池慧勇，鄔 俊，白緒超，楊文池

(內(nèi)蒙古京能康巴什熱電有限公司，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017000)

0 引言

2019年某發(fā)電廠針對(duì)原煤倉落煤管頻繁堵塞的問題，對(duì)其進(jìn)行了改造，分別對(duì)兩臺(tái)機(jī)組10臺(tái)給煤機(jī)加裝了清堵裝置。改造后，多次發(fā)生清堵裝置插板門卡澀，造成控制柜內(nèi)總電源開關(guān)及上級(jí)鍋爐MCC饋線電源開關(guān)跳閘的現(xiàn)象，且清堵裝置運(yùn)行不可靠，影響機(jī)組負(fù)荷，同時(shí)威脅到鍋爐MCC供電的穩(wěn)定性。

1 事故經(jīng)過

在原煤倉落煤管清堵裝置安裝完畢后，對(duì)電控柜進(jìn)行調(diào)試運(yùn)行，運(yùn)行人員通過DCS遠(yuǎn)方操作開啟插板門，插板門發(fā)生卡澀，停止在中間位置；之后，運(yùn)行人員嘗試DCS遠(yuǎn)方操作關(guān)閉插板門，插板門仍卡在中間位置不動(dòng)作；隨后，運(yùn)行人員將插板門控制回路切換至就地控制，就地操作插板門，此時(shí)，無論是進(jìn)行開啟操作還是關(guān)閉操作，均出現(xiàn)插板門動(dòng)力空開跳閘，柜內(nèi)總電源開關(guān)(型號(hào)規(guī)格為施耐德IC65N-D25A)跳閘，上級(jí)鍋爐MCC饋線開關(guān)(型號(hào)規(guī)格為施耐德NSX100H，配MA型脫扣器)跳閘。

2 事故分析

檢修人員檢查電纜絕緣正常，對(duì)插板門卡澀進(jìn)行處理，重新上電試運(yùn)，DCS遠(yuǎn)方和就地進(jìn)行插板門操作，運(yùn)行正常。運(yùn)行一段時(shí)間后又發(fā)生跳閘事故，反復(fù)分析事故經(jīng)過，得出跳閘事故過程中有以下幾個(gè)特點(diǎn)。

(1) 插板門卡澀在中間位置。

(2) 遠(yuǎn)方開指令發(fā)出后，再次發(fā)出關(guān)指令。

(3) 遠(yuǎn)方操作卡澀后(遠(yuǎn)方開、關(guān)操作無效后)切換至就地進(jìn)行開關(guān)操作。

(4) 上級(jí)鍋爐MCC饋線開關(guān)跳閘。

清堵裝置電控柜回路設(shè)計(jì)電流20 A，斷路器脫扣電流定值250 A。插板門卡澀后，應(yīng)該通過熱繼電器動(dòng)作斷開電源回路，不應(yīng)該直接跳開電源開關(guān)。因此判斷在運(yùn)行人員進(jìn)行操作時(shí)，動(dòng)力電源回路存在短路故障。然而檢查動(dòng)力電纜絕緣合格，對(duì)控制回路進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)插板門控制回路設(shè)計(jì)存在缺陷，引起插板門正反轉(zhuǎn)接觸器同時(shí)吸合，造成相間短路。

1.3 控制回路分析

清堵裝置由上、下刮刀和插板門構(gòu)成，主接線如圖1所示。插板門是由兩個(gè)同時(shí)對(duì)向移動(dòng)的A插板門、B插板門組成，插板門電機(jī)通過正反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)插板門的開、關(guān)，插板門控制回路如圖2所示。

圖1 清堵裝置電控柜主接線

圖2 插板門控制回路

根據(jù)前述事故過程分析，運(yùn)行人員操作過程可以分為三個(gè)階段。第一階段，運(yùn)行人員DCS遠(yuǎn)方操作開啟插板門；第二階段，因插板門未開啟到位，運(yùn)行人員嘗試DCS遠(yuǎn)方操作關(guān)閉插板門；第三階段，插板門DCS遠(yuǎn)方操作無法進(jìn)行開關(guān)，運(yùn)行人員進(jìn)行就地檢查，將電控柜切至就地操作插板門。

