某厂1000MW机组一次风机油站油压异常分析及处理

摘要：某厂1 000 MW机组一次风机采用动叶可调轴流风机，配有液压润滑油站，供给风机轴承润滑以及动叶调节机构。一次风机油站采用双路交流电源供电，油站控制柜负载除了两台油泵和冷却泵，还有油站加热器和热工变送器电源。某次发生了一次风机油站热工24 V电源转换模块故障导致油站控制油压和润滑油压信号输出异常的事件，使运行一次风机动叶无法调整，给机组正常运行调整带来威胁。鉴于此，首先介绍了一次风机系统配置，然后对异常事件经过及原因进行分析，并提出了最佳处理方案。

关键词：轴流风机；油站；电源模块；油压信号

中图分类号：TK37    文獻标志码：A    文章编号：1671-0797（2023）10-0069-03

DOI：10.19514/j.cnki.cn32-1628/tm.2023.10.019

0    引言

某厂2×1 000 MW机组一次风机采用动叶可调轴流风机，主要部件包括吸入烟风道、扩压筒、叶轮、主轴承箱、挠性联轴器和操作机构，辅助设备包括液压润滑油站、罩壳和消音器。一次风机配一个液压润滑油站，油站设2套液压润滑油泵互为备用，启动1台油泵电机后，共轴的润滑油泵和液压油泵同时启动，一路供给风机轴承润滑油，另一路供给风机动叶调节控制油。就地油站通过油压变送器将信号传输给DCS系统，某次发生了一次风机油站油压信号变为坏点，导致备用油泵联启，一次风机动叶无法调节的异常事件，下面将详细叙述该事件的整个经过，并进行原因分析，提出处理方案。

1    系统设备简介

一次风机油站主要由液压润滑油泵、冷却循环泵、油箱、冷却器、滤网、电源控制箱等组成，正常运行时一台液压润滑油泵和冷却循环泵运行，另一台液压润滑油泵联锁备用，两组冷却器和两组滤网一用一备。正常情况下，一次风机润滑油压力在0.35 MPa左右，液压油压力在3.0 MPa左右。当润滑油压力低至0.08 MPa或者液压油压力低至1.5 MPa，会使备用油泵联锁启动。当液压油压力低至1.5 MPa时，DCS逻辑闭锁风机动叶调节，使动叶指令保持当前值。当润滑油压力低至0.08 MPa，且风机轴承温度高至90 ℃或风机轴承温度高至110 ℃时，一次风机会跳闸。锅炉一次风机油站系统图如图1所示。

一次风机油站压力变送器（Parker SensoControl）主要由测压元件传感器、测量电路和过程连接件三部分组成，它能将测压元件传感器感受到的液体物理压力参数转变成标准的电信号（4～20 mA）[1]，以供给指示报警仪、记录仪、调节器等二次仪表进行测量、指示和过程调节。压力变送器电源是直流24 V，由专门的电源转换模块提供。电源电压低于12 V或不稳定时，就会造成压力变送器输出信号不稳定、波动较大、信号有误差等情况。

2    事件异常经过

2023-01-05T15：53，机组负荷870 MW，A/B/C/D/E/F磨煤机运行，DCS光字牌“B一次风机油站异常”“B一次风机油泵备用状态异常”报警，检查B一次风机本体画面，发现B一次风机油站润滑油压显示为坏点-0.37 MPa，控制油压显示1.47 MPa并逐步下降，备用风机油泵B启动，值班员严密监视B一次风机轴承温度，立即汇报值长，申请解列AGC减负荷。迅速联系巡检至就地检查B一次风机油站情况，巡检就地汇报控制油压为4.1 MPa，润滑油压为0.4 MPa，油位175 mm，两台油泵运行正常，就地无漏油现象，值班员立即联系检修到场检查。

16：02，机组负荷减至730 MW，A一次风机动叶自动下关至56%，B一次风机动叶保持在71.4%未动作，为防止A/B一次风机出力偏差过大，值班员解除A一次风机动叶自动，适当开大A一次风机动叶至67%，保持A/B一次风机出力平衡。此时一次风母管压力设定值为7.4 kPa，反馈值9.4 kPa。B一次风机动叶自动投入，使RB功能保持在投入状态。机组控制在CCS协调方式，锅炉主再汽温、汽压、过热度、炉膛压力均在正常范围。

16：10，B一次风机控制油压突然上升至2.67 MPa，B一次风机动叶自动下关，最低关至22%，一次风压最低降至5.6 kPa。值班员发现异常后立即解除B一次风机动叶自动，手动开大B一次风机动叶，一次风母管压力上升至7.7 kPa，将A/B一次风机动叶调整至60%左右，保持电流、出力偏差在正常值范围内。手动调节锅炉主再汽温、过热度、炉膛压力、脱硝NOx等参数至正常。

