給煤機轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)優(yōu)化實踐與探索

李利濤

【摘 要】給煤機是燃煤發(fā)電廠的動力車間，而其轉(zhuǎn)速控制作為這一動力火車的心臟，對鍋爐制粉系統(tǒng)有著舉足輕重的作用。燃燒系統(tǒng)穩(wěn)健、高效的運行取決于給煤機擁有一套過硬、成熟的轉(zhuǎn)速控制設(shè)備。眾所周知，給煤機煤量波動導(dǎo)致事故多發(fā)，進而影響工作效率甚至是安全問題是眾多企業(yè)防不勝防的安全隱患。本人在攻關(guān)實踐中發(fā)現(xiàn)聯(lián)軸器的改造對于3E給煤機的升級優(yōu)化尤為重要。本文以3E給煤機攻關(guān)實例為切入點談一談給煤機轉(zhuǎn)速改造的獨特見解，以圖安全可靠、經(jīng)濟實用的給煤機轉(zhuǎn)速控制能夠走進工業(yè)控制的各個領(lǐng)域。

【關(guān)鍵詞】給煤機 轉(zhuǎn)速控制 3E給煤機 聯(lián)軸器

1 給煤機轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)介紹

磨煤機持續(xù)、勻質(zhì)地用煤是由給煤機轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)保證實現(xiàn)的。在給煤過程中，對所用之煤完成精準的稱重計量任務(wù)是給煤機的另一用途所在。立足并配合于鍋爐燃燒控制系統(tǒng)的現(xiàn)實需要，自動調(diào)節(jié)給煤量，使實際給煤量于鍋爐容量負荷相匹配，保證各參數(shù)在應(yīng)允范圍內(nèi)變動，以期實現(xiàn)鍋爐穩(wěn)健運行是整個轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)的核心作用。

1.1 給煤機工作原理

電廠發(fā)電在能源動力方面至少有兩套控制系統(tǒng)，比如磨煤機料位控制系統(tǒng)和給煤機控制系統(tǒng)。以CFC-300給煤機控制儀表為例，當給煤機接收到磨煤機傳來的信號時，經(jīng)過CFC-300自身的控制器，在經(jīng)過變頻器的FR、FC端子等一系列轉(zhuǎn)化后，最后傳遞到給煤機電機減速機，控制給煤機轉(zhuǎn)速，維持磨煤機料位的最佳位置。它是一個非線性、不穩(wěn)定的倒立擺系統(tǒng)。

1.2 給煤機的計量調(diào)整

實物（煤）標定和定度塊標定通常是我們對稱重式給煤機的計量標定所采用的兩種形式。但不論從物力、人力還是現(xiàn)場可能性上講，兩者存在著較大的優(yōu)劣之差。實物標定需要配備較多的檢測設(shè)備、技術(shù)人員，其現(xiàn)場操作性不強，受限較多。因此，定度塊標定是進行零點檢測時采用的一種操作性強、精準度高的標定方式。

1.3 我廠給煤機轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)存在的問題

近年來，我廠#3爐給煤機煤量多次波動。比如，2013年時，#3爐F給煤機報容積算法，煤量波動。據(jù)多次調(diào)查與研究發(fā)現(xiàn)，給煤機之所以會發(fā)生煤量波動是因為給煤機速度傳感器聯(lián)軸器發(fā)生了松動的現(xiàn)象。聯(lián)軸器是給煤機中一個非常重要的部件，它用來連接不同機構(gòu)中的兩根軸（主動軸和從動軸）使之共同旋轉(zhuǎn)以傳遞扭矩的機械零件，在高速重載的動力傳動中，有些聯(lián)軸器還有緩沖、減振和提高軸系動態(tài)性能的作用。

聯(lián)軸器在長期高速運轉(zhuǎn)之下發(fā)生松動是不可避免避免更不容忽視。設(shè)備的老化以及控制系統(tǒng)的離散化導(dǎo)致控制系統(tǒng)頻頻發(fā)生問題，比如，速度傳感器會因為質(zhì)量原因頻發(fā)故障，導(dǎo)致發(fā)生向容積式切換的現(xiàn)象，發(fā)生煤量的大幅度擺動，影響讀數(shù)的精準度，也影響其他指標的計算與檢測。2013年1月17日 #3爐F給煤機速度波動導(dǎo)致煤量波動的實例恰恰說明了這一點。只是鑒于時間的緊迫性和事發(fā)突發(fā)性，當發(fā)現(xiàn)煤量轉(zhuǎn)速時，為了保證工作效率，采取的措施只是將聯(lián)軸器緊固，但這并沒有徹底解決聯(lián)軸波動器松動的問題。這種治標不治本的措施只能緩解燃眉之急，并不是長遠之計，徹底解決這一問題是我廠的首要任務(wù)。

