厂用系统电动机连锁回路详解

厂用系统电动机的运行状况直接影响锅炉、汽轮机的运行。厂用电动机所带的辅助机械之间有着密切的联系，这种联系一旦破坏将会发生重大事故，例如：吸风机故障时，如果送风机不停止运行，将会造成炉膛正压，炉烟外喷，若送风机停机而不立即停止向炉膛送煤，则使炉膛里的煤不能充分燃烧而积聚吸热，将会造成炉膛爆炸事故等。由于有这些问题的存在，就要求厂用系统电动机之间根据工作性质、特点、相关联的需要，分别采取必要的技术措施，以满足各辅助机械之间的运行关系和安全生产。

各辅助机械之间的运行关系主要有两方面：一是工作的设备在事故停机时，应由备用设备自动投入来代替其工作，如工作给水泵故障停机时，备用给水泵能够立即自动投入工作；二是辅助设备之间的制约条件，即当某设备因故障停运时，与其相关的某设备也必须停运，或者是某设备启动时必须是以另一个设备已在正常运行作为前提，如按输煤工作的顺序来看，若原煤是由1号皮带送往2号皮带时，则必须先启动2号皮带，在其正常运行后，1号皮带才能启动，这样，才能保证生产环节的程序性和可控性。为此，在厂用系统电动机之间采取了通过控制元件组成相应的控制回路，以及由自动装置、继电保护环节构成的厂用电动机的联动（或连锁）回路与系统。

一、给水系统给水泵电动机的连锁

锅炉给水泵为火电厂重要设备之一，用以将除氧器中的水升压后送入锅炉。给水系统的故障，会引起机组减负荷严重时将导致锅炉损坏。在大型发电机组中，每台机组一般有三台给水泵，正常运行时，两台运行，一台联动备用。

1.对给水泵连锁回路的要求

（1）当任一台工作给水泵电动机因事故跳闸时，备用给水泵电动机应能自动投入。

（2）当给水母管压力降低到规定值时，备用给水泵电动机亦应自动投入。

（3）当给水泵电动机容量在2000kW及以上者，由于水泵本身配备有一套轴承润滑油系统，正常运行时由水泵同轴的齿轮油泵供给润滑油，在水泵起停及齿轮油泵发生故障时，由备用的电动油泵供给润滑油。除满足在工作水泵事故跳闸时，备用水泵应能自动投入的要求外，还增加了润滑油压降低闭锁给水泵合闸的回路。另外，当润滑油压低时，电动油泵自动投入，油压继续降低时，联跳给水泵。

2.给水泵连锁原理

给水泵连锁原理如图4-11所示，三台给水泵，其中任意一台都可作为备用给水泵。这样，连锁回路与事故音响信号共用一组启动回路，各泵都有自己的连锁开关（SS）。例如，当2号给水泵选为备用泵，1号、3号给水泵作为工作泵时，则2号给水泵的连锁开关（SS2）投入到“备用”位置，而1号、3号给水泵（1GSB、2GSB）的连锁开关（SS1、SS3）投入到“连锁”位置。当1号给水泵或3号给水泵因电压过低或轴承油压过低以及电动机的保护动作使其自动跳闸时，经过SS1或SS3发出事故信号，同时又经连锁开关SS1或SS3启动总联动继电器KCA，总联动继电器再经过2号给水泵（备用泵）的连锁开关（SS2）启动2号给水泵，保证了给水系统的正常工作。当给水母管的水压降低时，水压计压力触点KVP闭合启动总联动继电器KCA，由KCA经过连锁开关SS2动处于备用状态的2号给水泵。于是三台给水泵全部投入运行从而保证给水母管的压力。

