火力發(fā)電廠空氣預(yù)熱器就地控制柜電氣控制回路優(yōu)化改造研究

任少鑫

（神華國(guó)能哈密電廠，新疆 哈密 839000）

空氣預(yù)熱器是火力發(fā)電廠鍋爐的重要輔機(jī)設(shè)備，其安全穩(wěn)定運(yùn)行直接關(guān)系到機(jī)組的安全可靠運(yùn)行水平。而空氣預(yù)熱器就地控制柜內(nèi)部電氣控制回路是決定空氣預(yù)熱器安全運(yùn)行的重要組成部分，電氣控制回路的安全、可靠是非常的關(guān)鍵。近年來(lái)，火力發(fā)電廠因空氣預(yù)熱器發(fā)生故障導(dǎo)致機(jī)組跳閘事件屢見不鮮，大多原因?yàn)樾」收显斐闪藱C(jī)組跳停的大事故，給機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)不利影響。本文介紹了神華國(guó)能花園電廠空氣預(yù)熱器故障原因及問題分析、優(yōu)化改造方案及建議?？蔀橥愋涂刂苹芈返目諝忸A(yù)熱器故障處理時(shí)提供思考借鑒。

1 空氣預(yù)熱器就地控制柜概況

神華國(guó)能哈密電廠每臺(tái)機(jī)組設(shè)置兩臺(tái)空氣預(yù)熱器，每臺(tái)空氣預(yù)熱器分別設(shè)置一個(gè)就地控制柜，柜內(nèi)為兩路電源進(jìn)線直接接至塑殼斷路器進(jìn)線端（主電源取自正常供電MCC 段，備用電源取自保安MCC 段），后經(jīng)變頻器接至主輔電機(jī)。油泵電機(jī)電源分兩路取自主電源與備用電源。

2 故障現(xiàn)象

哈密電廠投產(chǎn)以來(lái)空氣預(yù)熱器運(yùn)行中多次主電機(jī)故障，備用電機(jī)聯(lián)啟正常，檢查發(fā)現(xiàn)故障問題為共性問題（故障原因?yàn)榫偷乜刂乒駜?nèi)KT33 時(shí)間繼電器損壞）針對(duì)此問題對(duì)此進(jìn)行分析研究，并進(jìn)行對(duì)比處理。

通電延時(shí)KT33=5M 斷電延時(shí)KT31=4s

油泵啟動(dòng)延時(shí)5min 后可啟動(dòng)主電機(jī)。

從圖1 可以看出，當(dāng)油泵就地或遠(yuǎn)程操作啟動(dòng)時(shí)，KM33 接觸器帶電吸合，油泵得電后啟動(dòng)，同時(shí)時(shí)間繼電器KT31、時(shí)間繼電器KT33 均得電。（時(shí)間繼電器KT33 為通電延時(shí)5min）當(dāng)KT33 通電5min 后，圖2 中的KT33 的開點(diǎn)變?yōu)殚]點(diǎn)，主電機(jī)啟動(dòng)回路變?yōu)橥罚M(jìn)而可以啟動(dòng)主電機(jī)運(yùn)行。當(dāng)KT33 時(shí)間繼電器故障損壞時(shí)，主電機(jī)回路形成斷路，主電機(jī)將跳閘，在火力發(fā)電廠中如若主電機(jī)跳閘后切換輔電機(jī)（備用電機(jī)）失敗，將導(dǎo)致空氣預(yù)熱器主、輔電機(jī)均跳閘。

圖1 油泵啟停電氣原理圖

圖2 主電機(jī)控制回路電氣原理圖

3 故障原因及處理辦法分析

3.1 空氣預(yù)熱器就地控制柜溫度問題

空氣預(yù)熱器就地控制柜所在區(qū)域環(huán)境溫度較高柜內(nèi)自有通風(fēng)裝置無(wú)法滿足散熱需求，柜內(nèi)長(zhǎng)期集聚熱量無(wú)法散去，容易造成柜內(nèi)設(shè)備老化，發(fā)熱嚴(yán)重。這是說(shuō)明環(huán)境溫度對(duì)柜內(nèi)元件（如KT33 時(shí)間繼電器）時(shí)有影響的，相應(yīng)的處理方法如下：適當(dāng)將兩空氣預(yù)熱器就地控制柜移位，增大通風(fēng)量，另一種方法是在其就地控制柜上加設(shè)一組濾網(wǎng)組件，以此增加柜內(nèi)的空氣流通量，降低柜內(nèi)溫度，大幅度地改變因溫度過高導(dǎo)致柜內(nèi)元件老化受損。

