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1、一次风机一次风机高压变频器故障引起 MFT 事故分析王王 锋锋（华能嘉祥电厂，山东 济宁273500）某电厂 2 号机组容量为 33OMW，锅炉为上海锅炉厂有限责任公司制造，型号为： SG1036/17.50-M882。该锅炉为亚临界压力、一次中间再热、单炉膛、控制循环、 平衡通风、固态排渣、汽包型燃煤（参烧 20%水煤气）锅炉。汽轮机为上海汽 轮机有限公司制造，型号为 N300-16.7/538/538。该汽轮机是 300MW 单轴、双 缸双排汽、亚临界、一次中间再热、凝汽式汽轮机。汽轮机在 VWO 工况下的出 力为 331.9MW，主蒸汽流量为 1025t/h。发电机为山东济南发电设备厂生
2、产，型 号为 WX25R-127。额定功率 330MW、空冷发电机，采用静态励磁。 锅炉制粉系统型式：双进双出钢球磨煤机冷一次风机一次风机正压直吹式制粉系统，每 台炉配 2 台磨煤机，对于设计煤种，2 台磨煤机可满足锅炉 BMCR 工况耗煤量 110%的要求。切向燃烧的摆动式煤粉燃烧器，每台磨的一端带四角一层一次风 喷嘴，一台磨煤机带二层一次风喷嘴，二台磨煤机共带四层一次风喷嘴。煤粉 燃烧器采用水平浓淡型。 系统配置两台一次风机一次风机用来提供制粉系统干燥、输送煤粉所需空气，同时满足 煤粉进入炉膛着火初期的空气供应。由于制粉系统阻力较高，因此选用沈阳鼓 风机厂生产的 DFG20F-C6B 变频
3、调速离心一次风机一次风机，属于高压头风机。电机是上 海电机厂生产的 YBKK560-4 电机，变频器是西门子罗宾康 NBH 系列高压变频器。2008 年 1 月 14 日 2 号机组发生了一次因 B 一次风机一次风机变频器故障引发锅炉 MFT 动作造成机组解列的事故。1 事故经过2008 年 1 月 14 日 19 时 10 分 07 秒，2 号机组运行参数：负荷 299.5MW，机前 压力 15.32MPa，主汽温度 536.6，一次风母管压力 11.99KPa，两台一次风机一次风机 变频运行。10 分 08 秒 B 一次风机一次风机变频器运行信号突然失去，变频器到 DCS 的 故障信号没有
4、发出，B 一次风机一次风机高压开关没有联跳，一次风母管压力在 10 秒内 由 11.99KPa 快速降到 7.05KPa（10 分 18 秒） ，11 分 40 秒，2 号机组负荷 249.09MW，机前压力 13.32MPa 主汽温度 530.03，一次风母管压力降至 4.39KPa，全炉膛火焰丧失，锅炉 MFT 动作，机组解列。2 原因分析事故发生后，检修人员立即对 2B 一次风机一次风机变频器进行认真检查，发现该风机变 频器就地控制面板有“keypad communication loss”信号发出，意思是“键盘 通信丢失” 。继保专业人员随即与厂家技术人员进行沟通，厂家技术人员认定此
5、通信板卡有问题，属偶然性发作。正是因为出现了键盘通讯故障，变频器与高 压开关和 DCS 同时失去了联系，导致变频器故障后，不能及时跳掉高压开关， 同时也没能发出“变频器故障”信号到 DCS，变频器出现通讯故障是这次事故的根本原因。事故过程中 “一次风机一次风机 RB”未发出，原因是触发“一次风机一次风机 RB”的条件是一次风机一次风机高压开关跳闸（一次风机一次风机运行信号） ，所以机组没有及时 调整到单台一次风机一次风机对应的负荷。变频器故障后一次风母管压力急剧下降，原 因是 2B 一次风机一次风机变频器故障跳闸后，该风机出口总风门没有联锁关闭，母管压 力从该风机形成通路后倒风造成的。热工人员