3.连锁开关的工作方式

（1）工作泵的联动开关应投入在“联动”位置，备用泵的联动开关应投入在“备用”位置。

（2）工作泵与备用泵的运行方式由汽机运行负责人决定。

（3）当工作泵事故停机或给水母管压力降低到规定值时，联动开关保证正常工作，使备用泵能自动投入运行。

（4）当给水泵单机试验或备用泵不具备运行条件时，应将试验的给水泵或不具备运行条件的备用泵的连锁开关SS，投在“解除”位置。

图4-11　给水泵连锁原理示意图

4.给水泵联动回路元件说明

常规由控制开关和继电器组成的给水泵联动回路如图4-12所示。FU1、FU2为熔断器（也可以采用速断小开关来替代熔断器）；M703为“掉牌未复归”光字牌小母线；M708为事故音响小母线；KCA为联动继电器；HAU为蜂鸣器；KSS为信号复归继电器；SS、1SS为备用、工作给水泵连锁投入开关；SA、1SA为备用、工作给水泵控制开关触点；QF为给水泵断路器常闭辅助触点；SB1为警报试验按钮；SB2为警报复归按钮；QA为转换开关；KVP为水压监视触点；KV为水压低连锁启动电压继电器；KCB为闭锁继电器；KC11为启动备用给水泵的中间继电器；KC2为启动备用给水泵油泵的中间继电器。

图4-12　给水泵连锁回路图

5.连锁动作过程

各台给水泵跳闸启动为虚线范围内的部分，相同回路数等于给水泵电动机数量。假设工作给水泵的连锁开关投到“工作”位置，1SS的触点①-③接通。备用给水泵的联动开关SS投入到联动备用位置，其触点②-④接通，同时SS的另外一对触点⑥-⑧（见图4-8给水泵控制回路）接通。当1工作给水泵跳闸，其断路器1QF常闭辅助触点闭合，通过1SS①-③、工作给水泵断路器控制把手1SA的触点①-③、-将电源回路接通，使连动继电器KCA励磁，KCA的两对常开触点闭合，一个去启动警报（蜂鸣器），另一个通过闭锁继电器KCB延时断开的常闭触点接通电源，使启动备用给水泵的中间继电器KC11和启动备用给水油泵的中间继电器KC2励磁，触点闭合将备用给水泵合闸。同时，联动继电器KCA的常闭触点断开，使闭锁继电器KCB线圈失磁，其常开触点延时断开，切断启动继电器KC11和KC2电源，从而保证了备用电动机只能启动一次。警报的复归是由运行人员手动复归断路器控制开关SA操作把手或按下音响复归按钮SB2完成。如给水系统采用母管方式运行，则将转换开关QA投入，当母管压力低，压力继电器触点KVP闭合，同样启动备用给水泵。

由于备用给水泵联动开关SS的触点②-④接通，如备用给水泵运行中跳闸，则不能启动其他给水泵，只发出报警信号。

二、锅炉辅机的连锁

火电厂锅炉按燃料的形式分为燃煤、燃油和燃气三种，目前我国最常用的为燃煤锅炉。燃煤锅炉由于容量大小和所用煤种不同，因而采用不同的燃烧及制粉系统。煤粉炉制粉系统一般可分为直吹式或储仓式两种。

煤粉炉辅机主要包括吸风机、送风机、一次风机、给煤机、磨煤机、排粉机、给粉机、螺旋输粉机、回转式空气预热器等，以及这些一次设备的辅助设备，如风机、磨煤机和空气预热器的润滑油泵。

锅炉在起、停和正常运行中，各辅机之间有着一定的工作程序，这些程序如果被破坏，就会破坏锅炉的正常起停和运行，甚至造成设备损坏等事故。因此，辅机间应按一定的程序进行连锁。

现以中速磨煤直吹式制粉系统为例说明锅炉连锁原理，如图4-13和图4-14所示。

图4-13中XF1（XF2）为甲（乙）吸风机；SF1（SF2）为甲（乙）送风机；PF1（PF2）为甲（乙）排粉机；MM1（MM2）为甲（乙）磨煤机；GM1（GM2）为甲（乙）给煤机；1LFM（2LFM）为甲（乙）冷风门；1RFM（2RFM）为甲（乙）热风门；1SA为断路器操作把手；SA为锅炉辅机主连锁开关；SA1为锅炉甲侧制粉系统连锁开关；SA2为锅炉乙侧制粉系统连锁开关；K1为低电压保护用继电器；K2为油压中间继电器；KT为温度继电器触点。，4-13适用于中速磨直吹式负压系统　当采用正压系统时，将排粉机改为一次风机即可。现以双套风机、双套制粉系统为例，其连锁条件如下：

