某廠1000MW機組一次風機油站油壓異常分析及處理

摘要：某廠1 000 MW機組一次風機采用動葉可調(diào)軸流風機，配有液壓潤滑油站，供給風機軸承潤滑以及動葉調(diào)節(jié)機構(gòu)。一次風機油站采用雙路交流電源供電，油站控制柜負載除了兩臺油泵和冷卻泵，還有油站加熱器和熱工變送器電源。某次發(fā)生了一次風機油站熱工24 V電源轉(zhuǎn)換模塊故障導(dǎo)致油站控制油壓和潤滑油壓信號輸出異常的事件，使運行一次風機動葉無法調(diào)整，給機組正常運行調(diào)整帶來威脅。鑒于此，首先介紹了一次風機系統(tǒng)配置，然后對異常事件經(jīng)過及原因進行分析，并提出了最佳處理方案。

關(guān)鍵詞：軸流風機；油站；電源模塊；油壓信號

中圖分類號：TK37? ? 文獻標志碼：A? ? 文章編號：1671-0797（2023）10-0069-03

DOI：10.19514/j.cnki.cn32-1628/tm.2023.10.019

0? ? 引言

某廠2×1 000 MW機組一次風機采用動葉可調(diào)軸流風機，主要部件包括吸入煙風道、擴壓筒、葉輪、主軸承箱、撓性聯(lián)軸器和操作機構(gòu)，輔助設(shè)備包括液壓潤滑油站、罩殼和消音器。一次風機配一個液壓潤滑油站，油站設(shè)2套液壓潤滑油泵互為備用，啟動1臺油泵電機后，共軸的潤滑油泵和液壓油泵同時啟動，一路供給風機軸承潤滑油，另一路供給風機動葉調(diào)節(jié)控制油。就地油站通過油壓變送器將信號傳輸給DCS系統(tǒng)，某次發(fā)生了一次風機油站油壓信號變?yōu)閴狞c，導(dǎo)致備用油泵聯(lián)啟，一次風機動葉無法調(diào)節(jié)的異常事件，下面將詳細敘述該事件的整個經(jīng)過，并進行原因分析，提出處理方案。

1? ? 系統(tǒng)設(shè)備簡介

一次風機油站主要由液壓潤滑油泵、冷卻循環(huán)泵、油箱、冷卻器、濾網(wǎng)、電源控制箱等組成，正常運行時一臺液壓潤滑油泵和冷卻循環(huán)泵運行，另一臺液壓潤滑油泵聯(lián)鎖備用，兩組冷卻器和兩組濾網(wǎng)一用一備。正常情況下，一次風機潤滑油壓力在0.35 MPa左右，液壓油壓力在3.0 MPa左右。當潤滑油壓力低至0.08 MPa或者液壓油壓力低至1.5 MPa，會使備用油泵聯(lián)鎖啟動。當液壓油壓力低至1.5 MPa時，DCS邏輯閉鎖風機動葉調(diào)節(jié)，使動葉指令保持當前值。當潤滑油壓力低至0.08 MPa，且風機軸承溫度高至90 ℃或風機軸承溫度高至110 ℃時，一次風機會跳閘。鍋爐一次風機油站系統(tǒng)圖如圖1所示。

一次風機油站壓力變送器（Parker SensoControl）主要由測壓元件傳感器、測量電路和過程連接件三部分組成，它能將測壓元件傳感器感受到的液體物理壓力參數(shù)轉(zhuǎn)變成標準的電信號（4～20 mA）[1]，以供給指示報警儀、記錄儀、調(diào)節(jié)器等二次儀表進行測量、指示和過程調(diào)節(jié)。壓力變送器電源是直流24 V，由專門的電源轉(zhuǎn)換模塊提供。電源電壓低于12 V或不穩(wěn)定時，就會造成壓力變送器輸出信號不穩(wěn)定、波動較大、信號有誤差等情況。