6、检查 DCS 逻辑后，确认未联关一一 次风机次风机出口总风门也是因为高压开关没有跳掉。随着一次风母管压力的降低， 一次风送粉能力逐渐下降，从而全炉膛火焰丧失，锅炉 MFT 动作，机组解列。3 暴露的主要问题（1） 该厂有 4 台西门子罗宾康 NBH 系列高压变频器（1 号、2 号机组各两 台） ，就运行情况来看四台变频器稳定性及可靠性不是很好。曾经因为 WAGO 模 块质量问题，导致变频器多次跳闸，现四台变频器 WAGO 模块全部更换完毕；现 在又出现通讯故障问题，导致变频器无法与 DCS 和高压开关联动，影响了机组 的安全运行。 （2） 联锁关闭一次风机一次风机出口门的条件是：无论工频条件下
7、运行还是变频条 件下运行，都要同时有高压开关跳闸的信号出现才能联锁关闭一次风机一次风机出口门。 然而当变频器出现通讯故障时，虽然变频器已经停止，但联锁高压开关的跳闸 信号无法发出。 （3） 触发机组一次风机一次风机 RB 的信号同样取自一次风机一次风机高压开关跳闸，所以 当变频器出现通讯故障时，即便是变频器已经停止但高压开关开关跳闸信号无 法发出，无法触发机组 RB 动作。 （4） 运行人员对 B 一次风机一次风机变频器故障的事故预想不充分，在变频器故障 没有跳掉高压开关的情况下，没能及时反应， （期间有 1 分钟 34 秒的可调整时 间）准确判断出一次风母管压力降低的原因，迅速关闭该一次风机
8、一次风机出口门，避 免事故的扩大。4 事故防范措施（1） 针对该厂一次风机一次风机高压变频器多次出现的问题，专业维护人员与该厂 的技术人员进行了及时沟通，确认类似的问题在其他电厂也出现过，属于通讯 板卡死机造成，应当对该通讯板卡进行升级更换。 （2） 通过历史纪录发现，当变频器出现通讯故障时，至 DCS 的“变频器 停止”信号能够送出。为了防止变频器故障无法联锁关闭一次风机出口门的事 情再次发生，在 DCS 原逻辑的基础上增加了“变频器停止”信号联锁关闭一次 风机出口门。 在一次风机一次风机 RB 逻辑中，增加任一台一次风机一次风机在变频状态下运行，变频器停止后 触发一次风机一次风机 RB 动
9、作逻辑，以防止变频器出现通讯故障时无法联跳高压开关而 导致“一次风机一次风机 RB”拒动的发生。图一为修改后的一次风机一次风机 RB 逻辑。图一：一次风机一次风机 RB 逻辑 （3） 运行人员完善事故预想的各项措施，如遇类似事情发生，应加强一次 风母管压力的监视，及时检查一次风机一次风机出口门的状态，结合机组辅机实际情况 和 RB 动作状态对机组负荷进行调整以减小事故的扩大范围。5 结束语随着电力企业节能降耗意识的不断提高，高压变频器在电厂的使用也越来越广 泛，然而高压变频装置的科技含量较高，是强电与弱电相结合的设备，因此其 故障多种多样，其维护工作要比直流调速复杂的多，一旦发生故障就可能对设 备的安全运行造成较大威胁。通过上述故障的分析我们可以得出一个结论：对 于高压变频器来讲，在工频运行时，风机的运行状态可以取高压开关的状态接 点信号。在风机变频状态运行时，如果变频器出现通讯故障无法跳掉高压开关， 那么高压开关的状态接点信号就无法直接反映风机的运行状态。所以在风机变 频状态运行时，应采用变频器的运行状态来反映风机的运行状况比较可靠。此 外还要注意及时修改与风机状态相关的控制逻辑，以便事故状态下将事故范围 降到最低。
