電感式接近開關(guān)在火電機(jī)組中速磨煤機(jī)磨輥升降信號(hào)的應(yīng)用

周冬梅

我國(guó)火電機(jī)組裝機(jī)容量占整個(gè)電力系統(tǒng)容量80%以上，中速磨煤機(jī)在火電機(jī)組中占有很大的比重。大唐寶雞熱電廠2臺(tái)330MW機(jī)組制粉系統(tǒng)配置10臺(tái)ZGM95（N）中速輥盤式磨煤機(jī)，自使用六年多來，磨煤機(jī)磨輥升降到位接近開關(guān)由于動(dòng)作頻繁，誤發(fā)拒發(fā)故障率較高，一直困擾著磨煤機(jī)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，并使熱控設(shè)備檢修維護(hù)成本大大增加，工作量也無形增加，為了確保磨煤機(jī)安全穩(wěn)定運(yùn)行和降低維護(hù)成本，該廠熱控技術(shù)人員經(jīng)過實(shí)踐及研究，并與資質(zhì)過硬的制造廠家溝通改造，定制出新型的接近開關(guān)，采用插頭式的電感式接近開關(guān)，使用壽命增加至10000次，插頭式接近開關(guān)的維護(hù)量和費(fèi)用明顯下降，提高了熱控設(shè)備的可靠性，并且使磨煤機(jī)安全穩(wěn)定運(yùn)行得到了保障。

大唐寶雞熱電廠磨煤機(jī)自2009年8月投產(chǎn)以來，磨煤機(jī)磨輥升降到位開關(guān)由于動(dòng)作頻繁，誤發(fā)及故障率較高，每年對(duì)磨煤機(jī)磨輥升降到位開關(guān)故障而更換頻繁，并且由于開關(guān)接線方式是220V交流開關(guān)，更換開關(guān)時(shí)必須先停磨然后斷開磨煤機(jī)就地電源柜電源，開關(guān)更換安裝上再與電纜線焊接，10臺(tái)磨總共60個(gè)開關(guān)，一個(gè)開關(guān)260元，平均每年每個(gè)開關(guān)更換不下3次，每年材料維護(hù)費(fèi)用高達(dá)4萬多，并且開關(guān)安裝位置不方便，更換開關(guān)維護(hù)量難度很大，且更換不及時(shí)時(shí)，磨煤機(jī)啟動(dòng)邏輯中有磨輥上升到位開關(guān)三取二邏輯限制條件，會(huì)影響到磨煤機(jī)的正常啟動(dòng)，延誤磨煤機(jī)經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定運(yùn)行，嚴(yán)重時(shí)更會(huì)影響到機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。因此降低中速磨煤機(jī)磨輥升降到位開關(guān)的故障率迫在眉睫。

中速磨煤機(jī)工作原理及磨輥升降到位開關(guān)的重要性

磨煤機(jī)工作原理。中速輥盤式磨煤機(jī)，其碾磨部分是由轉(zhuǎn)動(dòng)的磨環(huán)和三個(gè)沿磨環(huán)滾動(dòng)的固定且可自轉(zhuǎn)的輥套組成。原煤從磨煤機(jī)的中央落煤管落到磨環(huán)上，旋轉(zhuǎn)磨環(huán)借助于離心力將原煤運(yùn)動(dòng)至碾磨滾道上，通過輥套進(jìn)行碾磨。三個(gè)輥套沿圓周方向均布于磨盤滾道上，碾磨力則由液壓加載系統(tǒng)產(chǎn)生，通過靜定的三點(diǎn)系統(tǒng)，碾磨力均勻作用至三個(gè)磨輥上，這個(gè)力是經(jīng)磨環(huán)、磨輥、壓架、拉桿、傳動(dòng)盤、減速機(jī)、液壓缸后通過底板傳至基礎(chǔ)。原煤的碾磨和干燥同時(shí)進(jìn)行，一次風(fēng)通過噴嘴環(huán)均勻進(jìn)入磨環(huán)周圍，將經(jīng)過碾磨從磨環(huán)上切向甩出的煤粉混合物烘干并輸送至磨機(jī)上部的分離器，在分離器中進(jìn)行分離，粗粉被分離出來返回磨環(huán)重磨，合格的細(xì)粉被一次風(fēng)帶出分離器。

