鍋爐二次風(fēng)改造技術(shù)方案

趙 翔

（江蘇大唐國際呂四港發(fā)電有限責(zé)任公司，江蘇 啟東 226246）

1 改造的必要性

1.1 原系統(tǒng)或設(shè)備基本情況及存在的主要問題

本文討論技術(shù)方案針對(duì)針對(duì)哈鍋四角切圓鍋爐，二次小風(fēng)門為STI執(zhí)行器、電氣轉(zhuǎn)換器、STI位置反饋以及DE/3M定位器所構(gòu)成的氣動(dòng)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)為開環(huán)控制方式，即指令給出后執(zhí)行器按照預(yù)設(shè)位置進(jìn)行動(dòng)作，當(dāng)執(zhí)行器卡澀及反饋偏差等故障狀態(tài)時(shí)，執(zhí)行器指令和實(shí)際動(dòng)作位置有偏差。這就造成了運(yùn)行人員對(duì)二次小風(fēng)門實(shí)際位置不清楚，機(jī)組調(diào)節(jié)存在盲目性，為機(jī)組帶來安全隱患。

STI小風(fēng)門采用氣動(dòng)控制系統(tǒng)，氣源管路較長，造成實(shí)際行程存在偏差，控制精度較低。STI反饋存在精度差，濕潤條件下故障率高，多次調(diào)節(jié)仍然不準(zhǔn)，檢修過程中由于STI反饋不準(zhǔn)占用大量工時(shí)進(jìn)行反饋調(diào)節(jié)，但調(diào)節(jié)精度仍不理想，只能勉強(qiáng)控制在偏差10%附近，這對(duì)運(yùn)行人員機(jī)組調(diào)節(jié)造成影響，并在機(jī)組運(yùn)行期間帶來大量設(shè)備缺陷。

二次風(fēng)門安裝靠近爐墻，溫度較高，經(jīng)常發(fā)生卡澀現(xiàn)象，開環(huán)控制無法應(yīng)對(duì)，只能靠人工處理，就地小風(fēng)門處無平臺(tái)，增加了檢修作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)。

1.2 進(jìn)行改造的必要性及主要依據(jù)

當(dāng)前，由于二次風(fēng)門氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制方式不合理，使用一個(gè)電氣轉(zhuǎn)換器同時(shí)控制一層四個(gè)二次風(fēng)門，不能滿足安全生產(chǎn)的需要，并帶來較大安全隱患，一旦二次風(fēng)門故障，導(dǎo)致同一層的四個(gè)二次風(fēng)門失控；而且機(jī)械式定位器本身質(zhì)量不可靠，經(jīng)常出現(xiàn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)開關(guān)不靈活、開關(guān)線性度不好、定位器卡澀、響應(yīng)時(shí)間不等、反饋信號(hào)漂移等問題，嚴(yán)重影響運(yùn)行人員對(duì)二次風(fēng)配風(fēng)的控制，給鍋爐穩(wěn)定燃燒帶來安全隱患，國內(nèi)各大電力公司都相繼進(jìn)行了二次風(fēng)門改造工作。

本文改造方案針對(duì)哈鍋四角切圓鍋爐進(jìn)行改造，經(jīng)濟(jì)性良好，系統(tǒng)可靠性高，設(shè)備精度優(yōu)良。保留原有STI氣缸降低設(shè)備投入，采用定位器控制，以實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制提高控制精度，采用分體式反饋設(shè)計(jì)，提高設(shè)備可靠性。最大程度實(shí)現(xiàn)機(jī)組調(diào)節(jié)穩(wěn)定性，為機(jī)組二次風(fēng)自動(dòng)調(diào)節(jié)奠定基礎(chǔ)。

2 改造方案論證

2.1 改造方案描述

針對(duì)原有STI小風(fēng)門實(shí)際情況，對(duì)原有哈鍋四角切圓鍋爐的112臺(tái)小風(fēng)門進(jìn)行升級(jí)改造∶

2.1.1 控制原理

拆除原有STI定位器及控制管路，改用SIEMENS智能定位器為主控制設(shè)備。DCS采用原有控制信號(hào)，減少通道成本投入。4-20mA信號(hào)通過就地控制箱中信號(hào)分配器分配到四角小風(fēng)門定位器進(jìn)行控制。就地反饋采用SIEMENS分體式反饋，反饋固定于原有氣缸上，減少高溫對(duì)定位器產(chǎn)生的影響?？刂圃韴D如圖∶

