鍋爐電動(dòng)門盤柜電源及熱機(jī)保護(hù)改造

1、鍋爐電動(dòng)門盤柜電源及熱機(jī)保護(hù)改造      渾江發(fā)電公司兩臺(tái)qfsn-300-2型300mw機(jī)組于2007年投入運(yùn)行，2號(hào)發(fā)電機(jī)組于2009年末至2021年初先后三次發(fā)生因鍋爐電動(dòng)門盤柜失電造成鍋爐滅火，機(jī)組跳閘事件，給安全生產(chǎn)帶來嚴(yán)重威脅，事件暴露出電動(dòng)門盤柜電源存在元件質(zhì)量差、回路制定不合理及熱機(jī)保護(hù)不配套等問題，經(jīng)專業(yè)人員認(rèn)真檢查測(cè)試，反復(fù)研究試驗(yàn)，并咨詢制定院及設(shè)備廠家，對(duì)電動(dòng)門盤柜電源及熱機(jī)保護(hù)進(jìn)行了可行性技術(shù)改造，截止2021年末已運(yùn)行近一年時(shí)間，沒有出現(xiàn)任何故障現(xiàn)象，運(yùn)行狀態(tài)優(yōu)良。    &

2、#160;   一、問題剖析        一故障事件描述        渾江發(fā)電公司1、2號(hào)機(jī)組電動(dòng)門鍋爐盤柜的電源切換裝置由西安航天自動(dòng)化股份生產(chǎn)stq-140型，電源切換裝置系統(tǒng)兩側(cè)由下而上分別是兩路電源的空氣開關(guān)hf1、hf2和接觸器c1、c2，中間上部為電源切換板。詳見附圖1        附圖1  電源切換裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖  &

3、#160;     鍋爐電動(dòng)門盤柜所帶負(fù)荷有爐電動(dòng)門電源、一次風(fēng)電動(dòng)擋板執(zhí)行器電源和油槍控制柜電源等，共300多路負(fù)荷，靠?jī)陕冯娫垂╇姡宦饭ぷ?、一路備用，通過電源切換裝置進(jìn)行自動(dòng)切換。        鍋爐電動(dòng)門盤柜電源1取自380v廠用段，空開hf1投入、接觸器c1聯(lián)動(dòng)投入，處在正常運(yùn)行狀態(tài)；電源2取自380v保安段，空開hf2投入、接觸器c2斷開，處在聯(lián)動(dòng)備用狀態(tài)。詳見附圖2        附圖2  電

4、動(dòng)門盤柜電源一次接線示意圖        電源切換裝置面板上部有4個(gè)指示燈，左邊2個(gè)分別是電源1“投入、“工作指示燈，右邊2個(gè)分別電源2“投入、“工作指示燈，下面有2個(gè)開關(guān)操作把手，左邊為空開hf1手操，右邊為空開hf2手操。面板狀態(tài)為正常運(yùn)行狀態(tài)。詳見附圖3        附圖3  電源切換裝置控制面板分布圖        2009年10月11日和11月10日先后兩次機(jī)組跳閘

5、，事件均發(fā)生在機(jī)組正常運(yùn)行中，鍋爐電動(dòng)門盤柜電源1跳閘、電源2未聯(lián)動(dòng)， dcs畫面顯示所有一次風(fēng)擋板位置反饋?zhàn)優(yōu)閴馁|(zhì)量點(diǎn)，所有給粉機(jī)跳閘，mft動(dòng)作跳閘首出：爐膛滅火跳閘，2號(hào)機(jī)組跳閘。詳見附圖4        附圖4  一次風(fēng)擋板執(zhí)行器失電機(jī)組跳閘邏輯原理圖        就地檢查鍋爐電動(dòng)門盤柜發(fā)現(xiàn)，電源1、電源2的空開hf1、hf2在合閘優(yōu)良狀態(tài)電源1、電源2“輸入燈均亮，接觸器c1、c2在跳閘狀態(tài)電源1、電源2“工作燈均滅，母線電壓表無指示

