應(yīng)要求電加熱器垂直安裝并配備檢修平臺,便于設(shè)備的吊裝。
3.2 改善電加熱器控制柜的通風(fēng)散熱,確保周邊工作環(huán)境溫度不超過25℃
由于SCR電力調(diào)整器可控硅工作時發(fā)熱量大且具有可控硅超溫聯(lián)鎖保護(hù)跳閘功能,當(dāng)可控硅工作溫度超過70℃時觸發(fā)其溫控元件動作,聯(lián)鎖接觸器跳閘。設(shè)備運行中因電加熱器控制柜內(nèi)部散熱問題及工作環(huán)境溫度問題而引起設(shè)備停運故障時有發(fā)生。因此改善電加熱器控制柜的通風(fēng)散熱,確保其工作環(huán)境溫度十分重要。在加熱器控制柜訂貨前,應(yīng)要求廠家在設(shè)計時采用大功率的柜體散熱風(fēng)扇,擴(kuò)大進(jìn)風(fēng)口面積,柜體尺寸應(yīng)設(shè)計合理,內(nèi)部預(yù)留足夠的剩余空間??刂乒袼诘呐潆娛乙惭b至少兩臺空調(diào)器,確保配電室溫度保持在25℃以下。
3.3 加強電加熱器的巡檢,及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備異常并處理
機組在運行中發(fā)電部運行人員、設(shè)備部點檢人員及檢修維護(hù)人員應(yīng)每天檢查電加熱器本體及控制柜的運行情況,并做好相關(guān)記錄,與之前同類型數(shù)據(jù)對比分析,確保提前發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患并處理。重點檢查的項目應(yīng)包括:(1)檢查管路中閥門的開與關(guān)都應(yīng)處于正確位置,不能隨意更改閥門的狀態(tài);(2)檢查、記錄并分析電加熱器出、入口風(fēng)壓,應(yīng)符合設(shè)計要求,發(fā)現(xiàn)風(fēng)壓值過低或過高應(yīng)及時調(diào)整系統(tǒng)運行參數(shù),否則將加速電熱管損壞;(3)檢查加熱器本體接地線是否完好,安裝是否連接牢固,避免發(fā)生人身觸電事故;(4)檢查SCR電力調(diào)整器底部散熱風(fēng)扇及柜體散熱風(fēng)扇是否運轉(zhuǎn)良好,如有停轉(zhuǎn)的需立即更換新風(fēng)扇;(5)檢查控制柜所在配電室的空調(diào)是否運轉(zhuǎn)正常,測量并記錄配電室溫度,如發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)立即處理;(6)測量SCR電力調(diào)整器可控硅運行溫度,如測量值接近70℃時應(yīng)采取措施,提高通風(fēng)散熱使其溫度下降,必要時停止該組運行進(jìn)行檢查;(7)記錄每組電加熱器的運行電流最大值,并與之前數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析,如運行電流最大值下降較大時,可適當(dāng)調(diào)整溫控器參數(shù),提高加熱器功率。
3.4 做好電加熱器的定期檢修與維護(hù)
在機組檢修或停備期間,電加熱器應(yīng)斷開總電源開關(guān),隨之開展相關(guān)試驗及解體檢查工作。機組停機后,應(yīng)當(dāng)立即檢測電加熱器,確保及早發(fā)現(xiàn)問題并有足夠的時間進(jìn)行處理。檢測項目包括:每組的三相直流電阻和每相的絕緣電阻并做好記錄。如發(fā)現(xiàn)絕緣電阻低于1MΩ,則應(yīng)將電纜頭拆開,單獨測量電纜和電熱管的絕緣電阻,分清是電纜問題還是電熱管問題。如發(fā)現(xiàn)三相直流電阻不平衡,也應(yīng)對電纜及電熱管分別測量,確定具體位置及數(shù)量。同時做好電加熱器抽芯檢查工作,清除加熱器內(nèi)部積灰,清掃電熱管進(jìn)行除垢,檢查電熱管的外觀及緊固情況,緊固控制柜內(nèi)各連接導(dǎo)線,檢查、校驗溫度計及溫控器動作是否正常。機組起機前,還應(yīng)再次對加熱器絕緣電阻進(jìn)行測量,如發(fā)現(xiàn)個別組絕緣電阻低,禁止送電投入運行,防止發(fā)生電熱管或電纜損壞。應(yīng)提前通入介質(zhì),對加熱器內(nèi)部進(jìn)行燥干,當(dāng)絕緣電阻合格后方可送電投入運行。
3.5 加強培訓(xùn),掌握電加熱器運行操作標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)備工作原理
當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)小缺陷時往往因運行人員、檢修維護(hù)人員對系統(tǒng)和設(shè)備原理不熟悉,造成消缺不及時,擴(kuò)大了影響范圍,因此應(yīng)加強對運人員、檢修維護(hù)人員的培訓(xùn),讓他們能夠掌握設(shè)備的工作原理,學(xué)會看懂設(shè)備電氣控制原理圖,準(zhǔn)確調(diào)節(jié)設(shè)備運行參數(shù),做到設(shè)備缺陷能夠及時發(fā)現(xiàn)及時處理。
4 結(jié)語
總之,脫硝系統(tǒng)的電加熱器對發(fā)電廠環(huán)保及機組穩(wěn)定運行具有重要意義,加強設(shè)備管理,認(rèn)真統(tǒng)計分析各類故障原因,做好防范措施,把預(yù)防和檢修維護(hù)結(jié)合起來,建立完善相關(guān)管理制度,可提高機組穩(wěn)定運行,能夠給企業(yè)帶來良好的經(jīng)濟(jì)效益。
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作者簡介:李政(1977-),男,河北唐山人,供職于河北大唐國際唐山熱電有限責(zé)任公司,研究方向:電氣一次設(shè)備管理。
(責(zé)任編輯:蔣建華)