1000MW火电机组保安PC的PT熔丝熔断事故分析

1000MW火电机组保安PC的PT熔丝熔断事故分析

毛杰誉1，2陈盛磊1贺舒婷1曹怿1赵俊杰1，

（1.国电浙江北仑第一发电有限公司浙江宁波315800；

2.国电电力发展股份有限公司国电集团北京100101）

摘要：分析1000MW超超临界燃煤火力发电机组保安PC母线PT一次侧三相熔丝熔断，引起保安PC进线开关跳闸、背压机油泵和汽动引风机跳闸的事故，分析事故原因，优化事故处理过程，制定类似事故的预防和应急处理方案。结果表明事故原因是由于保安PC一次侧三相熔丝熔断，引起保安PC进线开关跳闸，保安PC母线电压在母联供电切换期间下降过多，造成驱动引风机的背压机的一台油泵失压后跳闸，备用油泵短时间内没有快速建立压力，导致一台背压机和对应的汽动引风机跳闸。事故处理过程包括快速减负荷控制、炉压控制和引风机调节、汽温控制和保安系统检查。

关键词：燃煤火力发电机组；保安电源；PT熔丝；汽动引风机跳闸；母联供电切换

1引言

燃煤火力发电机组的保安PC电源的电压等级为400V，上面带的负荷较为重要，包括主机交流油泵、顶轴油泵、小机油泵、密封油泵、背压机油泵和火检冷却风机等[1-3]。北仑电厂1000MW超超临界燃煤火力发电机组7号机出现保安PC-A母线进线开关跳闸事故，在母联供电切换为保安PC-B的过程中，母线电压低，驱动引风机的背压机油泵失去油压跳闸，导致一台引风机跳闸[3-5]。

北仑电厂1000MW超超临界燃煤火力发电机组的引风机系统比较独特，额定工况下，三台引风机并列运行，其中两台引风机为汽动引风机，由蒸汽来自低温再热器出口的背压机驱动，另外一台为带变频的电动引风机。在日常运行中，三台引风机通过调节转速，控制炉膛负压稳定。三台引风机系统的调节较常规二台同类型引风机运行的调节更为复杂，而且引风机跳闸联锁逻辑与常规两台引风机运行系统的联锁逻辑有较大不同，控制逻辑方面可能存在安全隐患，有必要针对三台引风机系统跳闸一台引风机的事故进行分析。

本研究拟分析1000MW超超临界燃煤火力发电机组保安PC母线PT一次侧三相熔丝熔断，引起保安PC进线开关跳闸、驱动引风机的背压机油泵跳闸和汽动引风机跳闸的事故，分析事故原因，优化事故处理过程，制定类似事故的预防和应急处理方案。本文的分析有助于了解保安PC母线跳闸和三台引风机系统跳闸一台引风机的事故处理规律，通过改进薄弱点，减少驱动引风机的背压机的油泵切换故障，提高机组运行安全性和可靠性。

2系统结构与事故现象

以北仑电厂三期1000MW超超临界燃煤火力发电机组7号机为例进行分析，图1示出该机组的风烟系统由两台一次风机、两台送风机和三台引风机组成。引风机系统的配置和运行方式在世界范围内都是独一无二的，在额定负荷下，两台汽动引风机和一台电动引风机并列运行。其中汽动引风机A和B分别由背压机A和B驱动，背压机蒸汽来自低温再热器出口蒸汽和冷再蒸汽，电动引风机C由两个同型号的变频器驱动。一台引风机出现事故跳闸，机组负荷降低至600MW。

在事故发生前，机组AGC自动发电控制系统撤出，负荷稳定为850MW，采用CCS协调控制方式，5台磨煤机（磨煤机ABCDF）和7大风机运行，引风机为3台，采用转速控制方式，小汽轮机驱动的给水泵2台运行，凝泵B采用变频方式运行。

2016年1月6日15点04分，大屏出现红色报警“380SAFEPC”（380V保安PC报警），随即报警“IDFATRIP”（引风机A跳闸）、“RUNBACK”（快速减负荷）、“BFPTATROUBLE”（给水泵小汽机A故障）。在DCS系统检查发现保安PC-A进线开关CB11跳闸，母联开关自投成功，保安PC-A的电压显示为0。巡检就地检查，发现保安PC-A的母线三相电压显示均为0。引风机A跳闸，机组RB（RunBack，快速减负荷）动作，快速减负荷至600MW。密封油排油烟风机A、驱动给水泵的小汽轮机A的交流润滑油泵A和轴加风机A均出现过流保护动作跳闸，备泵自启正常。

