1000MW机组给煤机供电电源改造优化

1000MW机组给煤机供电电源改造优化

王 程

国家能源集团谏壁发电厂 江苏省 镇江市 212006

摘 要：该厂锅炉采用的是中速磨煤机一次风正压直吹式制粉系统，配置6台CS2036HP 型电子称重式给煤机、6台HP1163中速磨煤机，1台给煤机对应1台磨煤机，给煤机采用变频器进行调速。在机组投产初期，由于给煤机供电电源故障，导致了机组MFT保护动作停机事故，其后给煤机供电电源进行了多次改造优化，充分提高了给煤机运行的可靠性。

关键词：给煤机 电源 改造优化

0引言

对于一次风正压直吹式制粉系统，给煤机的可靠运行直接关系到机组的安全稳定，现阶段大容量燃煤锅炉机组普遍采用变频调节电子称重式给煤机，必须考虑给煤机供电系统分配的合理可靠、给煤机变频器动力电源及控制电源的低电压穿越问题对机组安全运行的影响．并采取必要的措施。

1双电源自动切换装置供电电源方式及问题

1.1供电电源方式

该厂1000MW机组投产时，6台给煤机采用两段给煤机MCC供电形式，给煤机MCC甲段供电A/B/C给煤机、给煤机MCC乙段供电D/E/F给煤机。每段给煤机MCC配置了双路电源，采用“自投自复型”PC级双电源自动切换装置供电， 即两路电源有主电源和备用电源之分，控制器对主电源与备用电源进行监测，并进行自动切换，当两路电源都正常时由主电源供电，机械结构上具有互锁防止两路电源并环。单台给煤机的动力电源与控制电源使用同一电源。

1.2双电源自动切换装置供电隐患及改造

1.2.1现场事故案例

该厂2012年某日10:25，机组1000MW负荷，6 台磨煤机运行，给煤机 A/B/C 同时跳闸，RB动作。给煤机跳闸后不联跳磨煤机，A/B/C三台磨内存粉进入炉膛引起RB动作过程实际煤水比失调，水冷壁壁温上升较快，虽手动增加给水流量，但仍因水冷壁出口温度快速上升至高Ⅲ值致使MFT动作。后经检查发现，引起给煤机A/B/C同时跳闸的原因为给煤机MCC甲段双电源自动切换装置误动致MCC失电。

1.2.2双电源自动切换装置供电隐患分析

（1）电源故障时切换不成功或切换时间过长；

（2）双电源自动切换装置误动致MCC失电；

（3）采用“自投自复型”电源认主的形式，在主电源故障恢复后将会增加一次电源切换的过程，给机组正常运行带来一定的安全风险。

双电源自动切换装置是保证设备可靠运行的手段，但如果选型不当或者设备自身可靠性不足发生误动拒动，很可能造成设备的停运，失去了原本设计时的功能。

1.2.3改造方案及探讨

为了消除双电源自动切换装置供电的隐患，将机组6台给煤机进行分散供电，分别放置至本机组所属的400V PC母线，分散了电源故障的风险，如图（1）示。

图（1）本机组给煤机分散供电示意图

此改造方案虽然分散了给煤机供电电源故障的风险，但是没有了原先关联设备简洁明了的电源对应关系，在母线失电故障时会产生交叉影响，对操作人员的处理反应能力要求更高；并且仍然避免不了给煤机自身动力电源与控制电源同源情况下的风险、动力电源或控制电源的低电压风险、以及由于电网故障导致本厂机组厂用电源电压整体下降的风险。

2给煤机控制电源低电压穿越能力的提升

对于采用变频调节的给煤机，从实际使用来看，变频器动力电源的低电压穿越能力强于给煤机控制电源的低电压穿越能力。当电源电压波动，380VAC输入电源波动下降低至额定值的80%以下时，给煤机控制板将不能稳定工作，有跳闸给煤机的风险；380VAC电压降至额定值的60%以下时给煤机变频器低电压保护动作，给煤机停止工作。

由于变频器动力电源与给煤机控制电源的低电压穿越能力的不同，若采用动力电源与控制电源同电源的接法并不合理规范。为了进一步提高给煤机运行的可靠性，该厂将给煤机控制电源由原来的与自身动力电源同源，改造为由本机组热控220V电源柜供电，热控电源柜由本机组UPS双路电源供电，每台给煤机控制电源各自用一个单独的开关，分别送到各自的就地控制柜，满足了给煤机控制电源对低电压穿越能力的要求。

3给煤机变频器低电压穿越能力的提升

3.1给煤机变频器低电压穿越装置工作原理

由前述可知，将机组6台给煤机进行分散供电，仍然避免不了由于电网故障导致本厂机组厂用电源电压整体下降的风险。可能导致机组所有给煤机全部停止运行的情况，触发 “全炉膛燃料丧失”逻辑致锅炉MFT保护动作跳闸机组，并没有真正解决给煤机变频器低电压穿越的问题。

为了提高给煤机变频器的低电压穿越能力，保证给煤机电源不受外界影响，就要有其他不间断电源供电。在2020年10月，该厂利用机组停役检修的机会，进行了给煤机变频器高低压穿越的改造，加装了隔离型电压暂降保护器（RTM），其工作原理如图（2）示：

图（2）穿越柜模块RTM装置原理

当给煤机变频器的交流输入电压正常时，RTM处于待机状态。

当给煤机的交流动力电源出现电压暂降或短时中断时，变频器的直流母线电压就会下降，RTM输出的高压直流电就会送到变频器的直流母线端，为其提供电压支撑，保证了变频器不会因交流欠压而停机，RTM模块起到了对变频器的支撑作用。 当交流电压恢复正常后，RTM自动退出支撑，RTM处于待机工作，为下次电网出现电压暂降或短时中断做好准备。

3.2现场改造情况

现场设置给煤机变频器高低压穿越柜一面，每台给煤机变频器配置一台低电压穿越装置，自本机组直流220V母线引入两路直流电源，直流电源甲供A/B/C给煤机变频器低压穿越用，直流电源乙供D/E/F给煤机变频器低压穿越用。

3.3改造后给煤机停送电问题

给煤机低压穿越装置作为主电源低电压后的备用电源，在主电源失去后，会自动联动投入，所以对给煤机的停电方式要注意。给煤机变频器电源送电后方可将低电压穿越柜内模块送电运行，低电压穿越柜内模块停电后方可将变频器电源停电。

4结束语

锅炉制粉系统的运行状况直接影响着机组的安全稳定运行，该厂通过对给煤机供电电源的一系列改造，有效提高了给煤机运行的可靠性。从改造情况看，完全能满足各种运行工况下的要求，为同类电厂给煤机电源改造提供了借鉴。

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作者简介：

王程 （1977-），男，大专，助工，技师，国家能源集团谏壁发电厂发电部单元长