2 給煤機轉(zhuǎn)速控制優(yōu)化措施

我廠不懈努力，熱控2班決定借3C檢修時機成立攻關(guān)小組，對3E給煤機首先進行升級改造。通過對并有了一定的突破，具體表現(xiàn)在以下幾個方面。

（1）取消測速系統(tǒng)的部分裝置，拆除聯(lián)軸器。在參考許昌龍崗電廠改造的基礎(chǔ)上（龍崗改造費用每套16000，費用太高沒有采用）決定取消聯(lián)軸器。聯(lián)軸器的弊端是帶有周期性的，所以拆除聯(lián)軸器，換用一套同等作用甚至是效率更高的裝置是最佳選擇。而且聯(lián)軸器本身的特性也表明該裝置不排斥可替代性，所以拆除相關(guān)聯(lián)的控制與通訊纜線，選擇保留DCS 系統(tǒng)輸出的一路4-20MADC指令信號以及兩路4-20MADC反饋信號至DCS系統(tǒng)，給煤機的皮帶無煤開關(guān)等開關(guān)設(shè)置及其各自的信號系統(tǒng)也應(yīng)當保留。（2）親自設(shè)計一整套連接部件，將速度傳感器直接連接到給煤機減速機大軸上。這一整套連接部件是起替代作用的，用來替換聯(lián)軸器。這樣在給煤機運行過程中大軸轉(zhuǎn)動帶動速度傳感器測量頭轉(zhuǎn)動，大大減少了轉(zhuǎn)速波動的可能性，由于加工機械部件經(jīng)驗不足，測量、定型過程中遇到了很多困難，但攻關(guān)小組沒有氣餒，通過咨詢加工廠家和鍋爐專業(yè)解決了一個又一個困難，經(jīng)過多次試驗調(diào)整，最終改造順利完成，給煤機試運期間顯示煤量穩(wěn)定，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定。（3）系統(tǒng)改造，具體措施如下：將AI、AO、DI、DO等變頻入＼出信號接入變頻器；將DCS系統(tǒng)的入＼出信號接入DCS系統(tǒng)。通過一系列改造能夠增強系統(tǒng)的可靠性，靈活的適應(yīng)于電力行業(yè)。

3 給煤機轉(zhuǎn)速控制升級成果

通過對3E給煤機的改造，大大地簡化了給煤機的控制系統(tǒng)，設(shè)備的精準對大幅度提高。并且經(jīng)過多月的6臺機器的連續(xù)試點運用，改造結(jié)果甚慰人心，見圖1、圖2。推廣應(yīng)用之后，大批量給煤機不會再因為轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)發(fā)生故障而出現(xiàn)煤量波動導(dǎo)致向容積算法切換。從而將機組的安全性能指標大大提高，零維護不再是海市蜃樓，真真切切的發(fā)生在實踐操作中，改造取得了超越想象的成功！

4 結(jié)語

3E給煤機中聯(lián)軸器的拆除大大降低了復(fù)雜的轉(zhuǎn)速系統(tǒng)的計量環(huán)節(jié)中的不穩(wěn)定因素，將標定調(diào)整的極為簡單，脫離轉(zhuǎn)速反饋也能實現(xiàn)電機轉(zhuǎn)速的精確控制。這種卓越的優(yōu)化不僅局限在攻關(guān)小組的試驗設(shè)備上，日后的實際操作中普及到了3F等其他給煤機。這一改變確實給工作帶來了極大的便利性，安全與效率雙重兼顧，我們應(yīng)該以開放、包容的心態(tài)去大膽的接納它、運用它，造福于工業(yè)，澤披大眾。

參考文獻：

[1] CFC-300給煤機控制儀表資料詳細.

[2] 李芙英，王凱.利用光纖技術(shù)測量電流[J].電力系統(tǒng)自動化，1999.

[3] 楊奇遜.微機型繼電保護基礎(chǔ)[M].水利電力出版社，1998.