3    原因分析

DCS画面显示的控制油压和润滑油压测点均为滤网后，一次风机油站油泵为双联齿轮泵，当DCS画面上两个油压同时异常下降，最大的可能是油泵运行不正常，但是备用电机联启后油压仍然消失，两台油泵同时故障的可能性不大，除非电源故障。而油泵出口管道大量漏油的可能性也非常小，因为从系统图及就地布置可以看出，两台油泵同时运行都不能建立任一侧油压，则系统上必须有两个以上漏点同时存在。所以，此时最有可能是以下三种情况：（1）油泵电源故障（可通过电源故障报警判断）；（2）油箱油位低，油泵已经吸不到油（可通过低油位开关量判断）；（3）热工变送器信号故障导致油压显示异常（可通过就地压力表判断）。后热工检修到场查明原因为B一次风机油站给热工油压变送器供电的AC220 V/DC24 V电源转换模块故障，模块输出电压只有8 V，导致控制油压和润滑油压传输信号严重偏离正常值，DCS画面B一次风机油站控制油压和润滑油压异常偏低，油压值低于联启值，使得备用油泵B联锁启动。

在减负荷期间，因B一次风机油站控制油压＜1.5 MPa，逻辑强制B一次风机动叶指令跟踪当前值，所以B一次风机动叶保持在71.4%且拒动，失去调节功能。为防止A/B一次风机出力偏差过大，解除A一次风机动叶自动，手动调节A/B一次风机出力平衡。

在B一次风机控制油压突然恢复至1.5 MPa以上时，B一次风机动叶指令突然切换至正常逻辑回路调节。由于之前一次风母管压力反馈值一直高于设定的2 kPa左右，B一次风机动叶正常控制回路给定指令在一次风压设定和反馈偏差积分的作用下（积分输出下限-40）不断向下调节，叠加后使得动调给定指令最低降至0。当B一次风机动叶突然切换至正常控制回路时，导致B一次风机动叶快速下关（每秒下关2.5%），一次风压迅速下降，此时值班员立即将B一次风机动叶切手动开大，维持一次风母管压力，同时调节炉压、汽温、过热度、制粉系统等参数正常。图2为一次风机控制油压突然恢复时一次风机动叶和一次风压等参数的动作变化曲线。

在B一次风机正常控制回路给定指令降低到0的过程中，B一次风机指令与反馈偏差大（±50）本应能把B一次风机动叶自动切除，但是因为指令与反馈的减法器输出下限为0，永远达不到-50，所以自始至终逻辑都无法切除B一次风机动叶自动，该逻辑设计需进一步完善。

一次风机动叶控制逻辑中的指令实际上由两部分组成：一个是单台磨煤机最高煤量的f（x）函数，另一个是一次风压设定值与实际值的PID函数。f（x）函数为给煤机煤量的比例，煤量不变，输出相对固定（50 t煤在20左右），而PID函数的输出范围为-40～100，值班员减负荷后为保证一次风机出力平衡，手动开出A一次风机动叶，导致一次风压实际值在8.4 kPa左右，但系统设定值在6.8 kPa左右，PID函数的输出一直在减小，最小时达-21，即一次风机动调指令此时接近于零，因此B一次风机动叶的自保持回路在控制油压恢复后取消，动调直接关了下去。

4    处理方案

一次风机控制油压低闭锁风机动叶动作后，在就地情况不明时值班员应避免大幅度变动负荷，这样很容易因为两台一次风机出力偏差大而造成一次风机失速。即使润滑油失去，因为电机轴承箱内有一定的存油，且在当时环境温度偏低的情况下，风机轴承温度上升缓慢，运行人员有足够的时间到就地查明情况并处理。如果确实负荷特别高，担心一次风机故障处理困难，可适当减负荷，但应确保两侧风机电流偏差不大于20 A，同时保留正常风机的动叶自动，也可考虑改投一次风机变频转速自动。

所以，在巡检人员未赶到就地判断真实情况前，值班员应密切监视B一次风机轴承温度，并适当减负荷。由于B一次风机动叶被控制油压低闭锁，无法参与调节，机组负荷不应降低过多，以防止A/B一次风机动调偏差越来越大。B一次风机动叶自动保持投入，使得机组控制仍在CCS模式，提高参数调节的可靠性和稳定性。

B一次风机控制油压恢复后，在B一次风机动叶由于长时间反馈值比设定值高的积分作用下，突然自动下关，最低至22%，一次风压迅速下降至5.6 kPa，此时应立即解除B一次风机自动，手动开大B一次风机动叶，并调节A/B一次风机电流平衡，调节一次风母管压力至设定值附近[2]，监视炉压、汽温、过热度、磨煤机、脱硝NOx等參数并调节至正常。

5    结语

作为运行人员，除了要熟练掌握机组主要辅机故障处理原则和步骤外，还要熟练掌握DCS自动的逻辑，这样在机组重要测点信号异常时，才能清楚该测点信号异常会对自动动作行为带来哪些影响，从而在故障处理时根据实际情况来把握方向，防止忽略该异常导致事故处理原则性问题，避免故障扩大化。

[参考文献]

[1] 马东跃.稀油站压力、温度测点改造[J].盐科学与化工，2018，47（1）：48-49.

[2] 袁怀民，罗瑞霞.动叶可调风机调试过程中问题的分析与处理[J].科技与企业，2014（24）：174.

收稿日期：2023-02-06

作者简介：陈云飞（1990—），男，江苏镇江人，工程师，研究方向：火电厂集控运行维护。