趙曉燕,焦凱

(華電濰坊發(fā)電有限公司,山東 濰坊 261000)

探究電廠熱控電動(dòng)門(mén)常見(jiàn)故障的成因與防治對(duì)策

趙曉燕,焦凱

(華電濰坊發(fā)電有限公司,山東 濰坊 261000)

熱控設(shè)備的基礎(chǔ)建設(shè)和選擇是現(xiàn)代發(fā)電廠機(jī)組正常運(yùn)行的重要保證,其中電廠熱控設(shè)備管理下的電動(dòng)門(mén)設(shè)備是本文主要研究的內(nèi)容.本文在對(duì)某電廠的熱控設(shè)備進(jìn)行研究的過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)該電廠內(nèi)部300MW機(jī)組電動(dòng)門(mén)盤(pán)柜電源出現(xiàn)了多次的跳閘現(xiàn)象,分析了故障現(xiàn)象后,對(duì)熱控電動(dòng)門(mén)常見(jiàn)的故障原因進(jìn)行了總結(jié),并給出了具體的防止方案.

發(fā)電廠設(shè)備;熱控電動(dòng)門(mén);盤(pán)柜電源;跳閘故障

在現(xiàn)代發(fā)電廠中,進(jìn)行熱控設(shè)備的安裝需要運(yùn)用DCS系統(tǒng)進(jìn)行接線(xiàn)和電纜設(shè)計(jì),在嚴(yán)格的環(huán)境要求下,DCS系統(tǒng)在接地和改線(xiàn)的過(guò)程中一旦出現(xiàn)失誤,最終都可能造成電控設(shè)備的失效,引發(fā)相關(guān)電氣設(shè)備故障.因此對(duì)于電廠設(shè)備管控來(lái)說(shuō)通常需要做好前期準(zhǔn)備,充分利用圖紙會(huì)審工作,提升熱控設(shè)備的安裝和運(yùn)行質(zhì)量.

1 某電廠熱控電動(dòng)門(mén)故障情況

1.1 電廠設(shè)備情況

本文所調(diào)研的發(fā)電廠為某市火電廠,該電廠所選用的電動(dòng)門(mén)設(shè)備為2008年投入生產(chǎn)的300MW的QFSN-300-2型設(shè)備,其主要的電源控制為熱控設(shè)備下機(jī)組鍋爐盤(pán)柜電源,電源型號(hào)為STQ-140型.電源擁有兩路空氣開(kāi)關(guān)和一路接觸器,位于電源切換裝置的系統(tǒng)兩側(cè),為了保證300MW電動(dòng)門(mén)的供電,鍋爐電動(dòng)門(mén)擁有除了電源盤(pán)柜以外的油槍控制柜電源作為備用電源.在電源切換面板當(dāng)中擁有兩組quot;工作quot;、quot;投入quot;指示燈,分別為空開(kāi)手操.在正常運(yùn)行狀態(tài)中,一路空開(kāi)投入、與接觸器聯(lián)動(dòng),同時(shí),備用電源空開(kāi)投入,接觸器斷開(kāi),處于聯(lián)動(dòng)備用.

1.2 跳閘故障發(fā)生

該設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中,曾經(jīng)先后多次發(fā)生過(guò)跳閘故障,在故障發(fā)生時(shí),機(jī)組正常運(yùn)行,盤(pán)柜電源發(fā)生跳閘,備用電源未聯(lián)動(dòng),DCS畫(huà)面可以看出,一次風(fēng)擋板存在壞質(zhì)量點(diǎn),給粉機(jī)跳閘.在分析研究中,本文對(duì)設(shè)備進(jìn)行拆機(jī)檢查,其中兩路空開(kāi)手操都處于良好的合閘狀態(tài),但電源工作燈均已熄滅,接觸器發(fā)生了跳閘狀態(tài),母線(xiàn)電壓表無(wú)指示.其中一路空開(kāi)合位、接觸器跳閘,另一路空開(kāi)合位、接觸器未聯(lián)動(dòng).在手動(dòng)切開(kāi)后,備用接觸器聯(lián)動(dòng),母線(xiàn)電壓表正常.據(jù)此進(jìn)行故障流程分析,可以得出一次風(fēng)擋執(zhí)行器出現(xiàn)失電,繼而造成DSC內(nèi)部判定擋板已經(jīng)關(guān)閉,使給粉機(jī)跳閘,出現(xiàn)燃料中段,形成MFT動(dòng)作,電動(dòng)門(mén)機(jī)組跳閘.