6、。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢查分析確認(rèn)：hf1在合位、c1跳閘；hf2在合位、c2未聯(lián)動(dòng)。運(yùn)行人員手動(dòng)將hf1切開后，c2聯(lián)動(dòng)成功電源2“工作燈亮，母線電壓表顯示正常。        第一次故障發(fā)生后，專業(yè)人員外觀檢查沒有發(fā)現(xiàn)顯然故障現(xiàn)象，由于電源切換裝置是一個(gè)封閉式控制箱，故障后已手動(dòng)切換到另一路運(yùn)行，無法馬上開箱檢查，利用機(jī)組停備機(jī)會(huì)將裝置打開詳見附圖1，發(fā)現(xiàn)電源切換板一管腳虛焊。        第二次故障發(fā)生后檢查發(fā)現(xiàn)接觸器c1運(yùn)行中異常脫扣，該接觸器為天水213機(jī)床

7、電器廠產(chǎn)品cjx4-225f型，經(jīng)測(cè)試并且聯(lián)系電源切換裝置廠家確認(rèn)，故障原因是由于c1運(yùn)行中脫扣跳閘，造成電源1喪失，而c2投入的條件是電壓繼電器檢測(cè)出電源1失壓或降低到動(dòng)作值、電源2電壓正常。經(jīng)回路檢查發(fā)現(xiàn)電壓檢測(cè)繼電器u1接到了空開hf1與接觸器c1之間，當(dāng)c1斷開時(shí)，由于hf1在投入優(yōu)良狀態(tài)，u1電壓正常，故c2不動(dòng)作，不能切換到電源2運(yùn)行，即在上級(jí)電源正常而接觸器本身故障跳閘狀況下，備用電源不能進(jìn)行自動(dòng)切換。詳見附圖5        附圖5  電壓切換繼電器保護(hù)接線圖   &#

8、160;    2021年1月8日的鍋爐滅火事件發(fā)生在鍋爐點(diǎn)火后的升壓過程中，電氣專業(yè)改換接觸器c1后，運(yùn)行人員按規(guī)定采納瞬間停電法將2號(hào)爐電動(dòng)門盤柜電源2倒至電源1運(yùn)行時(shí)，電源切換裝置顯示正常，切換前后鍋爐電動(dòng)門盤柜運(yùn)行正常，但2號(hào)爐所有投運(yùn)的油槍全部退出，鍋爐滅火。事件發(fā)生后，經(jīng)過試驗(yàn)分析，確認(rèn)事件原因?yàn)椋河蜆屜到y(tǒng)是按照電源消失自動(dòng)跳油燃燒器制定的，而鍋爐電動(dòng)門盤柜電源切換是按順停切換法制定的。因此，在鍋爐點(diǎn)火后電源切換的瞬間，油槍控制回路瞬間失電，導(dǎo)致控制柜內(nèi)由中間繼電器堅(jiān)持的油槍進(jìn)到位、油角閥開到位信號(hào)消失，觸發(fā)油燃燒器跳閘邏輯，油槍退出，入爐燃料中斷，鍋

9、爐滅火。詳見附圖6        附圖6  燃油中斷鍋爐滅火邏輯圖        二存在問題        1、電源切換裝置存在制造質(zhì)量問題；        2、接觸器性能不穩(wěn)定；        3、電壓檢測(cè)信號(hào)取點(diǎn)存在死角，回路制定不合理

10、；        4、工作電源與備用電源組裝在1個(gè)封閉式控制箱內(nèi)，一路運(yùn)行時(shí)，無法對(duì)另一路進(jìn)行檢查維護(hù)，制定結(jié)構(gòu)不合理；        5、一次回路元件多，接線復(fù)雜，增加了故障幾率；        6、設(shè)備廠家技術(shù)封鎖，不供給圖紙資料，沒有技術(shù)培訓(xùn)；        7、一次風(fēng)擋板關(guān)閉聯(lián)跳給粉機(jī)的保護(hù)邏輯制定不合理。&#

