660 MW超临界机组锅炉 A 空预器故障引发“总风量低”保护动作跳机事故分析

2023-06-07 08:47:40 江南下注(集团)有限公司

660 MW超临界机组锅炉 A 空预器故障引发“总风量低”保护动作跳机事故分析

1.设备概况

某电厂#9 锅炉为东方锅炉（集团）股份有限公司设计制造的 DG2150/25.4-Ⅱ6 型超临界、一次中间再热、直流炉。汽轮机为哈尔滨汽轮机有限责任公司制造的型号为 CLNZK660-24.2/566/566 超临界、一次中间再热、三缸四排汽、直接空冷凝汽式汽轮机。发电机为哈尔滨电机有限责任公司制造的 QFSN-660-2 型三相交流隐极式同步发电机。

2.事件经过

24 日 13 时 02 分，#9 机组负荷 454MW，给水流量 1513 t/h,主汽压力 19.5MPa，总煤量 237 t/h，总风量 1815t/h，锅炉六大风机、六台磨煤机、两台空气预热器及两台给水泵正常运行，送风机、引风机及一次风机动叶调整全部在自动模式。

13 时 03 分 03 秒，运行中的#9 炉 A 空气预热器主电机突然跳闸（电流由 10.8A 突升至 31.3A，“堵转保护”动作跳闸，电机额定电流为 31A），辅电机联锁启动后随即跳闸（电流突升至 31.2A，“堵转保护”动作跳闸），延时 15 秒后，保护动作联锁跳 A 一次风机、A 送风机、A 引风机。13 时 03 分 54 秒，触发一次风机 RB 动作，联跳 B、D、F 磨煤机。13时 05 分 20 秒，RB 动作结束，负荷由 454MW 降到 349MW，总风量由 1795t/h 降到 818t/h，总煤量 237 t/h 降到 117t/h。

13 时 07 分 38 秒，炉膛负压大幅摆动，由-1220Pa 升至 780Pa，炉膛总风量由 842 t/h 降至 594t/h（低于炉膛风量低保护动作值 600t/h），总风量小于 25%信号发，锅炉 MFT 保护动作，汽轮机跳闸，发电机解列。

1 月 25 日 10 时 30 分，#9 炉空气预热器抢修工作结束；20 时 38 分#9 发-变组与系统并列。故障停运 31 小时，累计损失电量 1228 万千瓦时。

3.空气预热器故障检查及处理情况

3.1 故障检查情况：

检修人员进入 A 预热器内部进行检查，发现空气预热器内部热端蒸汽吹灰器枪管距前端 1.7 米处迎风面呈开放型爆口，爆口长 400mm，吹灰器枪管在此处断裂。从固定架脱落掉在转子蓄热元件仓格上。由于空预器转子逆时针方向旋转，将吹灰器枪管的一头带到右侧烟侧与二次风侧扇形板处，导致空预器动静部位卡死。相邻的吹灰器高压水冲洗枪管 1.7 米处同样出现风刷减薄爆口，爆口长 200mm，未断开。

3.2 故障处理情况：

检修人员将断裂并卡死在 A 空气预热器动静部位的吹灰枪管取出后，手动盘车检查转子转动灵活，之后将损坏并断开的蒸汽吹灰枪管更换为不锈钢材质枪管，并将原高压水冲洗枪管割除，对吹灰器枪管托架进行检查并焊接牢固。与此同时，对 B 空气预热器热端蒸汽吹灰枪管也更换为不锈钢枪管，将高压水冲洗枪管割除，上部加装防磨护瓦并检查加固托架完好。

4.原因分析

1）空气预热器跳闸原因分析

#9 机组 C 级检修期间，空预器吹灰器检修项目安排、检查方法和检查标准、作业指导书执行、三级验收手续等检修管理方面存在漏洞，相关技术人员没能及时发现吹灰器枪管减薄的设备隐患，迎风面长期风刷，最终导致了吹灰器枪管管壁爆破断开，掉落的枪管将空预器动静部位卡死。

2）炉膛总风量低触发锅炉MFT 保护动作原因分析一次风机 RB 动作后，由于运行的 B 一次风机电流超过额定值，运行人员手动将 B 一次风机动叶指令从 100%下调到81%控制电流不超额定值，但热控逻辑在一次风机 RB 动作 3 分钟后又自动将 B 一次风机动叶指令调低 20%，导致 B 一次风机动叶开度指令自动调整为 61%，一次风风量由 299t/h 降至 236t/h，一次风量下降了 63t/h；从 B 送风机动叶跳手动到炉膛负压变为正压（由-1220Pa 升至 780Pa），持续有 3 分钟的时间，运行人员没能及时发现，没有将 B 送风机动叶恢复为自动方式或直接对 B 送风机动叶进行手动调整，没有进行人工干预，最终因炉膛正压通风受阻（B 送风机动叶在手动状态），导致二次风量由 634t/h 降至 365t/h，二次风风量大幅下降了 269t/h。

由于一次风量降低、二次风量大幅下降，导致炉膛总风量由 842 t/h 降至 594t/h，总风量低保护动作，触发锅炉 MFT跳闸。因此，大同公司#9 机组 RB 逻辑设置不合理，运行人员事故处理不及时，是本次事件的直接原因。

5.暴露问题

1）检修标准项目从项目制定、作业指导书编制及执行、质量验收程序等检修管理方面，存在管理漏洞。

2）对吹灰器长期委托承包商的检修维护工作，从项目制定到检修质量监督验收的全过程，管理不到位。

3）对主要辅机热控逻辑日常分析研究不深入、隐患排查不到位，兄弟电厂事件教训吸取不深。

4）运行人员事故处理时监视不到位，不能对不正常工况及时判断并做出正确调整。

6.对策措施

1）在编制机组检修防磨防爆检查项目时，必须要将吹灰器枪管、托架检查，作为一项技术监督或反措项目，进行重点安排，同时在停炉检修期间要加强对该项目实际执行情况的检查验证，发现隐患及时安排消除。

2）利用停炉检修机会，将#1-#10炉原材质为 15CrMoG 的空预器蒸汽吹灰枪管全部更换为不锈钢材质枪管，迎风面加装防磨护瓦。

3）将#2、#3、#7、#8 炉长期不用的空预器高压水冲洗枪管割除，消除遗留隐患。

4）调研同类型电厂逻辑保护设置情况，召开专题会，讨论空预器、一次风机、送风机、引风机 RB 动作逻辑设置的合理性，进一步完善 RB 逻辑设置。

5）加强运行人员技术培训、反事故演练，从每一个环节入手，逐步提升运行人员事故处理水平。