煤气锅炉风机变频器故障导致发电机组停机解决方案

禹金龙，戴国伟，刘涛

（宁波钢铁有限公司，浙江宁波315807）

煤气锅炉风机变频器故障导致发电机组停机解决方案

禹金龙，戴国伟，刘涛

（宁波钢铁有限公司，浙江宁波315807）

通过介绍宁波钢铁有限公司余能发电厂煤气锅炉的工艺情况，对风机变频器故障引起锅炉停炉进而导致机组停机事故的原因进行了分析，阐述了解决方案及实施效果。

变频器；故障；分析；措施

1 引言

宁波钢铁有限公司是一家钢铁联合企业，炼焦、炼铁和炼钢工艺生产过程中产生大量副产煤气。为充分利用煤气，余能发电厂建成一套135 MW汽轮发电机组，配备额定蒸发量为400 t/h的超高压煤气锅炉。送风机、引风机是锅炉设备最重要的辅机，为满足变负荷机组的节能需要，锅炉配备的4台风机均采用变频调节。引风机的任务是控制引风量，同时克服尾部烟道的省煤器、空气预热器、煤气加热器及烟气挡板的阻力，将炉膛的压力控制在规定的范围之内，正常运行时炉膛负压保持在-20～-50 Pa。送风机的任务是控制送风量，同时克服空气预热器和助燃风挡板的阻力，使送风量与煤气量保持合适的比例，实现锅炉的安全经济燃烧。

2 故障情况介绍

余能发电厂1#发电机组2011年8月底投产，截止2013年3月，累计发生17次风机变频器故障跳闸，其中6次引起锅炉MFT动作进而导致机组停机，对公司的能耗指标和生产成本造成重大影响。

3 事故原因分析

（1）风机变频器故障报警，风机联锁跳闸。

（2）送风机变频器故障跳闸后，引风机频率变化跟踪不上负荷变化，调整引风机频率难以控制负压。例如，2013年3月7日送风机A故障跳闸后，仅仅29 s锅炉MFT就动作，随后机组联锁停机。

（3）机组高负荷运行时，送风机变频器故障跳闸后，助燃风量迅速下降，炉膛负压变大。随着助燃风压力的降低，中上层燃烧器因风压低保护动作联锁切除，更加剧了炉膛负压的变化。

（4）旧版的风机变频器故障事故预案没有经过高负荷情况下变频器发生故障的考验，需要完善。

4 解决方案及实施情况

4.1 “风机变频器故障报警”问题

对发出故障报警的变频器模块进行检查并更换。用MR8847存储记录仪及FLUKE1760电力质量记录器对送风机A变频器的输出电流、电压、输出电压谐波进行检测，排除电源质量影响的可能。将风机变频器故障定为重要报警信号，在工业电视监视屏上集中显示，并设置声光报警，便于运行人员尽早发现故障，及时启动应急预案。

4.2 “送风机变频器故障跳闸后，调整引风机频率难以控制负压”问题

为简化变频器故障后的工况变化，便于运行人员采取正确的处理措施，完善风机联锁程序，取消风机变频器故障后的自动复置及随后的“飞车启动”功能，改为风机变频器故障后，跳开相应风机高压断路器（即风机跳闸）；送风机/引风机跳闸后，联跳同侧的引风机/送风机。

4.3 “机组高负荷运行时送风机变频器故障，助燃风量及煤气量迅速下降，加剧了炉膛负压的变化”问题

为避免燃烧器前风压的大幅度降低，增加送风机跳闸后，联锁关闭该风机的进、出口挡板功能。为避免高负荷时煤气量大幅度减少，在控制程序中增加了风机跳闸后的燃烧器“层切”功能，即风机跳闸后，保留下层4组燃烧器以及中层的一组燃烧器运行，其余各组燃烧器全部联锁切除。这样，在一台风机变频器故障跳闸后，既能够快速地将锅炉降低至相对安全的负荷，又能够避免炉膛负压的大幅度变化。

4.4 完善《风机变频器故障事故预案》，组织运行人员培训和演练

对原《风机变频器故障事故预案》进行了修订。主要内容有：运行人员根据报警画面的报警情况以及DCS控制画面的参数变化等信息，及时发现故障点；锅炉岗位确认相关联锁动作是否正常，燃烧器层切是否动作，故障跳闸的送风机出入口挡板是否关闭，否则，手动干预；炉膛压力偏离正常值较大时，将“炉膛压力主控”切为手动，通过调整引风机频率控制炉膛压力；其他岗位人员配合控制好汽包水位及蒸汽温度等参数；变频器故障处理好后重新启动引、送风机，逐步恢复机组负荷。

修订后的《风机变频器故障事故预案》于2013年3月22日下发到运行岗位。2013年3月27日机组定修，对风机相关联锁程序进行了修改。

5 实施效果

采取上述措施后，截至2014年1月底，10个月内风机变频器又发生4次故障跳闸，均未引起机组停机。具体情况如下：

2013年5月7日03：59，送风机A变频器故障跳闸，引风机A联锁跳闸，中上层燃烧器联锁切除，炉膛压力最低降至-959 Pa（±1500 Pa时锅炉停炉，机组联锁停机），机组负荷由120 MW降至54 MW，故障未导致机组停机，发电负荷受到一定影响。

2013年5月8日22∶10，送风机A变频器故障跳闸，引风机A联锁跳闸，当时机组低负荷运行，炉膛压力及发电负荷等参数变化较小。

2013年5月9日07∶55，送风机A变频器故障跳闸，引风机A联锁跳闸，中上层燃烧器联锁切除，炉膛压力最低降至-900 Pa，机组负荷由126 MW降至63 MW，故障未导致机组停机，发电负荷受到一定影响。

2013年12月9日14：55，引风机A变频器故障跳闸，送风机A联锁跳闸，中上层燃烧器联锁切除，炉膛压力最低降至-538 Pa，机组负荷由94 MW最低降至24 MW，故障未导致机组停机，发电负荷受到一定影响。

6 效益分析

变频器发生故障时机组的平均负荷按75 MW计算，每次停机影响生产时间为3个小时，那么，在过去一年中避免的4次停机事故至少带来90万kW·h的发电效益，同时，减少高炉煤气放散约270万m3。

7 结束语

在风机变频器缺陷没有彻底消除的情况下，从故障报警、联锁程序、运行调整等几方面着手，采取措施，成功处理了4起变频器故障跳闸事故，均避免了锅炉停炉、机组停机事故的发生。特别是有两次故障发生时机组负荷在120 MW以上，经受住了机组高负荷运行期间变频器发生故障的考验。

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Solutions to Shutdown of Generating Unit Caused by Failure of Frequency Converter for the Fan of Gas Boilers

YU Jinlong，DAI Guowei，LIU Tao
(Ningbo Iron and Steel Co.,Ltd.,Ningbo,Zhejiang 315807,China)

Through introduction of the process of gas boiler at the waste heat power generation plant of Ningbo Steel,the reason for the generator shutdown accident caused by boiler shutdown due to failure of fan frequency converter is analyzed and corresponding solutions and their implementation results are also presented.

frequency converter;failure;analysis;measure

TM921.51

B

1006-6764(2014)06-0014-02

2014－02－25

禹金龙（1980－），男，2003年毕业于东北大学热能与动力工程专业，工程师，现从事电厂锅炉运行专业技术工作。