電感式接近開關(guān)工作原理。電感式接近開關(guān)由三大部分組成：振蕩器、開關(guān)電路及放大輸出電路。振蕩器產(chǎn)生一個(gè)交變磁場(chǎng)。當(dāng)金屬目標(biāo)接近這一磁場(chǎng)，并達(dá)到感應(yīng)距離時(shí)，在金屬目標(biāo)內(nèi)產(chǎn)生渦流，從而導(dǎo)致振蕩衰減，以至停振。振蕩器振蕩及停振的變化被后級(jí)放大電路處理并轉(zhuǎn)換成開關(guān)信號(hào)，觸發(fā)驅(qū)動(dòng)控制器件，從而達(dá)到非接觸式之檢測(cè)目的。

其特點(diǎn)有：非接觸檢測(cè)，避免了對(duì)傳感器自身和目標(biāo)物的損壞；無觸點(diǎn)輸出，操作壽命長(zhǎng)；即使在有水或油噴濺的苛刻環(huán)境中也能穩(wěn)定檢測(cè)；反應(yīng)速度快；小型感測(cè)頭，安裝靈活；

磨輥升降到位接近開關(guān)的重要性。磨煤機(jī)啟動(dòng)前必須用液壓加載油將磨輥升起到位后，磨輥離開磨盤，使磨煤機(jī)空載后才可啟動(dòng)磨煤機(jī)，以防止磨輥對(duì)輥套襯瓦磨損，破壞磨煤機(jī)。同時(shí)監(jiān)測(cè)確認(rèn)磨煤機(jī)加載油系統(tǒng)穩(wěn)定工作的安全保障，確保磨煤機(jī)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，磨輥升起到位接近開關(guān)的穩(wěn)定工作是磨煤機(jī)啟動(dòng)的重要允許條件之一，其重要性可想而知。

接近開關(guān)應(yīng)用中影響磨輥升降到位開關(guān)故障的因素

根據(jù)多年來該廠磨輥升降到位接近開關(guān)故障的原因及經(jīng)驗(yàn)分析，我們總結(jié)出以下原因。

環(huán)境因素：磨煤機(jī)運(yùn)行環(huán)境灰塵較大，溫度較高，振動(dòng)大，接近開關(guān)屬于電子產(chǎn)品，受環(huán)境溫度影響很大，往往使用時(shí)間不長(zhǎng)就燒壞，反饋信號(hào)不正常不能正常工作。

接近開關(guān)質(zhì)量差：目前我國(guó)生產(chǎn)的這類接近開關(guān)廠家很多，產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，加之假冒偽劣產(chǎn)品、貼牌產(chǎn)品較多，造成設(shè)備質(zhì)量不過關(guān)，故障率也很大，因此加強(qiáng)備品的質(zhì)量和可靠性非常必要。

接近開關(guān)接線復(fù)雜：目前該廠使用的接近開關(guān)為220V交流兩線制接線，更換開關(guān)時(shí)必須要斷開220V電源，將開關(guān)引線與電纜焊接在一起，為了更換方便和節(jié)約時(shí)間，檢修人員往往只是將兩頭線擰在一起就行，這樣無形造成接線不牢靠的安全隱患，加之磨煤機(jī)處振動(dòng)大，電纜斷開的可能性就增加，且更換開關(guān)復(fù)雜時(shí)間長(zhǎng)，檢修工作量也加大，運(yùn)行人員操作票復(fù)雜。

接近開關(guān)應(yīng)用中改造的必要性

基于以上原因及分析，我們從現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用出發(fā)改造磨輥升降到位接近開關(guān)非常必要。

磨輥升降接近開關(guān)維護(hù)費(fèi)用比較高：大唐寶雞熱電廠2臺(tái)330MW機(jī)組制粉系統(tǒng)配置10臺(tái)ZGM95（N）中速輥盤式磨煤機(jī)，10臺(tái)磨總共60個(gè)磨輥升降接近開關(guān)，其它地方輔網(wǎng)排渣門等氣動(dòng)門上也有近100多個(gè)應(yīng)用，一個(gè)開關(guān)260元，平均每年每個(gè)開關(guān)更換不下3次，每年維護(hù)費(fèi)用高達(dá)6萬多，這個(gè)看是小小的開關(guān)對(duì)電廠熱控設(shè)備遍布來說也是一筆不小的開支，嚴(yán)重影響了磨煤機(jī)的維護(hù)成本。