2 電動(dòng)門(mén)故障原因分析

在對(duì)該電動(dòng)門(mén)進(jìn)行分析后,總結(jié)出了目前熱控電動(dòng)門(mén)所容易出現(xiàn)故障的幾個(gè)方面原因.

2.1 密封故障

電動(dòng)門(mén)在經(jīng)過(guò)多年使用之后,電纜會(huì)出現(xiàn)一定程度的密封問(wèn)題,最終導(dǎo)致異物進(jìn)入到電動(dòng)門(mén)的內(nèi)部,造成故障.在以往的經(jīng)驗(yàn)過(guò)程中,一般進(jìn)入到電動(dòng)門(mén)機(jī)組內(nèi)部的異物有雨水、液體、粉塵、潮濕氣體等,這部分潮濕物質(zhì)會(huì)使電源以及內(nèi)部電路板出現(xiàn)故障,造成機(jī)組內(nèi)部接觸不良,主要原因?yàn)殡娫措娎|進(jìn)口與信號(hào)電纜連接處無(wú)密封接頭、電動(dòng)門(mén)配貨帶未安裝密封接頭或橡膠圈等.

2.2 非人為損壞

在電動(dòng)門(mén)使用過(guò)程中,還存在類(lèi)似機(jī)械卡澀等不可控故障,其主要原因在于異物誤入到機(jī)械內(nèi)部,例如在煤機(jī)入口處由于大塊煤塊造成了內(nèi)部插板發(fā)生卡澀,最終造成電動(dòng)門(mén)故障.一般來(lái)說(shuō),這類(lèi)不可控故障出現(xiàn)幾率較小,平時(shí)工作人員進(jìn)行檢查時(shí)認(rèn)真負(fù)責(zé)即可避免.

2.3 設(shè)備振動(dòng)引發(fā)故障

電動(dòng)門(mén)設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中,由于供電會(huì)發(fā)生一定振幅的振動(dòng),作為電氣設(shè)備,振動(dòng)現(xiàn)象是正?，F(xiàn)象.但是隨著振動(dòng)的不斷加深,類(lèi)似于電路板插縫、電路板內(nèi)部元件以及外殼固定螺絲等細(xì)小設(shè)備,可能會(huì)在振動(dòng)加劇的影響之下,發(fā)生松動(dòng)、損壞等情況,最終造成設(shè)備整體出現(xiàn)故障.

2.4 腐蝕故障

電廠所處的地理環(huán)境不同可能也會(huì)對(duì)所使用的電動(dòng)門(mén)等電器設(shè)備造成影響,最終引發(fā)故障.例如東南沿海城市或者島嶼城市,發(fā)電廠往往要承受較為潮濕的空氣環(huán)境影響,在室外設(shè)備當(dāng)中,許多機(jī)械的金屬外殼長(zhǎng)期裸露于這種潮濕的空氣當(dāng)中,最終會(huì)形成蒸發(fā)氣體,嚴(yán)重腐蝕相關(guān)機(jī)組設(shè)備.除了位于海邊,位于某化學(xué)工廠附近的發(fā)電廠也面臨這一威脅,例如電動(dòng)門(mén)在腐蝕氣體的影響之下,出現(xiàn)了螺絲誘銹現(xiàn)象,最終導(dǎo)致接線(xiàn)螺絲無(wú)法打開(kāi),設(shè)備無(wú)法進(jìn)行檢修.

2.5 人為因素

除了環(huán)境因素之外,人為因素在電動(dòng)門(mén)等電氣設(shè)備損壞中也占據(jù)相當(dāng)大的比重.在以往的人為因素造成設(shè)備故障或損壞的總結(jié)中,人為因素一般分為人為損壞、維護(hù)不當(dāng)和設(shè)計(jì)安裝錯(cuò)誤三個(gè)方面.其中人為損壞是指在電動(dòng)門(mén)設(shè)備使用過(guò)程中由于檢修人員對(duì)待電動(dòng)門(mén)本體及電動(dòng)門(mén)電纜時(shí)不認(rèn)真,最終造成了配件丟失,這一問(wèn)題體現(xiàn)在熱控檢修過(guò)程中最為常見(jiàn),工作人員所面對(duì)的熱控零件多為小體積物品,在未經(jīng)妥善保管時(shí)很容易造成丟失,最終造成設(shè)備損壞;維護(hù)不當(dāng)則是在維修人員對(duì)熱控設(shè)備或電動(dòng)門(mén)設(shè)備進(jìn)行維修的過(guò)程中,由于技術(shù)能力、維修規(guī)程不熟練造成了電動(dòng)門(mén)出現(xiàn)了故障;而設(shè)計(jì)安裝故障則是設(shè)計(jì)安裝人員在選型、安裝方法方面考慮不周,存在缺陷,從而使電動(dòng)門(mén)無(wú)法正常工作.