3.2 空氣預(yù)熱器就地控制柜環(huán)境問題

空氣預(yù)熱器就地控制柜所在區(qū)域環(huán)境周圍粉塵較大，且柜內(nèi)電氣元器件（如KT33 時(shí)間繼電器）內(nèi)部為電路板，長(zhǎng)時(shí)間的內(nèi)部積灰容易導(dǎo)致電路板內(nèi)部短路。針對(duì)此問題處理方法是抓住機(jī)組停備機(jī)會(huì)，對(duì)空氣預(yù)熱器就地控制柜內(nèi)進(jìn)行清掃檢查：對(duì)電氣元器件逐一測(cè)量阻值，發(fā)現(xiàn)阻值過大的元件進(jìn)行更換：檢查電氣元件觸電有無(wú)氧化；對(duì)控制柜散熱系統(tǒng)加裝濾網(wǎng)，并定期對(duì)濾網(wǎng)進(jìn)行清理。

3.3 元件性能差使用壽命短

電氣元件（如KT33 時(shí)間繼電器）內(nèi)部為電路板組合而成，性能較差使用壽命短對(duì)其也是有較大影響。對(duì)此應(yīng)根據(jù)設(shè)備檢修臺(tái)賬記錄，核定設(shè)備元件性能及使用壽命，根據(jù)記錄情況確認(rèn)是否定期對(duì)元件進(jìn)行更換或性能更好的元件。

綜上所述，造成故障（就地控制柜內(nèi)KT33 時(shí)間繼電器損壞）的原因主要有：（1）空氣預(yù)熱器就地控制柜溫度較高；（2）空氣預(yù)熱器就地控制柜環(huán)境粉塵較大；（3）元件性能差使用壽命短。但上述原因只能降低故障的發(fā)生率，并不能徹底解決故障問題，故需對(duì)電氣控制回路進(jìn)行優(yōu)化改造。

4 故障處理及電氣控制回路優(yōu)化改造

（1）對(duì)故障的元件進(jìn)行處理并進(jìn)行更換，根據(jù)哈密電廠的實(shí)際數(shù)據(jù)顯示，故障發(fā)生率降低了但依舊會(huì)發(fā)生此類故障，故進(jìn)行優(yōu)化改造。改造后將在DCS 設(shè)置延時(shí)邏輯，代替KT33 時(shí)間繼電器的延時(shí)功能。

（2）對(duì)照?qǐng)D1 介紹可知，圖中KT33 時(shí)間繼電器功能為延時(shí)5min 后主電機(jī)具備啟動(dòng)條件，為徹底杜絕因KT33 時(shí)間繼電器損壞導(dǎo)致主電機(jī)跳閘，故進(jìn)行優(yōu)化改造，將圖1 中的時(shí)間繼電器KT33 拆除。

（3）拆除圖1 中的時(shí)間繼電器KT33 后需將圖2 中主電機(jī)控制回路中1 與3 接點(diǎn)直接連接，形成通路如圖3 所示。

圖3 優(yōu)化改造后主電機(jī)控制回路電氣原理圖

（4）時(shí)間繼電器KT33 拆除后，控制回路進(jìn)行調(diào)整，為滿足油泵啟動(dòng)5min 后方可啟動(dòng)主電機(jī)的條件，故需將在DCS 中設(shè)置邏輯實(shí)現(xiàn)延時(shí)功能，進(jìn)而替代時(shí)間繼電器KT33的功能。

5 優(yōu)化改造后的效果

哈密電廠首先對(duì)該廠單臺(tái)機(jī)組空氣預(yù)熱器的就地控制柜內(nèi)的時(shí)間繼電器KT33 拆除，DCS 實(shí)行其功能，對(duì)其控制回路進(jìn)行了改造優(yōu)化，改造后未出現(xiàn)過主電機(jī)跳閘故障，徹底解決了此類故障發(fā)生，且改造所需時(shí)間短，降低投資費(fèi)用，改造后運(yùn)行穩(wěn)定，并根據(jù)檢修機(jī)會(huì)對(duì)四臺(tái)機(jī)組已逐臺(tái)改造優(yōu)化，故障再未發(fā)生，改造效果明顯。

6 結(jié)語(yǔ)

空氣預(yù)熱器的穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)火力發(fā)電機(jī)組是一個(gè)挑戰(zhàn)，空預(yù)器發(fā)生故障嚴(yán)重時(shí)將會(huì)導(dǎo)致機(jī)組停機(jī)，給單位造成較大的經(jīng)濟(jì)損失。且電氣回路故障對(duì)的空氣預(yù)熱器穩(wěn)定運(yùn)行是致命的。本文通過從空氣預(yù)熱器故障原因及問題分析、優(yōu)化改造等多方面進(jìn)行故障闡述。在原空氣預(yù)熱器的空氣預(yù)熱器控制回路的基礎(chǔ)上，取消了時(shí)間繼電器KT33，其功能由DCS 邏輯實(shí)現(xiàn)。此次空氣預(yù)熱器電氣控制回路的案例分析和優(yōu)化改造，對(duì)以后同類型火力發(fā)電廠空氣預(yù)熱器就地控制柜電氣控制回路發(fā)生同類故障處理時(shí)可以起到一定指導(dǎo)性作用，此優(yōu)化改造后運(yùn)行穩(wěn)定、效果明顯，對(duì)發(fā)生同類故障問題的單位具有借鑒意義。