2? ? 事件異常經(jīng)過

2023-01-05T15：53，機組負荷870 MW，A/B/C/D/E/F磨煤機運行，DCS光字牌“B一次風機油站異?！薄癇一次風機油泵備用狀態(tài)異?！眻缶?，檢查B一次風機本體畫面，發(fā)現(xiàn)B一次風機油站潤滑油壓顯示為壞點-0.37 MPa，控制油壓顯示1.47 MPa并逐步下降，備用風機油泵B啟動，值班員嚴密監(jiān)視B一次風機軸承溫度，立即匯報值長，申請解列AGC減負荷。迅速聯(lián)系巡檢至就地檢查B一次風機油站情況，巡檢就地匯報控制油壓為4.1 MPa，潤滑油壓為0.4 MPa，油位175 mm，兩臺油泵運行正常，就地無漏油現(xiàn)象，值班員立即聯(lián)系檢修到場檢查。

16：02，機組負荷減至730 MW，A一次風機動葉自動下關(guān)至56%，B一次風機動葉保持在71.4%未動作，為防止A/B一次風機出力偏差過大，值班員解除A一次風機動葉自動，適當開大A一次風機動葉至67%，保持A/B一次風機出力平衡。此時一次風母管壓力設(shè)定值為7.4 kPa，反饋值9.4 kPa。B一次風機動葉自動投入，使RB功能保持在投入狀態(tài)。機組控制在CCS協(xié)調(diào)方式，鍋爐主再汽溫、汽壓、過熱度、爐膛壓力均在正常范圍。

16：10，B一次風機控制油壓突然上升至2.67 MPa，B一次風機動葉自動下關(guān)，最低關(guān)至22%，一次風壓最低降至5.6 kPa。值班員發(fā)現(xiàn)異常后立即解除B一次風機動葉自動，手動開大B一次風機動葉，一次風母管壓力上升至7.7 kPa，將A/B一次風機動葉調(diào)整至60%左右，保持電流、出力偏差在正常值范圍內(nèi)。手動調(diào)節(jié)鍋爐主再汽溫、過熱度、爐膛壓力、脫硝NOx等參數(shù)至正常。

3? ? 原因分析

DCS畫面顯示的控制油壓和潤滑油壓測點均為濾網(wǎng)后，一次風機油站油泵為雙聯(lián)齒輪泵，當DCS畫面上兩個油壓同時異常下降，最大的可能是油泵運行不正常，但是備用電機聯(lián)啟后油壓仍然消失，兩臺油泵同時故障的可能性不大，除非電源故障。而油泵出口管道大量漏油的可能性也非常小，因為從系統(tǒng)圖及就地布置可以看出，兩臺油泵同時運行都不能建立任一側(cè)油壓，則系統(tǒng)上必須有兩個以上漏點同時存在。所以，此時最有可能是以下三種情況：（1）油泵電源故障（可通過電源故障報警判斷）；（2）油箱油位低，油泵已經(jīng)吸不到油（可通過低油位開關(guān)量判斷）；（3）熱工變送器信號故障導(dǎo)致油壓顯示異常（可通過就地壓力表判斷）。后熱工檢修到場查明原因為B一次風機油站給熱工油壓變送器供電的AC220 V/DC24 V電源轉(zhuǎn)換模塊故障，模塊輸出電壓只有8 V，導(dǎo)致控制油壓和潤滑油壓傳輸信號嚴重偏離正常值，DCS畫面B一次風機油站控制油壓和潤滑油壓異常偏低，油壓值低于聯(lián)啟值，使得備用油泵B聯(lián)鎖啟動。

在減負荷期間，因B一次風機油站控制油壓＜1.5 MPa，邏輯強制B一次風機動葉指令跟蹤當前值，所以B一次風機動葉保持在71.4%且拒動，失去調(diào)節(jié)功能。為防止A/B一次風機出力偏差過大，解除A一次風機動葉自動，手動調(diào)節(jié)A/B一次風機出力平衡。

在B一次風機控制油壓突然恢復(fù)至1.5 MPa以上時，B一次風機動葉指令突然切換至正常邏輯回路調(diào)節(jié)。由于之前一次風母管壓力反饋值一直高于設(shè)定的2 kPa左右，B一次風機動葉正?？刂苹芈方o定指令在一次風壓設(shè)定和反饋偏差積分的作用下（積分輸出下限-40）不斷向下調(diào)節(jié)，疊加后使得動調(diào)給定指令最低降至0。當B一次風機動葉突然切換至正?？刂苹芈窌r，導(dǎo)致B一次風機動葉快速下關(guān)（每秒下關(guān)2.5%），一次風壓迅速下降，此時值班員立即將B一次風機動葉切手動開大，維持一次風母管壓力，同時調(diào)節(jié)爐壓、汽溫、過熱度、制粉系統(tǒng)等參數(shù)正常。圖2為一次風機控制油壓突然恢復(fù)時一次風機動葉和一次風壓等參數(shù)的動作變化曲線。

