大屯發(fā)電廠#6爐給煤機(jī)控制系統(tǒng)的分析與優(yōu)化

李臘梅

(上海能源大屯發(fā)電廠,江蘇徐州 221611)

大屯發(fā)電廠#6爐所使用的給煤機(jī)是稱重式給煤機(jī),給煤機(jī)系統(tǒng)是電廠制粉系統(tǒng)中的重要組成部分,主要是要根據(jù)磨煤機(jī)或鍋爐負(fù)載的需要調(diào)節(jié)給煤量,把原煤勻速送進(jìn)磨煤機(jī)并且對(duì)給煤量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)的一種控制裝置,在此過(guò)程中給煤機(jī)系統(tǒng)起著至關(guān)重要的作用,給煤機(jī)能否長(zhǎng)時(shí)間、長(zhǎng)周期的正常運(yùn)轉(zhuǎn)會(huì)直接影響發(fā)電廠的經(jīng)濟(jì)效益,它猶如人的嘴,如果給煤機(jī)不正常就會(huì)造成鍋爐的“食物”中斷,從而嚴(yán)重影響正常發(fā)電負(fù)荷。本文通過(guò)對(duì)給煤機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行一定的研究分析、并且根據(jù)實(shí)際的運(yùn)行情況,提出相關(guān)的解決措施,大大提高給煤機(jī)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性,進(jìn)而增加了給煤機(jī)的安全性和經(jīng)濟(jì)性。

1 給煤機(jī)工作原理

給煤機(jī)系統(tǒng)主要包括給煤機(jī)本體、傳動(dòng)部分、各種安全保護(hù)裝置、測(cè)速裝置、稱重傳感器、流量控制調(diào)節(jié)器、安全回路控制及標(biāo)定部分。其中的測(cè)速裝置、稱重傳感器、流量控制調(diào)節(jié)器及安全回路控制器對(duì)整個(gè)給煤機(jī)控制系統(tǒng)的安全、性能及可靠性上起著至關(guān)重要的作用。

稱重式給煤機(jī)控制的物理量通常是燃料的流量(即給煤率,單位是噸/每小時(shí))。為實(shí)現(xiàn)這一功能,CS2024型給煤機(jī)通過(guò)稱重傳感器測(cè)量單位皮帶長(zhǎng)度上煤的重量,同時(shí)通過(guò)測(cè)速發(fā)電機(jī)測(cè)量并換算出皮帶的轉(zhuǎn)動(dòng)速度,二者的乘積得出實(shí)際給煤率,與要求給煤率進(jìn)行比較,然后調(diào)節(jié)皮帶電機(jī)的速度,使給煤率控制在指令值上。

#6爐曾因一臺(tái)給煤機(jī)故障短路而造成所有給煤機(jī)失電而全停,造成壓火停機(jī)的嚴(yán)重事故,給大屯發(fā)電廠帶來(lái)了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。暴露在外的控制箱常年經(jīng)受風(fēng)雨也已銹壞,有時(shí)在雨季因雨水浸透還會(huì)造成電源短路。針對(duì)我廠#6爐給煤機(jī)出現(xiàn)的問(wèn)題,我們此次主要對(duì)給煤機(jī)就地控制柜,給煤機(jī)斷煤信號(hào)裝置、給煤機(jī)稱重傳感器、進(jìn)行了改造和優(yōu)化。

2 給煤機(jī)改造優(yōu)化

我廠#6號(hào)爐給煤機(jī)系統(tǒng)存在以下問(wèn)題：

(1)由于給煤機(jī)附近粉塵較多,控制柜又無(wú)密封設(shè)計(jì),導(dǎo)致接點(diǎn)積灰、磨損、老化和松動(dòng),使控制系統(tǒng)的故障經(jīng)常發(fā)生,增加了現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)的工作量。

(2)原控制柜柜內(nèi)布線繁瑣混亂,在出現(xiàn)故障時(shí)查找故障點(diǎn)非常困難,由于給煤機(jī)的設(shè)計(jì)與現(xiàn)場(chǎng)安裝并非十分吻合,現(xiàn)場(chǎng)的接線槽內(nèi)電纜多而亂,部分電纜采用單芯,每到雨季時(shí),常因電纜受潮出現(xiàn)故障,導(dǎo)致給煤機(jī)停機(jī),檢修過(guò)程繁雜,給平時(shí)的維護(hù)工作造成很大壓力。

