煤仓清堵装置控制回路的设计缺陷及改进

池慧勇，邬 俊，白绪超，杨文池

(内蒙古京能康巴什热电有限公司，内蒙古 鄂尔多斯 017000)

0 引言

2019年某发电厂针对原煤仓落煤管频繁堵塞的问题，对其进行了改造，分别对两台机组10台给煤机加装了清堵装置。改造后，多次发生清堵装置插板门卡涩，造成控制柜内总电源开关及上级锅炉MCC馈线电源开关跳闸的现象，且清堵装置运行不可靠，影响机组负荷，同时威胁到锅炉MCC供电的稳定性。

1 事故经过

在原煤仓落煤管清堵装置安装完毕后，对电控柜进行调试运行，运行人员通过DCS远方操作开启插板门，插板门发生卡涩，停止在中间位置；之后，运行人员尝试DCS远方操作关闭插板门，插板门仍卡在中间位置不动作；随后，运行人员将插板门控制回路切换至就地控制，就地操作插板门，此时，无论是进行开启操作还是关闭操作，均出现插板门动力空开跳闸，柜内总电源开关(型号规格为施耐德IC65N-D25A)跳闸，上级锅炉MCC馈线开关(型号规格为施耐德NSX100H，配MA型脱扣器)跳闸。

2 事故分析

检修人员检查电缆绝缘正常，对插板门卡涩进行处理，重新上电试运，DCS远方和就地进行插板门操作，运行正常。运行一段时间后又发生跳闸事故，反复分析事故经过，得出跳闸事故过程中有以下几个特点。

(1) 插板门卡涩在中间位置。

(2) 远方开指令发出后，再次发出关指令。

(3) 远方操作卡涩后(远方开、关操作无效后)切换至就地进行开关操作。

(4) 上级锅炉MCC馈线开关跳闸。

清堵装置电控柜回路设计电流20 A，断路器脱扣电流定值250 A。插板门卡涩后，应该通过热继电器动作断开电源回路，不应该直接跳开电源开关。因此判断在运行人员进行操作时，动力电源回路存在短路故障。然而检查动力电缆绝缘合格，对控制回路进行分析，发现插板门控制回路设计存在缺陷，引起插板门正反转接触器同时吸合，造成相间短路。

1.3 控制回路分析

清堵装置由上、下刮刀和插板门构成，主接线如图1所示。插板门是由两个同时对向移动的A插板门、B插板门组成，插板门电机通过正反转实现插板门的开、关，插板门控制回路如图2所示。

图1 清堵装置电控柜主接线

图2 插板门控制回路

根据前述事故过程分析，运行人员操作过程可以分为三个阶段。第一阶段，运行人员DCS远方操作开启插板门；第二阶段，因插板门未开启到位，运行人员尝试DCS远方操作关闭插板门；第三阶段，插板门DCS远方操作无法进行开关，运行人员进行就地检查，将电控柜切至就地操作插板门。

(1) 第一阶段。运行人员远方DCS下发开启插板门脉冲指令后，K18继电器线圈通过K14继电器常闭触点带电，并通过K18继电器触点实现自保持，接触器KM2通过转换开关SAC2，K18继电器触点、KM3接触器触点、K14继电器触点接通吸合，实现开插板门主回路的接通。第一阶段控制回路分析如图3所示。

图3 第一阶段控制回路分析

(2) 第二阶段。当插板门由于机械卡涩不能完全开启到位时，插板门开到位信号XC1无法闭合，继电器K14不能带电，其串接在开启插板门继电器K18的触点就不能打开，继电器K18始终带电。此时运行人员尝试通过DCS下发关闭插板门指令，继电器K19通过K15继电器触点带电，并通过继电器K19触点实现自保持。由于插板门开接触器KM2始终带电，插板门关接触器KM3回路中串接KM2常闭触点，故关接触器KM3无法得电，插板门不能动作。第二阶段控制回路分析如图4所示。

图4 第二阶段控制回路分析

(3) 第三阶段。运行人员在远方无法操作插板门的情况下，将远方、就地转换开关SAC2切换到“手动”位置，在此过程中，SAC2原本处于接通位置的“远程”触点断开，接触器KM2的线圈也随之失电，此前造成接触器KM3无法得电的KM2的常闭触点也恢复闭合状态。之后，运行人员若操作把手SAC3，无论将把手打到“开”或者“关”位，都会造成KM2，KM3接触器线圈瞬间同时得电励磁，插板门正反转回路同时接通，导致相间短路故障，控制回路分析如图5所示。

图5 第三阶段控制回路分析

2 改进方案

2.1 方案一

在DCS启动控制回路中增加插板门电机正反转接触器互锁位置触点，或者增加电机正反转运行状态中间继电器，将中间继电器触点分别接入远方、就地电机正反转接触器控制回路中构成电气连锁，修改控制回路原理如图6所示。

图6 方案一控制回路原理

2.2 方案二

拆除K18，K19继电器，取消远方操作。

2.3 方案三

取消DCS启动控制回路中继电器K18，K19的自保持触点，修改热工控制逻辑，将开、关脉冲指令改为30 s长指令，并增设互锁逻辑。修改后控制回路原理如图7所示，修改后热工控制逻辑如图8所示。

图7 方案三控制回路原理

图8 方案三热工控制逻辑

3 结束语

方案一电机正反转回路改造设计合理，可靠性高。但是由于本控制回路中接触器扩展触点已经全部使用，需要再增加中间继电器才能实现，回路改造较复杂，同时增加中间环节也意味着增加了控制回路的故障点。方案二简单易行，无需改动热工逻辑与设计图纸，但是自动化水平低，运行人员只能进行就地操作，增加了劳动强度。方案三控制回路改动较少，通过热工逻辑实现电气闭锁，可靠性高，为最优方案。

对改造后的清堵装置电控柜运行情况进行跟踪调查，再未出现因相间短路故障引发开关跳闸现象。设备运行可靠，有效降低了原煤仓落煤管清堵装置电气控制回路故障发生的几率。