在B一次風機正?？刂苹芈方o定指令降低到0的過程中，B一次風機指令與反饋偏差大（±50）本應(yīng)能把B一次風機動葉自動切除，但是因為指令與反饋的減法器輸出下限為0，永遠達不到-50，所以自始至終邏輯都無法切除B一次風機動葉自動，該邏輯設(shè)計需進一步完善。

一次風機動葉控制邏輯中的指令實際上由兩部分組成：一個是單臺磨煤機最高煤量的f（x）函數(shù)，另一個是一次風壓設(shè)定值與實際值的PID函數(shù)。f（x）函數(shù)為給煤機煤量的比例，煤量不變，輸出相對固定（50 t煤在20左右），而PID函數(shù)的輸出范圍為-40～100，值班員減負荷后為保證一次風機出力平衡，手動開出A一次風機動葉，導(dǎo)致一次風壓實際值在8.4 kPa左右，但系統(tǒng)設(shè)定值在6.8 kPa左右，PID函數(shù)的輸出一直在減小，最小時達-21，即一次風機動調(diào)指令此時接近于零，因此B一次風機動葉的自保持回路在控制油壓恢復(fù)后取消，動調(diào)直接關(guān)了下去。

4? ? 處理方案

一次風機控制油壓低閉鎖風機動葉動作后，在就地情況不明時值班員應(yīng)避免大幅度變動負荷，這樣很容易因為兩臺一次風機出力偏差大而造成一次風機失速。即使?jié)櫥褪?，因為電機軸承箱內(nèi)有一定的存油，且在當時環(huán)境溫度偏低的情況下，風機軸承溫度上升緩慢，運行人員有足夠的時間到就地查明情況并處理。如果確實負荷特別高，擔心一次風機故障處理困難，可適當減負荷，但應(yīng)確保兩側(cè)風機電流偏差不大于20 A，同時保留正常風機的動葉自動，也可考慮改投一次風機變頻轉(zhuǎn)速自動。

所以，在巡檢人員未趕到就地判斷真實情況前，值班員應(yīng)密切監(jiān)視B一次風機軸承溫度，并適當減負荷。由于B一次風機動葉被控制油壓低閉鎖，無法參與調(diào)節(jié)，機組負荷不應(yīng)降低過多，以防止A/B一次風機動調(diào)偏差越來越大。B一次風機動葉自動保持投入，使得機組控制仍在CCS模式，提高參數(shù)調(diào)節(jié)的可靠性和穩(wěn)定性。

B一次風機控制油壓恢復(fù)后，在B一次風機動葉由于長時間反饋值比設(shè)定值高的積分作用下，突然自動下關(guān)，最低至22%，一次風壓迅速下降至5.6 kPa，此時應(yīng)立即解除B一次風機自動，手動開大B一次風機動葉，并調(diào)節(jié)A/B一次風機電流平衡，調(diào)節(jié)一次風母管壓力至設(shè)定值附近[2]，監(jiān)視爐壓、汽溫、過熱度、磨煤機、脫硝NOx等參數(shù)并調(diào)節(jié)至正常。

5? ? 結(jié)語

作為運行人員，除了要熟練掌握機組主要輔機故障處理原則和步驟外，還要熟練掌握DCS自動的邏輯，這樣在機組重要測點信號異常時，才能清楚該測點信號異常會對自動動作行為帶來哪些影響，從而在故障處理時根據(jù)實際情況來把握方向，防止忽略該異常導(dǎo)致事故處理原則性問題，避免故障擴大化。

[參考文獻]

[1] 馬東躍.稀油站壓力、溫度測點改造[J].鹽科學(xué)與化工，2018，47（1）：48-49.

[2] 袁懷民，羅瑞霞.動葉可調(diào)風機調(diào)試過程中問題的分析與處理[J].科技與企業(yè)，2014（24）：174.

收稿日期：2023-02-06

作者簡介：陳云飛（1990—），男，江蘇鎮(zhèn)江人，工程師，研究方向：火電廠集控運行維護。