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1、二次风量异常导致机组MFT事故分析 1. 故障过程 某电厂2台135MW供热机组，锅炉采用冷一次风正压直吹式制粉 系统，四角切圆燃烧方式。2009年5月8日11：59左右，2号机组发生MFT，FSSS 跳闸首出原因为“炉膛压力低低”。检查机组的运行工况如下：MFT发生前2号机 组的各项运行参数平稳，无负荷变动和主要参数的调整操作，送风机投入自动， 引风机投入手动，机组负荷111.54MW。11：57：43至11：59：46，机组风烟系统 主要参数出现异常，11：57：40锅炉总风量开始异常升高，由275.74kNM 3/H增加 到368.03 kNM 3/H，送风量定值为273.12 kNM3
2、/H，由于2台送风机自动，且由于锅 炉总风量增加， 送风控制系统根据送风量定值与实际总风量的偏差开始关小送风 机出口挡板，由于锅炉总风量持续增加，导致送风控制系统不断关小送风机出口 挡板进行调节，加上引风机在手动，运行人员未及时对引风机静叶进行调整，导 致炉膛负压持续降低，引起“炉膛压力低低”MFT动作跳机。 表1 故障前后参数记录 参数 变化前 （11:57） 变化后 （11:59） 变化幅 度 结束后 （12:00） 机组负荷/MW 111.54 0.0 -111.54 110.21 A送风机出口挡板开度反馈/% 67.42 18.76 -48.66 18.03 B送风机出口挡板开度反馈/
3、% 76.4 27.22 -49.18 27.22 A引风机静叶开度反馈/% 33.80 31.8 -2 32.13 B引风机静叶开度反馈/% 38.80 37.7 -1.1 39.22 炉膛负压/Pa -12.94 -646.76 -633.82 -1089.1 总风量定值(kNM 3/H) 273.12 / / 304.69 总风量(kNM 3/H) 275.74 349.03 73.29 368.03 总煤量(t/H) 61.18 61.18 0.0 61.18 一次风总风量(kNM 3/H) 86.12 89.05 2.93 89.05 A空预器出口二次风量差压 1/KPa -0.07
4、 0.78 0.85 1.43 A空预器出口二次风量差压 2/KPa 0.33 0.37 0.04 0.16 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 B空预器出口二次风量差压 1/KPa 0.26 1.02 0.76 0.19 B空预器出口二次风量差压 2/KPa 0.21 1.05 0.84 0.20 A空预器出口二次风压力/KPa 1.57 -0.5 -2.07 -0.50 A空预器出口二次风压力/KPa 1.57 -0.5 -2.07 -0.50 2. 分析过程 调阅事发前后的机组历史数据趋势， 发现当锅炉实际总风量大 于给定值时，送风机控制系统关小出口挡板，
5、减少送风量，空预器出口二次风压 力同步减少，说明该参数反映的变化趋势是正确的，但锅炉实际总风量不减反而 持续增大，和空预器出口二次风压的变化趋势出现背离，参数异常现象明显。锅 炉实际总风量通过A、B空预器出口二次风量差压补偿计算后求和而来，检查锅炉 实际总风量的控制组态，模拟计算正确无异常；检查A、B空预器出口二次风量差 压变送器的历史数据，发现4个变送器的取样差压均和空预器出口二次风压力的 变化趋势出现背离，参数异常现象明显。 通过上述分析认为2号机组2009年5月8日发生的“炉膛压力低低”MFT跳闸 事故，和A、B空预器出口二次风量差压变送器的测量异常有直接的关系，发现导 致差压变送器测量
6、异常的因素，是搞清此次事故发生的关键。 （1）A、B两侧空预器的二次风侧存在不同程度的堵灰现象，空预器出口二 次风压力和空预器出口二次风量差压的测量值都呈现出正弦波的周期性变化， 这 和三分仓空预器侧二次风局部堵灰的现象相吻合。 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 图1 风量参数正弦波变化历史趋势 （2）A空预器出口二次风量差压1变送器的正压侧取样管存在堵灰现象，调 取以前的历史趋势，发现该变送器的测量值在-0.03-0.06kPa范围内波动，由 于风量计算的控制组态对A空预器出口二次风量差压1和A空预器出口二次风量差 压2的信号处理采用高选方式，所以A空预器出