(3)柜內(nèi)強(qiáng)電和弱電導(dǎo)線絞接在一起,相互干擾嚴(yán)重,電氣回路設(shè)計(jì)不合理,使控制信號(hào)受到干擾,原來(lái)#6爐給煤機(jī)采用兩個(gè)控制柜,6臺(tái)給煤機(jī)集中控制,就地有很多接線盒和一個(gè)氣動(dòng)插板門控制箱,長(zhǎng)期在漏天環(huán)境中,容易出現(xiàn)很多問(wèn)題。

(4)原來(lái)最早的給煤機(jī)系統(tǒng)是拉姆齊的控制系統(tǒng),該系統(tǒng)由于運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng),缺乏系統(tǒng)維護(hù),運(yùn)行中常常出現(xiàn)故障,聯(lián)系廠家、申報(bào)備品都有困難,所以就進(jìn)行了不斷改造。

(5)6臺(tái)給煤機(jī)采用兩路電源,#1,#2,#3用一路,#4,#5,#6用另一路,一旦失電就會(huì)全停,造成左右側(cè)床溫偏差過(guò)大,左右側(cè)汽溫偏差過(guò)大,如操作不當(dāng),可能造成停機(jī)停爐,嚴(yán)重影響機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行。

針對(duì)上述缺陷,我們對(duì)#6爐給煤機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行了改造：

(1)對(duì)每一臺(tái)給煤機(jī)用單個(gè)的控制箱進(jìn)行控制并單獨(dú)取一路電源,新的就地控制柜密封性較好,柜內(nèi)布線更為合理,將給煤機(jī)就地控制柜安裝在給煤機(jī)機(jī)體上,裝有電子稱重控制和專用測(cè)速系統(tǒng)以及顯示器和指示燈等。由于控制原件裝在給煤機(jī)上,克服了負(fù)荷傳感器輸出信號(hào)弱而輸送距離長(zhǎng)的缺點(diǎn),同時(shí)也減少了外界的電磁干擾對(duì)負(fù)荷傳感器輸出導(dǎo)線的影響,提高了系統(tǒng)的可靠性。

(2)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)勘查,更換電纜,解決了電纜多而且亂的現(xiàn)象,為了徹底解決這個(gè)問(wèn)題,我們將所有電纜整理一遍,并將單芯電纜換成屏蔽電纜,將中間多余的去除,接頭多的電纜全部換成整根的,同時(shí)拆除現(xiàn)場(chǎng)的接線盒以及氣動(dòng)門控制箱,集中到一個(gè)控制箱內(nèi);把多余或中間有接頭電纜全部進(jìn)行更換,減少故障點(diǎn)和寄生回路的出現(xiàn)。避免了外界因素對(duì)其造成的影響,將故障率降低到零。改造之后電纜中間沒(méi)有接頭,也不存在漏電,短接現(xiàn)象了。

(3)移除原有的室外控制柜,改到室內(nèi)控制柜,解決了出口氣動(dòng)門的電源柜在雨季由于進(jìn)水造成電源短路的現(xiàn)象,出口氣動(dòng)門的電源柜常年在外經(jīng)受風(fēng)雨的干擾,雖然已經(jīng)安裝擋雨棚,但也保證不了雨天時(shí)的正常運(yùn)行。為了徹底解決上述安全隱患,我們將其分別改到了新增加的兩臺(tái)給煤機(jī)控制箱內(nèi),從而達(dá)到了擺脫雨水浸襲的效果,出口氣動(dòng)門的電源經(jīng)改造已放在新增加的兩臺(tái)控制柜中,這樣減少了中間環(huán)節(jié),增加了系統(tǒng)的可靠性。

(4)更換積分器,采用了上海發(fā)電設(shè)備成套設(shè)計(jì)研究所的CS2024型電子稱重式給煤機(jī),解決了積分器抗干擾能力差,給煤機(jī)流量不穩(wěn)定的問(wèn)題,此微機(jī)控制系統(tǒng)可用于條件惡劣,電源干擾頻繁的工業(yè)環(huán)境,它采用特殊的電路,特殊軟件子程序和非易失性存儲(chǔ)器存儲(chǔ)數(shù)據(jù),程序和操作參數(shù)。這就使系統(tǒng)能在瞬時(shí)斷電后恢復(fù)運(yùn)行控制,微處理器裝在給煤機(jī)微機(jī)控制柜內(nèi),在控制柜門上裝有有機(jī)玻璃門,以便接觸鍵盤,鍵盤是密封顯示板的一部分,該顯示板與控制柜門之間是密封的,給煤機(jī)控制器包含三個(gè)硬件包：電源板,C P U板,電動(dòng)機(jī)速度控制器。另外有附加輸入輸出組件,可通過(guò)各種組合來(lái)滿足不同的數(shù)字量或模擬量控制要求。