11、160;       8、油槍控制回路制定不合理，未合計(jì)可能存在的電源切換過程。        二、技術(shù)改造        一電動(dòng)門盤柜電源改造        1、改造的必要性：        1電源切換板故障或接觸器本身故障造成運(yùn)行電源跳閘，備用電源不能可靠

12、聯(lián)動(dòng)，造成機(jī)組跳閘，回路制定存在嚴(yán)重安全隱患，應(yīng)進(jìn)行改造；        2主要元件故障頻率高，應(yīng)進(jìn)行改換；        3300mw機(jī)組相同的電動(dòng)門盤柜電源共計(jì)6套每臺(tái)機(jī)組爐側(cè)1套，機(jī)側(cè)2套，隱患影響面廣，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行改造。        2、改造總體思路：        1選購(gòu)性能穩(wěn)定，可靠性高、廠家售后服務(wù)好，信

13、譽(yù)程度高的元件；        2電壓采集點(diǎn)取自電動(dòng)門盤柜母線上；        3簡(jiǎn)化回路。       3、改造方案：        1利用原空開hf1、hf2元件；        2改換接觸器c1、c2元件，選擇性能穩(wěn)定、可靠性高的日本富士sc-n10型的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品

14、，(共12塊)；        3取消電源切換板；        4取消利用u1u2判定c2c1聯(lián)投條件，增設(shè)利用c1(c2)閉接點(diǎn)判定c2 (c1)聯(lián)投條件；        5在負(fù)荷母線上增加缺相保護(hù)器qxb；        6保留電源切換裝置面板上的4個(gè)指示燈和2個(gè)開關(guān)操作把手及功能，加長(zhǎng)面板上的元件連線，保證在運(yùn)

15、行中能正常開箱檢查，將封閉式控制箱改成可開啟式；        7新增c1、c2、qxb輔助接點(diǎn)進(jìn)dcs系統(tǒng)。        按照改造方案改造后，兩路電源一路運(yùn)行，另一路備用，當(dāng)運(yùn)行電源接觸器因上級(jí)電源失壓跳閘或因接觸器本身故障跳閘后，其常閉輔助接點(diǎn)瞬時(shí)閉合，迅速聯(lián)動(dòng)備用電源，保證備用電源迅速聯(lián)動(dòng)可靠投入。電源指示及斷相保護(hù)進(jìn)dcs并報(bào)警。詳見附圖7        附圖7  電

16、動(dòng)門盤柜電源改造后原理接線圖        4、改造過程：        1元件、材料準(zhǔn)備齊全；        2拆掉取消的元件及配線；        3檢驗(yàn)、測(cè)試待組裝元件合格，待改換接觸器動(dòng)作電壓測(cè)試合格，線圈電阻及絕緣電阻測(cè)試合格；       

17、; 4將準(zhǔn)備好的元件、配線及輔助材料進(jìn)行組裝；        5標(biāo)注、標(biāo)記及配備標(biāo)志牌，改造后達(dá)到標(biāo)識(shí)齊全；        6測(cè)試兩路電源聯(lián)動(dòng)切換時(shí)間為50ms左右。        7整體傳動(dòng)試驗(yàn)合格；        8投入試運(yùn)行。        2