2.1.2 就地安裝

由于原有哈鍋四角切圓鍋爐小風(fēng)門系統(tǒng)采用的指令信號(hào)采用一控四，一控二，以及一控一等不同形式，由DCS系統(tǒng)提供一個(gè)4-20mA信號(hào)到電氣轉(zhuǎn)換器對(duì)四角進(jìn)行控制，要實(shí)現(xiàn)定位器閉環(huán)控制，必須在原有基礎(chǔ)上增加多組4-20mA信號(hào)，對(duì)原有DCS卡件通常不能實(shí)現(xiàn)要求，增加DCS指令成本巨大。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況及成本考慮，我們可使用原有DCS指令，拆除原有控制柜內(nèi)氣動(dòng)控制設(shè)備，保留原有DCS指令反饋，在控制箱中加裝信號(hào)分配器，從原有控制柜內(nèi)延伸控制信號(hào)去每個(gè)角的小風(fēng)門控制箱。信號(hào)結(jié)構(gòu)圖如圖∶

針對(duì)具體環(huán)境，拆除原有STI風(fēng)門上DE/3M定位器，保留原有STI汽缸，28層小風(fēng)門112臺(tái)SIEMENS智能定位器根據(jù)小風(fēng)門實(shí)際位置分4層4個(gè)角安裝于二次風(fēng)箱及每個(gè)角的AB,CD,EF燃燒器平臺(tái),新設(shè)定位器控制柜位于上述位置，根據(jù)定位器數(shù)量及安裝位置，定位器控制柜定制安裝。布置如下表∶

表1

為了方便對(duì)改造后的進(jìn)行維護(hù)，在SIEMENS智能定位器的進(jìn)氣端和兩個(gè)出氣端加入截門，在進(jìn)行單臺(tái)小風(fēng)門檢修時(shí)，關(guān)閉此小風(fēng)門定位器截門，可防止小風(fēng)門動(dòng)作，而且不影響控制柜內(nèi)其他定位器，增加設(shè)備可靠性，提高機(jī)組安全穩(wěn)定。

2.2 方案實(shí)施的可行性、合理性、存在問題和解決辦法

由于STI小風(fēng)門存在的普遍問題，各發(fā)電公司相繼進(jìn)行了二次風(fēng)門改造，以提高鍋爐燃燒的安全可靠。

根據(jù)改造項(xiàng)目的時(shí)間及成本投入不同，二次風(fēng)改造可進(jìn)行一次性全改或分批次改造，但由于原有系統(tǒng)管路布局影響，最多只能按照定位器控制柜安裝位置分4批次自上而下 （即控制柜布置表序號(hào)前后）完成改造，否則會(huì)因原有管路影響改造效果，增加施工難度。

2.3 改造實(shí)施前的過渡措施

二次風(fēng)門改造前，仍使用原有二次風(fēng)門，由于改造對(duì)機(jī)組控制方式?jīng)]有影響，對(duì)部分改造的設(shè)備，運(yùn)行人員可使用原有控制方式。

3 改造結(jié)論

二次小風(fēng)們改造的主要設(shè)備包括∶SIEMENS智能定位器、定位器控制柜、信號(hào)分配器、SIEMENS分體式反饋。本次改造采用SIEMENS智能閥門定位器，它性能穩(wěn)定，調(diào)節(jié)精度高，反應(yīng)快，在現(xiàn)場(chǎng)組態(tài)，可視化手動(dòng)操作，智能定位器直接接收4－20mA給定信號(hào)，無需電氣轉(zhuǎn)換器及其它一些繁雜的機(jī)械結(jié)構(gòu)，可以做到免維護(hù)運(yùn)行。采用信號(hào)分配器可節(jié)省DCS卡件投入及電纜費(fèi)用。分批次改造適應(yīng)于多數(shù)電力公司實(shí)際工程情況，具有較高的可行性。對(duì)于已改造設(shè)備可以看出改造方案成本較低，系統(tǒng)運(yùn)行良好，設(shè)備一次性投入少等優(yōu)點(diǎn)。