(5)由原先的兩路電源改成三路電源,解決了因一臺(tái)給煤機(jī)故障短路而造成所有給煤機(jī)失電而全停的毛病。首先改造的是#2、5給煤機(jī),將其改為徐州華能的控制系統(tǒng),同時(shí)電源也單獨(dú)使用了一路,不再和#1、3、4、6電源公用。由于原來(lái)6臺(tái)給煤機(jī)采用A、B兩路電源,兩路電源采用電氣互為備用,正常時(shí),1,2,3臺(tái)用一路,4,5,6用另一路,一旦一路失電,另一路會(huì)快速切換,但是不能無(wú)擾。所以會(huì)造成一側(cè)給煤機(jī)全部停運(yùn),大大影響了鍋爐的安全穩(wěn)定運(yùn)行,后經(jīng)分析決定將兩路電源所帶負(fù)荷分散,改成一路帶1、3、5,一路帶2、4、6,這樣即使有一路電源有問(wèn)題也不會(huì)造成鍋爐一側(cè)給煤機(jī)全停。有效保證鍋爐安全穩(wěn)定運(yùn)行。

3 給煤機(jī)斷煤信號(hào)裝置裝設(shè)

給煤機(jī)斷煤信號(hào)裝置是給煤機(jī)保護(hù)的重要組成部分之一。此次#6爐給煤機(jī)新裝設(shè)的斷煤裝置主要構(gòu)成是一個(gè)旋葉報(bào)警器(LSFB),如圖1。

圖1 LSFB

安裝在皮帶上的旋葉報(bào)警器(LSFP)用來(lái)檢查皮帶上是否有煤,由一個(gè)安裝在一水平軸端上的不銹鋼擋板和套在另一端上的微動(dòng)開關(guān)構(gòu)成。

當(dāng)皮帶上無(wú)煤時(shí),煤層厚度下降,擋板向左擺動(dòng),使右側(cè)的凸輪跟著轉(zhuǎn)動(dòng),觸動(dòng)無(wú)煤信號(hào)限位開關(guān),導(dǎo)致旋葉報(bào)警器觸點(diǎn)閉合,發(fā)斷煤信號(hào),停給煤機(jī)。

4 給煤機(jī)稱重部分優(yōu)化

DCS系統(tǒng)最后需要的給煤量反饋為：給煤量(rate)=載荷(load)×速度(speed)。也就是說(shuō)重量與速度這兩個(gè)參數(shù)都必須測(cè)量準(zhǔn)確,無(wú)論哪一個(gè)出現(xiàn)偏差都會(huì)影響到整個(gè)系統(tǒng)測(cè)量的準(zhǔn)確性。

重量與速度的測(cè)量是通過(guò)給煤機(jī)的稱重系統(tǒng)和測(cè)速部分來(lái)完成的。稱重系統(tǒng)是整個(gè)給煤機(jī)的核心之一,它關(guān)系到計(jì)量的準(zhǔn)確性。核心部件是稱重傳感器。測(cè)速部分也是給煤機(jī)的核心之一,它的核心部件是測(cè)速傳感器。

#6爐運(yùn)行期間出現(xiàn)了給煤機(jī)流量不穩(wěn)定的問(wèn)題,經(jīng)過(guò)我們的反復(fù)論證和思考,決定對(duì)給煤機(jī)的稱重系統(tǒng)和測(cè)速部分進(jìn)行優(yōu)化。在更換了抗干擾能力更強(qiáng)的積算器和裝設(shè)了新的測(cè)速裝置后,給煤機(jī)流量未發(fā)生過(guò)太大的波動(dòng)。

5 結(jié)語(yǔ)

這次改造后,經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的運(yùn)行檢驗(yàn),改造效果明顯。以往運(yùn)行中出現(xiàn)的問(wèn)題和缺陷基本沒(méi)再出現(xiàn)過(guò),大大降低了給煤機(jī)控制系統(tǒng)就地聯(lián)鎖、報(bào)警等信號(hào)的誤發(fā)率或拒發(fā)率,保證系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性及安全性。減少了給煤機(jī)的日常維護(hù)量,減輕了檢修工作的壓力。有效避免了給煤機(jī)故障停機(jī)、停爐的風(fēng)險(xiǎn),保證了#6機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。