图4-13　锅炉辅机连锁示意图

（1）当运行中的两台吸风机跳闸时或只有一台吸风机运行而跳闸时，运行中的两台送风机自动跳闸。如图4-14（a）所示，正电源→SF1操作开关1SA

图⑮-⑯通→连锁开关SA①-②（③-④）→XF1常闭触点QF→XF2常闭触点QF→甲送风机断路器跳闸。同样经过连锁回路将乙送风机跳闸。排粉机（一次风机）、磨煤机和给煤机应跳闸。

另外，当厂用母线电压低于70％UN时，母线低电压保护启动，经过9s的延时，使中间继电器K1励磁，跳开甲（乙）送风机。

（2）当运行的两台送风机跳闸或只有一台送风机运行而跳闸时，运行中的排粉机、磨煤机和给煤机应跳闸。如图4-14（b）所示，正电源→PF1操作把手1SA⑮-⑯→连锁开关SA⑦-⑧→SF1常闭触点QF→SF2常闭触点QF→甲排粉机断路器跳闸。同样经过连锁回路将乙排粉机跳闸。

当两台送风机同时跳闸，随之将关闭燃油总门，如图4-14（d）所示。

（3）当运行中的一台排粉机跳闸时，相对应的磨煤机应跳闸，如图4-14（c）所示。正电源→MM1控制开关1SA⑮-⑯→连锁开关SA2①-②通→PF1的常闭触点QF→甲磨煤机断路器跳闸。同样经过连锁回路将乙磨煤机跳闸。

当厂用母线电压低于70％UN时，母线低电压保护启动，经过0.5s的延时，使中间继电器K1励磁，跳开甲（乙）磨煤机。

磨煤机运行中需要油泵打油对轴承和减速齿轮进行润滑，一旦油泵故障或油压降低，油压监视继电器K2常闭触点闭合，使磨煤机跳闸。

（4）制粉系统工作时，必须先将磨煤机启动后才能启动给煤机。所以，在给煤机的合闸及保持回路中串入相应的磨煤机断路器的常开辅助触点，如图4-14（e）所示。当运行中的磨煤机跳闸时，相应的给煤机应连锁跳闸。

图⑨-⑩与磨煤机的常开触点并联，是为了便于给煤机在检修后可以单独做试验。SA1 4-14（e）中将制粉系统连锁开关SA1⑨-⑩是在连锁投入时断开，连锁解除时接通。

（5）当运行中的任一台磨煤机跳闸时，为防止制粉系统温度过高，所以必须关闭相应磨煤机的热风门，同时开启相应的冷风门，如图14-4（f）所示。图中连锁电路的接线分别布置于各自电动机或由电磁阀控制设备的控制电路中。(www.xing528.com)

图4-14　中速磨煤直吹式制粉系统的连锁接线图

三、输煤系统的连锁

目前，输煤系统电动机的控制方式按照电厂规模及输煤系统的复杂程度，采用就地分散控制或集中控制或集中程控等方式，其中集中程控又分为强电、弱电和可编程控制三种。某些设备，如煤仓间犁煤器的自动配煤和落煤管自动启动振打器，还设置独立的自动控制。在集中程控中可实现程控、集中控制和解除连锁单机控制三种运行方式，就地设有各设备的集中/就地切换开关和启、停按钮。现很多电厂采用可编程控器或微机管理来实现集中程控，其控制原则与常规方式相同，只是实现手段改变，本节介绍的原则同样可以适用。

输煤系统包括以下设备：

（1）卸煤设备。用自卸式底开车或翻车机等机械。

（2）煤场设备。用堆取料机或斗链式卸车机等机械。此设备与系统不连锁。

（3）上煤设备。用皮带机，一般为双路系统，一路运行，一路备用。与皮带机配套供应的有皮带跑偏、皮带打滑、煤流堵塞、皮带纵向撕裂、煤流信号和事故拉绳开关等保护装置。

（4）破碎设备：设有筛分设备，原煤通过筛子，大块煤进入碎煤机进行破碎，当原煤不需要破碎时，可通过落煤管旁路通过，不需启动碎煤机和筛子。

（5）辅助设备。

1）电磁除铁器：在每路上煤系统中，一般在碎煤机前暂设两级电磁除铁器，并有金属探测器以提高吸铁效率。

2）木块分离器。

3）电子皮带秤。

4）原煤取样装置。

5）落煤管挡板和墙煤振打电机。

6）排水泵：一般设置在各转运站底层。

现以输煤皮带工作过程来说明输煤连锁回路，如图4-15所示。为满足各种运行方式的要求，在系统中某一个设备停机时可能需要几个运行中的设备都必须停机。根据输煤系统的工作流程可知，1号（2号）给煤机（1GM、2GM）→1号输煤皮带机（1P）→筛煤机（ST）→2号输煤皮带机（2P）→三通分煤器→3号（4号）号输煤皮带机（3P、4P）。显然，当3号输煤皮带机、4号输煤皮带停止工作时，要求2号输煤皮带机和1号输煤皮带以及给煤机均应跳闸停机。