3 熱控電動(dòng)門(mén)故障的防治

3.1 熱控電動(dòng)門(mén)故障的治理措施

本文在對(duì)調(diào)研發(fā)電廠300MW電動(dòng)門(mén)的故障排查中,認(rèn)為該電動(dòng)門(mén)出現(xiàn)的盤(pán)柜電源跳閘故障主要問(wèn)題為人為問(wèn)題.首先,對(duì)于接觸器選型時(shí)相關(guān)人員未能完全負(fù)責(zé),電源切換裝置所使用的接觸器存在嚴(yán)重的質(zhì)量問(wèn)題.其次,電源當(dāng)中一次回路接線(xiàn)復(fù)雜,元件過(guò)多,同時(shí)廠家存在技術(shù)封鎖,未提供圖紙.因此,增加了故障幾率.此外,油槍控制回路設(shè)計(jì)不合理,電源切換過(guò)程欠考慮.為此開(kāi)展了技術(shù)改進(jìn).

(1)盤(pán)柜電源改造.盤(pán)柜電源出現(xiàn)的跳閘故障主要原因在于備用電源無(wú)法聯(lián)動(dòng),元件故障頻率高,因此針對(duì)造成無(wú)法聯(lián)動(dòng)的舊型號(hào)接觸器,決定更換性能更好的SC-N10型接觸器,并在設(shè)計(jì)中取消了電源切換板和聯(lián)投條件判定.此外在負(fù)荷母線(xiàn)之上加裝了QXB缺相保護(hù)器,并作為輔助系統(tǒng)接入到DCS系統(tǒng)當(dāng)中.在實(shí)際效果中,依然是二路電源一路運(yùn)行一路備用,在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)上級(jí)電源失壓跳閘后,常閉輔助接點(diǎn)在瞬間完成閉合,并啟動(dòng)聯(lián)動(dòng)備用電源,缺相保護(hù)器通過(guò)DCS進(jìn)行報(bào)警,避免造成過(guò)大的事故.

(2)保護(hù)系統(tǒng)改造.在對(duì)給粉機(jī)跳閘保護(hù)的改造中,采用了一次風(fēng)擋板執(zhí)行器模擬量來(lái)建立反饋信號(hào),并借助模擬量位置和開(kāi)關(guān)量位置實(shí)現(xiàn)信號(hào)的反饋,從而反映出給粉機(jī)的運(yùn)行狀態(tài).在改造過(guò)程中,運(yùn)用了quot;與quot;邏輯,通過(guò)模擬量位置反饋小于5%,執(zhí)行器關(guān)信號(hào)、給粉機(jī)運(yùn)行實(shí)現(xiàn)給粉機(jī)跳閘.

(3)油槍控制回路改造.在電動(dòng)門(mén)設(shè)計(jì)當(dāng)中,備用電路的油槍控制回路存在嚴(yán)重的設(shè)計(jì)問(wèn)題,一旦出現(xiàn)油槍系統(tǒng)控制下的電源切換,勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致投運(yùn)油槍出現(xiàn)退出,危害運(yùn)行安全.為了避免這一危害,在對(duì)油槍控制回路進(jìn)行改造時(shí),為其加入了延時(shí)控制,從而在電源切換順停時(shí)間的50毫秒以?xún)?nèi),將跳閘燃燒器開(kāi)關(guān)量維持在1秒以上,在1秒以后,系統(tǒng)仍然未出現(xiàn)失電,則判定為故障,進(jìn)行跳閘.