熱控檢修人員維護(hù)工作量比較大：磨煤機(jī)磨輥升降到位開關(guān)使用220V交流電源，更換接近開關(guān)時(shí)，必須在磨煤機(jī)停止?fàn)顟B(tài)時(shí)才能工作，運(yùn)行人員做好切斷220V開關(guān)電源的安全措施，熱控檢修人員拆掉舊開關(guān)，安裝固定新開關(guān)，并要將開關(guān)引線與電纜對(duì)焊牢靠后，才能送電使用。頻繁的更換開關(guān)，在磨煤機(jī)嘈雜灰塵大的環(huán)境下長(zhǎng)時(shí)間工作對(duì)檢修人員來說確是很艱苦的工作，改造開關(guān)降低它的故障率是大家的迫切心聲。

影響磨煤機(jī)利用小時(shí)率：根據(jù)磨煤機(jī)啟動(dòng)順序和邏輯的要求，磨煤機(jī)啟動(dòng)前磨輥上升到位開關(guān)三取二邏輯限制條件，必須保證磨輥升降接近開關(guān)的可靠性，否則會(huì)影響磨煤機(jī)的順利啟動(dòng)，延誤啟動(dòng)時(shí)間，影響發(fā)電量，嚴(yán)重時(shí)，在機(jī)組負(fù)荷緊急要求加負(fù)荷時(shí)會(huì)造成嚴(yán)重后果，造成的損失不可估量。從安全經(jīng)濟(jì)的發(fā)電形勢(shì)下，必須提高接近開關(guān)的可靠性。

磨輥升降到位接近開關(guān)工作狀態(tài)不直觀：該廠原使用的接近開關(guān)沒有狀態(tài)指示燈，開關(guān)發(fā)與不發(fā)，故障與否，不能直觀判斷，市面上已有生產(chǎn)的開關(guān)尾部帶電子指示燈的接近開關(guān)，可以方便檢修及運(yùn)行人員查看開關(guān)的動(dòng)作情況，更換此種開關(guān)，可以利于檢修人員便于維護(hù)及判斷開關(guān)的好壞，提高檢修質(zhì)量，降低檢修人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。

新老兩種接近開關(guān)性能及結(jié)構(gòu)比較

2014年4月利用1號(hào)機(jī)組停機(jī)消缺期間，該廠熱控班組技術(shù)人員與具備生產(chǎn)資質(zhì)的上海燁煒自動(dòng)化技術(shù)有限公司技術(shù)人員聯(lián)系，經(jīng)過多次研發(fā)試驗(yàn)，現(xiàn)場(chǎng)改造研發(fā)新型接近開關(guān)。新老接近開關(guān)性能及結(jié)構(gòu)比較如下：

接線結(jié)構(gòu)比較：該廠原來使用的磨輥接近開關(guān)為優(yōu)泰自動(dòng)化生產(chǎn)的LJC30-3410GK接近開關(guān)，如下圖所示，首先該開關(guān)接線為焊接線，更換時(shí)必須停止磨煤機(jī)，斷開接近開關(guān)220V電源，接線或焊接或?qū)Q接，所花費(fèi)的時(shí)間長(zhǎng)，更換時(shí)復(fù)雜，工作量大。

2014年1月，我們與廠家聯(lián)系更換為上海燁煒自動(dòng)化技術(shù)有限公司生產(chǎn)的WNE92AMYA接近開關(guān)，質(zhì)量雖然明顯好，但更換起開關(guān)時(shí)還是要斷電且焊接線麻煩，經(jīng)過與廠家技術(shù)人員溝通協(xié)商，在我們的提議要求下，又新改造更換為WNE92AMYAD接近開關(guān)，如圖所示，在我們的要求下，采用接線為插頭式結(jié)構(gòu)，更換起來可以不用斷電，磨煤機(jī)運(yùn)行時(shí)也可輕松更換，而且更換起來簡(jiǎn)潔方便，不用焊線，速度快，大大減小了檢修人員的工作量和工作強(qiáng)度。

LJC30-3410GK接近開關(guān) WNE92AMYA接近開關(guān)

無狀態(tài)指示燈，拆接線麻煩 有狀態(tài)指示燈，拆接線麻煩

開關(guān)安裝位置不可調(diào) 開關(guān)安裝位置不可調(diào)

WNE92AMYAD插頭式接近開關(guān)

有狀態(tài)指示燈，開關(guān)接線采用插頭式

增加槽狀開孔的固定件可調(diào)開關(guān)安裝位置

外觀功能比較：原來使用的接近開關(guān)從外觀上看，少了開關(guān)尾部的狀態(tài)電子指示燈，而新使用的開關(guān)有了狀態(tài)電子指示燈，很方便檢修人員判斷開關(guān)好壞的準(zhǔn)確性，當(dāng)開關(guān)接觸金屬物體時(shí)指示燈就會(huì)紅燈亮顯示開關(guān)動(dòng)作，否則開關(guān)故障需更換。而老型號(hào)的開關(guān)由于沒有指示燈，只能根據(jù)DCS顯示判斷，會(huì)造成二次回路、通道故障等造成狀態(tài)誤發(fā)而開關(guān)正常的錯(cuò)誤判斷。

