煤倉清堵裝置控制回路的設計缺陷及改進

池慧勇，鄔 俊，白緒超，楊文池

(內蒙古京能康巴什熱電有限公司，內蒙古 鄂爾多斯 017000)

0 引言

2019年某發電廠針對原煤倉落煤管頻繁堵塞的問題，對其進行了改造，分別對兩臺機組10臺給煤機加裝了清堵裝置。改造后，多次發生清堵裝置插板門卡澀，造成控制柜內總電源開關及上級鍋爐MCC饋線電源開關跳閘的現象，且清堵裝置運行不可靠，影響機組負荷，同時威脅到鍋爐MCC供電的穩定性。

1 事故經過

在原煤倉落煤管清堵裝置安裝完畢后，對電控柜進行調試運行，運行人員通過DCS遠方操作開啟插板門，插板門發生卡澀，停止在中間位置；之后，運行人員嘗試DCS遠方操作關閉插板門，插板門仍卡在中間位置不動作；隨后，運行人員將插板門控制回路切換至就地控制，就地操作插板門，此時，無論是進行開啟操作還是關閉操作，均出現插板門動力空開跳閘，柜內總電源開關(型號規格為施耐德IC65N-D25A)跳閘，上級鍋爐MCC饋線開關(型號規格為施耐德NSX100H，配MA型脫扣器)跳閘。

2 事故分析

檢修人員檢查電纜絕緣正常，對插板門卡澀進行處理，重新上電試運，DCS遠方和就地進行插板門操作，運行正常。運行一段時間后又發生跳閘事故，反復分析事故經過，得出跳閘事故過程中有以下幾個特點。

(1) 插板門卡澀在中間位置。

(2) 遠方開指令發出后，再次發出關指令。

(3) 遠方操作卡澀后(遠方開、關操作無效后)切換至就地進行開關操作。

(4) 上級鍋爐MCC饋線開關跳閘。

清堵裝置電控柜回路設計電流20 A，斷路器脫扣電流定值250 A。插板門卡澀后，應該通過熱繼電器動作斷開電源回路，不應該直接跳開電源開關。因此判斷在運行人員進行操作時，動力電源回路存在短路故障。然而檢查動力電纜絕緣合格，對控制回路進行分析，發現插板門控制回路設計存在缺陷，引起插板門正反轉接觸器同時吸合，造成相間短路。

1.3 控制回路分析

清堵裝置由上、下刮刀和插板門構成，主接線如圖1所示。插板門是由兩個同時對向移動的A插板門、B插板門組成，插板門電機通過正反轉實現插板門的開、關，插板門控制回路如圖2所示。

圖1 清堵裝置電控柜主接線

圖2 插板門控制回路

根據前述事故過程分析，運行人員操作過程可以分為三個階段。第一階段，運行人員DCS遠方操作開啟插板門；第二階段，因插板門未開啟到位，運行人員嘗試DCS遠方操作關閉插板門；第三階段，插板門DCS遠方操作無法進行開關，運行人員進行就地檢查，將電控柜切至就地操作插板門。

(1) 第一階段。運行人員遠方DCS下發開啟插板門脈沖指令后，K18繼電器線圈通過K14繼電器常閉觸點帶電，并通過K18繼電器觸點實現自保持，接觸器KM2通過轉換開關SAC2，K18繼電器觸點、KM3接觸器觸點、K14繼電器觸點接通吸合，實現開插板門主回路的接通。第一階段控制回路分析如圖3所示。

圖3 第一階段控制回路分析

(2) 第二階段。當插板門由于機械卡澀不能完全開啟到位時，插板門開到位信號XC1無法閉合，繼電器K14不能帶電，其串接在開啟插板門繼電器K18的觸點就不能打開，繼電器K18始終帶電。此時運行人員嘗試通過DCS下發關閉插板門指令，繼電器K19通過K15繼電器觸點帶電，并通過繼電器K19觸點實現自保持。由于插板門開接觸器KM2始終帶電，插板門關接觸器KM3回路中串接KM2常閉觸點，故關接觸器KM3無法得電，插板門不能動作。第二階段控制回路分析如圖4所示。

圖4 第二階段控制回路分析

(3) 第三階段。運行人員在遠方無法操作插板門的情況下，將遠方、就地轉換開關SAC2切換到“手動”位置，在此過程中，SAC2原本處于接通位置的“遠程”觸點斷開，接觸器KM2的線圈也隨之失電，此前造成接觸器KM3無法得電的KM2的常閉觸點也恢復閉合狀態。之后，運行人員若操作把手SAC3，無論將把手打到“開”或者“關”位，都會造成KM2，KM3接觸器線圈瞬間同時得電勵磁，插板門正反轉回路同時接通，導致相間短路故障，控制回路分析如圖5所示。

圖5 第三階段控制回路分析

2 改進方案

2.1 方案一

在DCS啟動控制回路中增加插板門電機正反轉接觸器互鎖位置觸點，或者增加電機正反轉運行狀態中間繼電器，將中間繼電器觸點分別接入遠方、就地電機正反轉接觸器控制回路中構成電氣連鎖，修改控制回路原理如圖6所示。

圖6 方案一控制回路原理

2.2 方案二

拆除K18，K19繼電器，取消遠方操作。

2.3 方案三

取消DCS啟動控制回路中繼電器K18，K19的自保持觸點，修改熱工控制邏輯，將開、關脈沖指令改為30 s長指令，并增設互鎖邏輯。修改后控制回路原理如圖7所示，修改后熱工控制邏輯如圖8所示。

圖7 方案三控制回路原理

圖8 方案三熱工控制邏輯

3 結束語

方案一電機正反轉回路改造設計合理，可靠性高。但是由于本控制回路中接觸器擴展觸點已經全部使用，需要再增加中間繼電器才能實現，回路改造較復雜，同時增加中間環節也意味著增加了控制回路的故障點。方案二簡單易行，無需改動熱工邏輯與設計圖紙，但是自動化水平低，運行人員只能進行就地操作，增加了勞動強度。方案三控制回路改動較少，通過熱工邏輯實現電氣閉鎖，可靠性高，為最優方案。

對改造后的清堵裝置電控柜運行情況進行跟蹤調查，再未出現因相間短路故障引發開關跳閘現象。設備運行可靠，有效降低了原煤倉落煤管清堵裝置電氣控制回路故障發生的幾率。