图4-15　输煤系统工作流程图

1.连锁原理

图4-16是输煤系统连锁示意图，图中实线箭头方向是煤流的方向，虚线箭头方向是连锁方向。图4-17是输煤系统连锁回路，在输煤系统将连锁开关SS投到“连锁”位置运行时，连锁开关SS中的各触点均处于断开位置，只有当3号输煤皮带机（3P）或4号输煤皮带机（4P）首先启动运行，其回路中的连锁继电器KC3（或KC4）将随之励磁，与2号皮带启动回路中串联的常开触点KC3（KC4）闭合，这时操作2号皮带操作把手SA2，SA2的③-④通，KM2动作启动2号皮带，连锁继电器KC2同时励磁为筛煤机的启动做好准备。同样，根据连锁条件，1号皮带只有在2号皮带和筛煤机都运行的条件下才能启动。1号皮带运行后，给煤机才可以工作。

图4-16　输煤系统连锁示意图

当3、4号皮带运行中跳闸（或只有其中一条皮带运行而跳闸时），串接于2号输煤皮带机的连锁继电器触点断开，使2号输煤皮带机开关跳闸，同时由2号输煤皮带连锁继电器失磁，常开触点断开与1号输煤皮带机的形成通路，使1号输煤皮带机开关跳闸，1号输煤皮带机开关的辅助常开触点与给煤机（GM）的连锁，使给煤机开关跳闸，完成连锁程序控制。正常开机顺序是3号输煤皮带机→4号输煤皮带机→2号输煤皮带机→磁铁分离器→筛煤机→1号输煤皮带机→1号给煤机→2号给煤机。停机顺序与此相反。

图4-17　输煤系统连锁回路图

在输煤系统检修后，需要单独进行或要做二段皮带的启动试验时，将连锁开关SS投到“连锁解除”位置，连锁开关的触点接通，短接了启动回路的连锁继电器触点，操作SA1或SA2，使该开关的触点⑤-⑥，接通，即可完成。

2.连锁工作制

（1）正常运行时，各机的连锁开关均投入到“连锁”位置。

（2）在检修或单机试验以及需要单机运行时，应将连锁开关投入到“解除”位置。

（3）磁铁分离器不参加工艺连锁。

四、疏水泵的连锁回路

1.工业水泵连锁原理

火电厂的工业水系统是供应全厂辅机的轴承冷却用水，一般常用的工业水系统设有工业水箱和两台工业水泵。正常工作时，一台水泵工作，另一台水泵备用；工作水泵在水箱的水位达到最高水位时应自动停机；工作水泵在故障停机时，备用水泵应自动投入运行。这样就保证了冷却用水也节省了能源。

图4-18　工业水泵连锁回路

图4-18中，QA为回路保护速断开关；SA为控制操作把手；SS为连锁开关；KCB为联动继电器；KCO为合闸继电器；KCT为跳闸继电器；KM为合闸接触器；SB为事故按钮；KR为热电耦保护；KVPH 为水位高监视触点；KVPL为水位低监视触点。

当水泵处于连锁备用状态时，操作把手SA②-④接通，连锁开关SS的①-③接通。

运行中工作水泵操作把手SS在合后状态，SA㉑-㉓接通，连锁继电器KCO励磁常开触点闭合（如图4-18中点划线框内的回路）。当工作水泵自动跳闸，其合闸继电器、合闸接触器均失磁，常闭触点闭合，将备用水泵启动。

2.工业水泵连锁工作制

（1）正常运行时工作水泵的连锁开关投在“连锁”位置，备用水泵的连锁开关投入到“备用”位置。

（2）工业水泵在水位升高到最高水位时自动停机，在水位低到最低水位时，自动启动。

（3）单机试运时，其水泵的连锁开关投在“解除”位置。