7、口二次风量差压1在此次事故发生 前未参与A侧二次风量的补偿计算。 （3）4个二次风量差压变送器取样差压同步增大的问题分析。差压变送器的 测量公式：P=P(+)-P(-)，P(+)正压侧取样压力，P(-)负压侧取样压力，P 取样差压。由于锅炉总风量增大是4个二次风量差压变送器测量值增大引起的， 所以重点分析是什么原因导致4个二次风量差压变送器测量值同步增大，是解开 此次非正常跳机事故的关键因素。导致P取样差压的增大，分析这种现象有几 种可能性，一是机组增加负荷，加负荷的同时增加送风量和給煤量；二是正压侧 取样管堵灰，负压侧取样压力减小会导致P取样差压增大；三是正压侧取样压 力和负压侧取样压力的变
8、化速率不一致， 即正压侧取样压力的变化速率明显低于 负压侧取样压力的变化速率，会导致P取样差压很明显的增大或减小。 事故发生前，送风控制系统自动，引风控制系统手动，当锅炉实际总风量大 于总风量定值时，送风控制系统会关小送风机出口挡板，减少锅炉送风量，图表 分析认为送风控制系统在初始调节阶段的调节方向是正确的。 但是在锅炉风烟系 统流程中，受系统阻力的影响，引风机承担较大的工作负荷，因此，设备选型中 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 送风机设备出力小、引风机设备出力大，这样的设备匹配会造成风量差压变送器 正压侧取样压力和负压侧取样压力的变化速率不一致， 即正压侧
9、取样压力的变化 速率会低于负压侧取样压力的变化速率。 通过以上分析，认为引风机未投入自动是导致4个二次风量差压变送器测量 值同步增大的关键因素，理由有以下几个方面：（1）由于引风机设备出力大， 所以对二次风量差压变送器的负压侧取样压力影响很大；（2）送风机减少出力 降低锅炉总风量，造成炉膛负压降低，加剧了二次风量差压变送器负压侧取样压 力的变化， 比较明显的实例是A空预器出口二次风量差压1变送器的测量值持续增 大，差压值由-0.07 kPa变化到1.43 kPa，是该变送器在正压侧存在堵灰造成正 压侧压力变化不大而负压侧压力持续减小，导致测量差压不断增大；（3）炉膛 负压降低直接影响二次风量差
10、压变送器负压侧取样压力的变化， 造成正压侧取样 压力的变化速率明显低于负压侧取样压力的变化速率， 4个变送器P取样差压虚 假增大，锅炉总风量虚增，形成送风控制系统反调，恶化炉膛负压，导致MFT发 生。 图2 送风控制系统历史趋势 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 图3 二次风量差压变送器变化历史趋势 3. 结论及建议 通过对事故过程的分析，认为送风控制系统自动，引风控制系统手动是导致 “炉膛压力低低”MFT的关键因素，送风控制系统调节锅炉总风量是此次事故的 诱发因素，引风控制系统在手动状态下未配合送风控制系统的调节，对送风控制 系统调节锅炉总风量形成干扰因素，
11、造成送风控制系统反调，恶化炉膛负压，导 致MFT发生。根据该厂引风控制系统的控制策略，该控制系统在调节炉膛负压的 同时，接受送风控制系统来的送风量前馈信号，在锅炉送风量改变的同时，及时 调节炉膛负压。机组的运行经验也说明在投入送风控制系统自动时，必须先投入 引风控制系统自动，即送风控制系统自动不推荐单独投入，但引风控制系统自动 可单独投入。 图表分析发现A空预器出口二次风量差压1变送器的正压侧取样管存在堵灰 现象， 炉膛负压的变化加剧了该变送器的负压侧取样压力持续减小的幅度，导致 P取样差压最高达到1.43kPa，增加幅度1.5kPa，后期对锅炉总风量的虚假增加 影响明显，一定程度的起到了推波
12、助澜的作用。 B空预器二次风侧存在局部堵灰现象，对二次风量差压变送器的正压侧取样 压力有一定的影响，间接影响此类变送器的测量精度。 根据以上的分析结论，我们提出如下建议： PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 （1）送风控制系统自动不要单独投入，但引风控制系统自动可单独投入。 可修改送风控制系统的控制策略，若引风控制系统未投入自动，闭锁投入送风控 制系统自动。 （2）加强对风量测量变送器的定期检查工作，特别是风量取样装置的检查， 防止取样管堵灰造成风量测量变送器测量精度下降。 （3）建议利用机组检修期间检查空预器吹灰器工作角度是否合理，空预器 二次风侧是否存在局部堵灰现象，或风量测量变送器取样管是否防堵设计。 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建