安裝結(jié)構(gòu)比較：原來使用的接近開關(guān)安裝固定螺絲孔采用Φ5螺絲對(duì)應(yīng)孔頸，開關(guān)位置固定沒有活動(dòng)空間，當(dāng)固定件位移或變形后，開關(guān)位置變化會(huì)造成誤發(fā)或拒發(fā)情況。而改造后的開關(guān)增加了槽狀開孔的固定件，可根據(jù)具體情況微調(diào)開關(guān)位置，設(shè)計(jì)精巧，靈活方便，實(shí)用性很強(qiáng)。

改造后的上海燁煒WNE92AMYAD電感式接近開關(guān)的使用情況

2014年4月10日我們對(duì)1號(hào)機(jī)組5臺(tái)磨煤機(jī)磨輥升降到位接近開關(guān)更換新型上海燁煒WNE92AMYAD電感式接近開關(guān)后，截止2014年12月30日運(yùn)行8個(gè)月來，1號(hào)機(jī)組5臺(tái)磨30個(gè)開關(guān)故障率大大降低，只更換過8個(gè)開關(guān)，故障率下降87%，與去年對(duì)比如下：

2013及2014年4-12月1號(hào)機(jī)組磨輥升降到位接近開關(guān)故障次數(shù)統(tǒng)計(jì)表

故障次數(shù)

月份 2013年

（次） 2014年

（次） 同比減少次數(shù)

（次） 同比減少率

4月 6 1 5 83%

5月 5 2 3 60%

6月 5 0 5 100%

7月 6 0 6 100%

8月 8 1 7 87%

9月 8 1 7 87%

10月 9 1 8 89%

11月 6 1 5 85%

12月 6 1 5 85%

累計(jì) 61 8 53 87%

根據(jù)目前情況來看，更換上海燁煒WNE92AMYAD電感式接近開關(guān)后，故障率明顯下降，效果顯著。

經(jīng)濟(jì)性及安全性評(píng)價(jià)

新型接近開關(guān)與舊型號(hào)接近開關(guān)直接經(jīng)濟(jì)效益對(duì)比：從2013年與2014年后八個(gè)月1號(hào)機(jī)組磨輥升降接近開關(guān)故障更換費(fèi)用相比，相對(duì)往年節(jié)約開關(guān)材料費(fèi)用大約為：61（個(gè)）×260（元/個(gè)）-8（個(gè)）×260（元/個(gè)）=13780元

減少檢修次數(shù)，減小人員勞動(dòng)強(qiáng)度節(jié)約費(fèi)用約50000元；提高磨煤機(jī)小時(shí)利用率53×3=159小時(shí)；如果按兩臺(tái)機(jī)組計(jì)算，8個(gè)月節(jié)約人工及材料費(fèi)用2×（13780+50000）=63780元

安全性能比較。使用新型插頭式帶指示燈的接近開關(guān)相對(duì)安全性比較高，首先更換開關(guān)時(shí)不用刻意停磨，更換開關(guān)時(shí)幾分鐘內(nèi)可以完場(chǎng)，大大減少了工作量及工作強(qiáng)度，同時(shí)可以減少磨煤機(jī)檢修時(shí)間，較長(zhǎng)磨煤機(jī)的備用待機(jī)時(shí)間159小時(shí)之多，為機(jī)組的安全運(yùn)行做好了有力的保障。

通過實(shí)際工作中接近開關(guān)的應(yīng)用及對(duì)磨煤機(jī)磨輥升降到位接近開關(guān)的改造，不僅大大降低了維護(hù)和檢修費(fèi)用，方便實(shí)用，大大減少了檢修人員及運(yùn)行人員的工作強(qiáng)度，而且提高的設(shè)備的運(yùn)行可靠性，為機(jī)組多發(fā)、穩(wěn)發(fā)提供了保障。建議其它火電廠制粉系統(tǒng)為中速磨煤機(jī)磨輥升降到位接近開關(guān)采用此結(jié)構(gòu)的接近開關(guān)，同時(shí)推廣其它安裝位置艱苦，頻繁拆卸的接近開關(guān)的改型換代。

（作者單位：大唐寶雞熱電廠）