3.2 熱控電動(dòng)門(mén)故障的防范措施

除了應(yīng)對(duì)緊急出現(xiàn)的熱控電動(dòng)門(mén)故障,在電動(dòng)門(mén)熱控設(shè)備設(shè)計(jì)的過(guò)程中,也應(yīng)當(dāng)具有防范于未然的意識(shí),通過(guò)嚴(yán)謹(jǐn)深入的防范措施,從根本上避免熱控電動(dòng)門(mén)等電器設(shè)備出現(xiàn)具有嚴(yán)重危害的故障.

(1)DCS系統(tǒng)電纜設(shè)計(jì).在目前熱控設(shè)備的設(shè)計(jì)當(dāng)中,DCS系統(tǒng)一般采用中間轉(zhuǎn)接電子柜,因此,所有架設(shè)的就地電纜都需要接入到電子柜當(dāng)中,在通過(guò)控制電纜,與DCS模件相互連接.為了實(shí)現(xiàn)獨(dú)立施工,在中間端子柜中,設(shè)計(jì)人員通常會(huì)將連盤(pán)電纜與跳線(xiàn)相互連接,保證控制.在設(shè)計(jì)施工中,設(shè)計(jì)人員需要充分考慮熱控設(shè)備在進(jìn)行DCS系統(tǒng)時(shí)的外部環(huán)境情況.為了使DCS穩(wěn)定運(yùn)行,DCS的安裝位置需要保證在裝修、消防、空調(diào)等安裝流程結(jié)束再開(kāi)展進(jìn)行,同時(shí),對(duì)環(huán)境清潔度、環(huán)境中溫度變化以及濕度情況都有嚴(yán)格要求.為了避免隱患,應(yīng)當(dāng)確保溫度損傷、塵臟污染和電磁輻射.

(2)DCS系統(tǒng)接地要求.DCS系統(tǒng)在進(jìn)行接地時(shí),應(yīng)當(dāng)避免虛焊現(xiàn)象、松動(dòng)現(xiàn)象和接觸不良、電阻增大等.其中,連接頭未進(jìn)行壓焊或焊接不牢會(huì)造成虛焊,而振動(dòng)過(guò)于頻繁則會(huì)造成細(xì)小設(shè)備發(fā)生松動(dòng).在環(huán)境因素當(dāng)中,接觸點(diǎn)未安裝橡膠圈會(huì)出現(xiàn)腐蝕,地極電阻則需要滿(mǎn)足接地電阻要求,否則會(huì)出現(xiàn)電阻增大現(xiàn)象.

(3)電纜敷設(shè).電纜敷設(shè)是否妥當(dāng)在DCS系統(tǒng)當(dāng)中也有著重要影響.為了使DCS系統(tǒng)可以起到抗電磁干擾的效果,一般在進(jìn)行電纜敷設(shè)時(shí)會(huì)選擇應(yīng)用強(qiáng)弱電分層排放的敷設(shè)方式,并在走線(xiàn)的方向上努力避免熱源,防止熱源對(duì)電纜造成損壞.此外,在DCS使用了機(jī)組儀表控制系統(tǒng)之后,本文在熱控電動(dòng)門(mén)設(shè)計(jì)時(shí)選用了開(kāi)關(guān)狀態(tài)線(xiàn)進(jìn)行一根電纜單放的設(shè)計(jì),從而在使用過(guò)程中通過(guò)與電源的分離,避免與高電壓接觸,保證安全.

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述,在現(xiàn)階段發(fā)電廠裝設(shè)的熱控電動(dòng)門(mén)設(shè)備當(dāng)中,可能存在因環(huán)境因素和人為因素兩個(gè)方面作用下的電動(dòng)門(mén)故障.故障的表現(xiàn)形式多樣,需要設(shè)計(jì)人員認(rèn)真分析解決.在設(shè)計(jì)構(gòu)造之前,需要認(rèn)真分析電廠具體需求,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)優(yōu)秀的DCS系統(tǒng)布置.

[1]謝正勇.淺談火電廠基建期間熱控專(zhuān)業(yè)的細(xì)節(jié)管理[J].機(jī)電信息,2012,(15):69-70.

[2]張金生.電廠熱控系統(tǒng)調(diào)試中的常見(jiàn)問(wèn)題[J].才智,2011,(22):70.

[3]楊本貴,鄭光偉,趙文剛,梁?jiǎn)⒊?300MW機(jī)組電動(dòng)門(mén)盤(pán)柜電源及熱機(jī)保護(hù)技術(shù)改造[J].電力安全技術(shù),2011,13(07):49-52.

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