18、021年1月27日，利用停機(jī)機(jī)會(huì)，完成對(duì)1號(hào)爐電動(dòng)門盤柜電源改造，投入運(yùn)行優(yōu)良； 2月8日，利用停機(jī)機(jī)會(huì)，完成對(duì)2號(hào)爐電動(dòng)門盤柜電源改造，投入運(yùn)行優(yōu)良；剩余1、2號(hào)機(jī)電動(dòng)門盤柜的4套電源回路利用停機(jī)機(jī)會(huì)，至7月21日已全部改造完成，投入運(yùn)行優(yōu)良。        5、改造效果：        改造后，聯(lián)動(dòng)回路簡(jiǎn)單、可靠、方便日常設(shè)備檢查維護(hù)，同時(shí)也有效避免了原設(shè)備系統(tǒng)存在不夠給安全生產(chǎn)帶來的隱患。     &

19、#160;  二一次風(fēng)擋板關(guān)閉聯(lián)跳給粉機(jī)保護(hù)系統(tǒng)改造        1、改造的必要性:        改造前，一次風(fēng)擋板執(zhí)行器失電后，風(fēng)門仍處在正常開位狀態(tài)，鍋爐燃料量、風(fēng)量仍處在平衡狀態(tài)，只是一次風(fēng)擋板暫時(shí)不能進(jìn)行調(diào)整，待電源恢復(fù)后，一次風(fēng)擋板即可恢復(fù)正常操作，但此時(shí)控制邏輯卻觸發(fā)給粉機(jī)跳閘，導(dǎo)致入爐燃料中斷，mft動(dòng)作。屬于給粉機(jī)跳閘保護(hù)邏輯制定缺陷，已嚴(yán)重威脅機(jī)組安全運(yùn)行，應(yīng)進(jìn)行改造。    

20、0;   2、改造總體思路:        利用一次風(fēng)擋板執(zhí)行器的模擬量位置反饋信號(hào)，開關(guān)量位置反饋信號(hào)和給粉機(jī)運(yùn)行信號(hào)建立邏輯關(guān)系，完善給粉機(jī)跳閘保護(hù)邏輯。        3、改造方案：        1取一次風(fēng)擋板執(zhí)行器的模擬量位置反饋信號(hào)；        2取一次風(fēng)擋板執(zhí)行器的開關(guān)量位置反饋信

21、號(hào)；        3取給粉機(jī)運(yùn)行狀態(tài)量；        由以上三個(gè)信號(hào)在dcs內(nèi)組態(tài)實(shí)現(xiàn)：一次風(fēng)擋板執(zhí)行器的模擬量位置反饋小于5%、一次風(fēng)擋板執(zhí)行器關(guān)信號(hào)開關(guān)量信號(hào)來、給粉機(jī)運(yùn)行信號(hào)，三者 “與邏輯成立時(shí)，跳閘給粉機(jī)。        4、改造過程：        2021年2月份，兩次利用停機(jī)機(jī)會(huì)，熱控專業(yè)完成了1、

22、2號(hào)爐共計(jì)32套一次風(fēng)擋板關(guān)閉聯(lián)跳給粉機(jī)保護(hù)的改造，試驗(yàn)合格后，投入運(yùn)行。        5、改造效果：        通過改造，完善了給粉機(jī)跳閘保護(hù)邏輯，有效防止保護(hù)系統(tǒng)誤動(dòng)作，提升了系統(tǒng)的可靠性，取得了預(yù)期效果。        三油槍控制回路失電延時(shí)跳閘油燃燒器改造        1、改造的必要性: &#

23、160;      改造前，由于油槍控制回路存在制定缺陷，在機(jī)組運(yùn)行過程中，假設(shè)發(fā)生油槍系統(tǒng)控制電源切換，將導(dǎo)致所有投運(yùn)油槍退出，嚴(yán)重威脅鍋爐運(yùn)行安全。        2、改造總體思路:        在油槍控制回路內(nèi)增加延時(shí)，使油槍系統(tǒng)在瞬間失電時(shí)電源切換順停時(shí)間為50ms左右，用于跳閘油燃燒器的各開關(guān)量狀態(tài)堅(jiān)持1秒，假設(shè)1秒后系統(tǒng)仍然失電，則觸發(fā)油燃燒器跳閘邏輯。        3、改造方案：