(1) 第一階段。運(yùn)行人員遠(yuǎn)方DCS下發(fā)開啟插板門脈沖指令后，K18繼電器線圈通過K14繼電器常閉觸點(diǎn)帶電，并通過K18繼電器觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)自保持，接觸器KM2通過轉(zhuǎn)換開關(guān)SAC2，K18繼電器觸點(diǎn)、KM3接觸器觸點(diǎn)、K14繼電器觸點(diǎn)接通吸合，實(shí)現(xiàn)開插板門主回路的接通。第一階段控制回路分析如圖3所示。

圖3 第一階段控制回路分析

(2) 第二階段。當(dāng)插板門由于機(jī)械卡澀不能完全開啟到位時(shí)，插板門開到位信號(hào)XC1無法閉合，繼電器K14不能帶電，其串接在開啟插板門繼電器K18的觸點(diǎn)就不能打開，繼電器K18始終帶電。此時(shí)運(yùn)行人員嘗試通過DCS下發(fā)關(guān)閉插板門指令，繼電器K19通過K15繼電器觸點(diǎn)帶電，并通過繼電器K19觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)自保持。由于插板門開接觸器KM2始終帶電，插板門關(guān)接觸器KM3回路中串接KM2常閉觸點(diǎn)，故關(guān)接觸器KM3無法得電，插板門不能動(dòng)作。第二階段控制回路分析如圖4所示。

圖4 第二階段控制回路分析

(3) 第三階段。運(yùn)行人員在遠(yuǎn)方無法操作插板門的情況下，將遠(yuǎn)方、就地轉(zhuǎn)換開關(guān)SAC2切換到“手動(dòng)”位置，在此過程中，SAC2原本處于接通位置的“遠(yuǎn)程”觸點(diǎn)斷開，接觸器KM2的線圈也隨之失電，此前造成接觸器KM3無法得電的KM2的常閉觸點(diǎn)也恢復(fù)閉合狀態(tài)。之后，運(yùn)行人員若操作把手SAC3，無論將把手打到“開”或者“關(guān)”位，都會(huì)造成KM2，KM3接觸器線圈瞬間同時(shí)得電勵(lì)磁，插板門正反轉(zhuǎn)回路同時(shí)接通，導(dǎo)致相間短路故障，控制回路分析如圖5所示。

圖5 第三階段控制回路分析

2 改進(jìn)方案

2.1 方案一

在DCS啟動(dòng)控制回路中增加插板門電機(jī)正反轉(zhuǎn)接觸器互鎖位置觸點(diǎn)，或者增加電機(jī)正反轉(zhuǎn)運(yùn)行狀態(tài)中間繼電器，將中間繼電器觸點(diǎn)分別接入遠(yuǎn)方、就地電機(jī)正反轉(zhuǎn)接觸器控制回路中構(gòu)成電氣連鎖，修改控制回路原理如圖6所示。

圖6 方案一控制回路原理

2.2 方案二

拆除K18，K19繼電器，取消遠(yuǎn)方操作。

2.3 方案三

取消DCS啟動(dòng)控制回路中繼電器K18，K19的自保持觸點(diǎn)，修改熱工控制邏輯，將開、關(guān)脈沖指令改為30 s長指令，并增設(shè)互鎖邏輯。修改后控制回路原理如圖7所示，修改后熱工控制邏輯如圖8所示。

圖7 方案三控制回路原理

圖8 方案三熱工控制邏輯

3 結(jié)束語

方案一電機(jī)正反轉(zhuǎn)回路改造設(shè)計(jì)合理，可靠性高。但是由于本控制回路中接觸器擴(kuò)展觸點(diǎn)已經(jīng)全部使用，需要再增加中間繼電器才能實(shí)現(xiàn)，回路改造較復(fù)雜，同時(shí)增加中間環(huán)節(jié)也意味著增加了控制回路的故障點(diǎn)。方案二簡單易行，無需改動(dòng)熱工邏輯與設(shè)計(jì)圖紙，但是自動(dòng)化水平低，運(yùn)行人員只能進(jìn)行就地操作，增加了勞動(dòng)強(qiáng)度。方案三控制回路改動(dòng)較少，通過熱工邏輯實(shí)現(xiàn)電氣閉鎖，可靠性高，為最優(yōu)方案。

對(duì)改造后的清堵裝置電控柜運(yùn)行情況進(jìn)行跟蹤調(diào)查，再未出現(xiàn)因相間短路故障引發(fā)開關(guān)跳閘現(xiàn)象。設(shè)備運(yùn)行可靠，有效降低了原煤倉落煤管清堵裝置電氣控制回路故障發(fā)生的幾率。