图1北仑电厂1000MW超超临界燃煤火力发电机组7号机的风烟系统

3事故处理

事故出来后，按照规程要求和实际情况进行事故处理。事故处理过程如下：

（1）首先进行RB快速减负荷控制。确认引风机A跳闸，驱动引风机A的背压机A转速下降，其主汽门、调门关闭，惰走正常，转速至零后，确认盘车投运正常。确认机组RB快速减负荷和联锁控制的动作正常，机组运行方式由CCS协调控制自动变更为TF协调汽机跟随方式，DEH汽轮机控制系统自动变更为初压控制方式，BID锅炉负荷指令降低至600MW。立即停运磨煤机D，确认磨煤机D隔离完全，同时关注一次风机运行状况，确认一次风压正常。

（2）炉压控制和引风机调节。引风机A跳闸后，确认引风机B和C运行正常，关注引风机本体的振动情况。因为汽动引风机B和电动引风机C的调节特性差异，电动引风机的转速快于汽动引风机的转速，因此两台引风机之间存在一定的差压。电动引风机和汽动引风机静叶开度通常保持一致，通过转速调节出口压力平衡，防止其中一台引风机出力太大，负压太大，导致相邻的引风机出力降低，被闷住。由于汽动引风机调节受蒸汽参数的影响，调节速度不如电动引风机快，汽动引风机容易被闷住出力。因此应加强监控和调节汽动引风机转速和驱动引风机的背压机的蒸汽流量等参数，确认汽动引风机和电动引风机的转速平稳，线性稳定，偏差可控。

确认氧量控制偏置降至?500。引风机A跳闸后，氧量偏置延时10s降至0，然后延时25s降至?500。如果氧量控制没有正确动作，应手动减锅炉氧量偏置，降低锅炉总风量，控制炉膛压力不超限。如果氧量偏置调节不佳，可撤出送风机的自动控制，改为手动控制锅炉总风量，以避免炉膛压力高导致的机组跳机。锅炉炉膛压力触及最高值1260Pa，随后回落时，应及时回收氧量偏置，尽快使运行中的引风机转速控制收敛，减少炉膛压力扰动。

（3）汽温控制。由于过热器A侧的二级减温水调节阀隔离检修，无法使用过热器A侧的二级减温水，给本次事故处理中的汽壁温控制带来了难度。汽动引风机A跳闸，机组RB动作后，应在第一时间拍停顶层磨煤机D；同时适当调整给水负偏置，减少锅炉给水量，缩短风量、煤量和水量三者之间大幅失调的时间。充分利用水煤比，维持水煤比至8.0左右，如有必要，手动撤出WFR水煤比控制，手动加减煤量，控制水煤比至合理范围。

因为过热器A侧的二级减温水调节阀隔离检修，应充分利用一级减温水进行调节。控制一级减温器后的蒸汽温度和壁温处于较低水平，防止蒸汽温度和壁温反弹时，由于过热器A侧无二级减温水造成汽壁温超限。同时根据屏式过热器出口蒸汽温度和壁温变化，及时调整低温再热器出口烟温调节挡板，控制汽壁温稳定。在本次事故处理过程中，B侧过热蒸汽温度波动幅度较小，A侧过热蒸汽温度最低降至582℃，最高升至605℃；再热蒸汽温度有一波较大反弹超温，通过调整低温再热器出口烟温调节挡板等手段，很快控制在限值以内。

（4）保安系统检查。大屏幕出现保安PC报警，确认保安PC-A进线开关CB11跳闸，母联开关自投成功。在DCS系统中，保安PC-A的电压显示为0；就地检查保安PC-A的母线三相电压，发现均显示为0。就地检查保安PC-A进线开关CB11的开关面板无异常报警，现场开关控制柜无异声、异味。保安PC-A母线下的负荷包括密封油排油烟风机A、给水泵小汽轮机A的交流润滑油泵A和轴加风机A，这三个设备均出现过流保护动作和跳闸报警，检查确认后复归报警。检查确认保安PC母联开关运行正常，保安PC-B电压正常。

4事故分析与预案制定

事故原因分析如下：

（1）保安PC-A的进线开关CB11跳闸分析。保安PC-A母线PT一次侧熔丝的三相均熔断，保安PC-A的母线电压指示为0。保安PC-A的进线开关CB11因为母线低电压保护动作而跳闸，母联开关自投成功，保安PC-A下的负荷供电切换至保安PC-B。在母联供电切换期间，保安PC-A的实际母线电压下降过多，导致密封油排油烟风机A、给水泵小汽轮机A的交流润滑油泵A和轴加风机A出现过流保护动作而跳闸，同时备用油泵B或备用风机B自启。

（2）驱动引风机的背压机A跳闸分析。保安PC-A在母联供电切换期间，母线实际电压下降过多，导致驱动引风机的背压机A的油泵A失去压力后跳闸。备用油泵B正常自启动，但建立油压的速度缓慢，未达到速关油压力低低定值，导致背压机A的主汽门关闭且速关油压力低低限值同时满足，背压机A跳闸。报警显示为“LOCALTRIP”（本地故障）。油泵A因为润滑油压力低，再次自启。

