1引言
国宏公司现有3台循环流化床锅炉，锅炉运行中需将炉水中磷酸根含量控制在2~10mg/L范围内，这就需要在炉水中添加磷酸盐，使磷酸盐中PO43-与炉水中钙盐在高温碱性环境下发生化学反应，生成松软水渣形碱式磷酸钙，易随锅炉排污排掉。加药系统采用变频控制，变频器型号西门子MM420 6SE6420-2UD21-5AA，磷酸盐加药泵选用米顿罗RW030液压隔膜计量泵，通过对液压隔膜计量泵转速调节，将加药量控制在合理范围。
2跳车经过
2011年10月12日工艺人员反映2#磷酸盐加药泵出现自动停车，手动起动后，再次出现跳车。现场排查故障时，检查变频器显示面板无故障跳闸记录，用兆欧表测量电缆和电机绝缘情况，绝缘电阻200MΩ以上，检查变频器时发现其底部风扇附着大量污垢，对污垢进行清理后，工艺人员起动磷酸盐加药泵，运行正常，观察半小时未发生跳车，怀疑此次跳车因变频器冷却风扇风量不足造成。11月8日2#磷酸盐加药泵再次跳车，变频器显示面板数值显示正常，检查变频器散热风扇运行正常，变频器参数r0037显示变频器内部IGBT温度为36℃，排除因散热不良造成变频器跳车。起动磷酸盐加药泵，半小时左右再次跳车。
3原因排查
找到磷酸盐加药泵控制回路图，控制回路局部图见图1，可以看出包含就地起停、就地调速、远程停车、远程调速、变频器输出跳车等功能。
图1 控制回路局部图
从跳车后变频器面板无故障记录分析，跳车过程应由中间继电器KA2常开触点断开引起，能造成该问题的元器件包括中间继电器KA2、KA8、KA12和停车按钮SB2，对上述元器件更换，同时紧固全部端子接线，开车20分钟后，再次跳车，跳车时发现中间继电器KA8瞬间动作并复位，中间继电器KA8应为跳车信号来源，而该中间继电器信号来自变频器数字输出1端子。
检查变频器参数P0731数字输出1的功能，为52.7变频器报警时闭合。检查变频器参数r2110报警信号记录，最近两次报警均显示为“911”，即A0911直流回路最大电压Vdc-max控制器已激活，表明变频器为避免直流母线出现过电压，Vdc-max控制器对负载运行状态进行调整，同时发出报警信号。
4变频器报警原因分析
4.1参考操作手册分析
变频器出现A0911报警信号，表明直流回路最大电压Vdc-max控制器被激活，引起故障的可能原因为“直流回路最大电压Vdc max 控制器已激活；因此，斜坡下降时间将自动增加从而自动将直流回路电压（r0026）保持在限定值（P2172）以内”。故障诊断和应采取的措施为检查变频器的输入电压或检查斜坡下降时间。
测量变频器输入电压，线电压为398V，在电压允许范围-5％~+10％内。检查变频器参数P1121斜坡下降时间为缺省设置10S，因A0911报警信号出现在磷酸盐加药泵恒速运行期间，并非出现在运行转速降至静止状态期间，与斜坡下降时间参数设定无关。
4.2中间直流回路电容故障分析
变频器中间直流回路电容对变频器中间直流回路电压起着稳定和调节作用，随着变频器工作年限的增加，中间直流回路电容容量将随之减小，其所担当的直流电压调节功能将会减弱，势必出现A0911报警。
磷酸盐加药泵变频器自2006年投用至今已有5年，在工艺状况和参数不变情况下，可能会因中间直流回路电容容量得降低，丧失对变频器中间直流回路电压的稳定作用，而触发Vdc-max控制器，同时输出A0911报警信号。
为缩短故障排查处理时间，将原有变频器拆除，更换大一级容量的西门子6SE6420-2UD22-2BA变频器。变频器更换、接线完成，设定相关参数，起动磷酸盐加药泵，运行期间再次出现A0911报警。
4.3负载原因分析
变频器中间直流回路过电压，也会因外部负载的变化引起。主要是指由于某种原因使电动机处于再生发电状态时，即电机处于实际转速比变频频率决定的同步转速高的状态，负载的传动系统中所储存的机械能经电动机转换成电能，通过逆变器的6个续流二极管回馈到变频器的中间直流回路中。此时的逆变器处于整流状态，如果变频器中没采取消耗这些能量的措施，这些能量将会导致中间直流回路的电容器的电压上升，进而触发报警，出现A0911报警信号。
磷酸盐加药泵为液压隔膜计量泵，技术参数见附表。液压隔膜泵的柱塞以一定的行程作往复运动，液压油被挤压进入隔膜腔，推出隔膜。隔膜是液压油和磷酸盐之间可移动的分割物。当柱塞向前运动时推动液压油，液压油作用在隔膜上，磷酸盐通过出口止回阀排出，经过管道进入锅炉汽包。在吸入时，泵柱塞将油带出隔膜从而移动隔膜，将磷酸盐通过入口止回阀吸入，完成磷酸盐连续不断的输送。
附表 磷酸盐加药泵技术参数
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型号
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最高排出压力/bar
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最大流量/l.h-1
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额定功率/kW
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额定电流/A
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额定转速/ r.min-1
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MROY-RW030
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211
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29.7
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1.5
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3.65
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1400
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——泵额定工况下的轴功率，kW
——泵出口压力，MPa
——泵入口压力，MPa
——泵流量，m3/s
——泵效率
当磷酸盐加药泵以固定速度运行时，锅炉汽包压力变化将带来泵轴功率的变化，汽包压力升高泵轴功率增大，汽包压力降低泵轴功率降低。观察发现3#磷酸盐加药泵出口管道压力波动不大，2#磷酸盐加药泵出口管道压力在8.1~10.5 MPa范围内波动。调出DCS监控系统中3#锅炉汽包压力趋势图见图二，出现相应波动。当汽包压力逐渐升高或缓慢下降时，2#磷酸盐加药泵变频器未出现报警信号，当汽包压力下降速率过快时，变频器断续出现A0911报警。
图2 3#锅炉汽包压力趋势图
4结束语
笔者了解到近期国宏公司锅炉用燃料煤含水量偏大，3#锅炉因落煤管存在缺陷而频繁堵煤，造成锅炉汽包压力出现大幅度波动，磷酸盐加药泵轴功率突降，导致变频器出现A0911报警。
作者简介
朱信华（1968-） 高级工程师，副总工程师，主要研究方向为化工自动化控制。
参考文献（略）
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