总结事故原因，保安PC母线PT一次侧三相熔丝熔断，发现保安PC-A的母线电压在母联供电切换为保安PC-B期间，保安PC-A母线电压下降过多，造成驱动引风机的背压机的一台油泵失压后跳闸，备用油泵短时间内没有快速建立压力，导致一台背压机和对应的引风机跳闸。

类似事故应急预案分析：

（1）第一时间拍停磨煤机D很重要。在事故处理过程中，遇到机组逻辑不完善，或者机组动作行为与原设计不相符时，应果断按正常逻辑行为进行干预。

（2）本次事故处理恰逢过热器二级减温水隔离检修，在处理过程中主要依靠一级减温水进行温度调节。在控制汽壁温过程中，需更多地关注减温器后温度的变化趋势，若是单纯关注炉侧出口蒸汽温度的变化趋势，则具有太大的滞后性，导致主汽温大幅度波动。

（3）在母线失电故障的处理过程中，判断母线是否处于失电状态，不能单纯依靠母线电压显示，应基于母线电压、电流以及母线上运行负荷的电流等进行综合判断，避免因为判断失误导致母线被人为拉停。

（4）优化机组RB快速减负荷和联锁逻辑。任一引风机跳闸后，触发机组的RB指令，机组负荷降低至600MW的同时，应联跳磨煤机，保持中下层的四台磨煤机运行。

（5）背压机的备用交流润滑油泵启动后，难以快速建立压力，应进行设备改造，建议在背压机交流润滑油泵的出口增加放气回路，防止不凝结气体聚集导致的油压上升缓慢。在背压机备用交流润滑油泵建立压力速度慢的问题解决前，保持双油泵运行方式。同时加强背压机润滑油系统的巡检，监视组件密封面是否出现漏油等异常情况。

（6）优化背压机润滑油泵的供电方式。背压机的两台润滑油泵改为分布在不同的保安PC上，提高运行可靠性，避免因为一段保安PC故障导致背压机的两台润滑油泵同时故障。一台背压机的润滑油泵因故障等原因需切换，另一台背压机的润滑油泵也需考虑同步切换。

（7）背压机A的油泵A跳闸的另一个原因是原设计的0.5秒内自启的功能未能实现。密封油排油烟风机A、给水泵小汽轮机A的交流润滑油泵A和轴加风机A因为过流保护动作而跳闸后，即使保安PC母线电压恢复，这三个负荷也不能及时恢复运行。建议机组调停期间，对保安PC下的负荷综控装置ST400的相关设置和保护定值的匹配进行梳理和完善，在保安PC母线出现短时间失电故障后，保安PC下的负荷能第一时间恢复运行。

（8）追溯事故源头，彻查保安PC-A母线PT的一次熔丝三相均熔断的原因，同时应重视反复出现的汽机PC-A母线PT的故障报警，在机组调停期间安排检查处理。

5结论

分析燃煤火力发电机组保安PC母线PT一次侧三相熔丝熔断，引起保安PC进线开关跳闸、驱动引风机的背压机油泵跳闸和汽动引风机跳闸的事故，分析事故原因，优化事故处理。结果表明：

（1）事故原因是由于保安PC一次侧三相熔丝熔断，引起保安PC进线开关跳闸，保安PC母线电压在母联供电切换期间下降过多，造成驱动引风机的背压机的一台油泵失压后跳闸，备用油泵短时间内没有快速建立压力，导致一台背压机和对应的汽动引风机跳闸。

（2）事故处理过程包括快速减负荷控制、炉压控制和引风机调节、汽温控制和保安系统检查。炉压控制基于引风机调节负压和氧量偏置调节锅炉总风量。汽动引风机调节不如电动引风机响应速度快，容易被闷住出力，因此应加强监控和调节汽动引风机转速和驱动引风机的背压机的蒸汽流量等参数，尽量减小汽动引风机和电动引风机的出口压差。

（3）本次事故处理过程中，第一时间拍停磨煤机D很重要。在事故处理过程中，遇到机组逻辑不完善，或者机组动作行为与原设计不相符时，应果断按正常逻辑行为进行干预。在控制汽壁温过程中，需更多地关注减温器后温度的变化趋势，形成预判，防止主汽温的滞后调节导致大幅度的温度波动。优化背压机润滑油泵的供电方式，背压机的两台润滑油泵改为分布在不同的保安PC上，提高运行可靠性，避免因为一段保安PC故障导致两台润滑油泵同时故障。

参考文献：

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[5]兀鹏越，马国斌，杨奎刚，杨睿.600MW机组保安电源特点分析及调试[J].电气技术，2010，（11）：61-63，66.