改進給煤機控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性

楊敬

摘 要：針對STOCK給煤機故障頻發(fā)的問題，經(jīng)過對其工作原理的研究和分析，現(xiàn)場找到原因做好對策，提出改進辦法，有效的提高給煤機控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞：給煤機；改進；穩(wěn)定性

一、概述

廣州石化動力二站采用的給煤機是申克旗下的STOCK公司生產(chǎn)的EG-2490型秤重給煤機。2013年兩套CFB爐的給煤機共發(fā)生波動23次，最為突出的是#2CFB 3#給煤機，一臺就多達11次，嚴重干擾了安全生產(chǎn)。每次跳停時給煤機控制器上都沒有記錄，導(dǎo)致跳機故障原因分析困難。由于CFB裝置鍋爐對煉油化工裝置提供主蒸汽，給煤機運行出現(xiàn)異常若不能及時恢復(fù)，將給安全生產(chǎn)帶來巨大壓力。

二、給煤機控制原理

用戶向給煤機控制器CPU發(fā)出4-20MA控制指令，CPU接受指令后向電源板發(fā)出頻率信號，經(jīng)電源板處理，頻率信號變?yōu)殡娏餍盘栞敵鼋o變頻器，變頻器接受到指令后，向電機發(fā)出指令，同時給煤機有自己的稱重系統(tǒng)，會對實際的給煤量進行測量，同時測量點擊轉(zhuǎn)速，電機轉(zhuǎn)速與稱重因數(shù)分別傳輸?shù)紺PU，經(jīng)CPU計算后得出實際給煤率，然后與用戶指令對比，對二者的差值進行PID調(diào)節(jié)，形成閉環(huán)調(diào)節(jié)。

三、典型跳閘原因分析與防范

3.1出口堵料開關(guān)及給煤機軟故障

我廠#2CFB裝置 #2給煤機09年投用，14年3月1日給煤機共發(fā)生8次跳停，前7次DCS系統(tǒng)和給煤機控制器均沒有任何的停機報警信息，進行檢查均沒有發(fā)現(xiàn)問題。最后一次DCS系統(tǒng)采集到堵料開關(guān)動作，聯(lián)鎖停機，給煤機控制器仍舊沒有停車報警信息。經(jīng)檢查沒有堵料，堵料開關(guān)仍無法復(fù)位，后改備用組的堵料開關(guān)，給煤機重新恢復(fù)投用。

針對#2給煤機將可能導(dǎo)致給煤機跳停的原因列出，逐個模擬試驗。試驗出口堵料開關(guān)動作后，無延時跳停給煤機，且給煤機無跳閘記錄。檢查出口堵料開關(guān)動作跳閘設(shè)置，原設(shè)定延時2秒，分別修改成5秒（最長可延時時間）和0秒（切除出口堵料開關(guān)聯(lián)鎖），再試驗出口堵料開關(guān)還是無延時停給煤機。判定堵料回路故障，延時跳停功能失效（無法抗干擾）且跳停后無報警記錄，判斷頻繁跳停原因為堵料開關(guān)及給煤機存在軟故障。

針對堵料開關(guān)無延時，我們對該回路進行改造，出口堵料開關(guān)的接點由常閉接點改成常開，在機柜內(nèi)增加一個延時斷開繼電器，將延時時間設(shè)成5秒，解決了延時跳停功能失效的問題。

檢查堵料開關(guān)的內(nèi)部，發(fā)現(xiàn)保護罩無固定，在燃料沖擊下會劇烈震動，而模擬測試證實堵料開關(guān)擋板會被活動的保護罩帶動，偶爾會卡住造成無法復(fù)位。此外轉(zhuǎn)軸積聚煤灰不能自由復(fù)位，增加了被保護罩帶動的幾率。采取對保護罩加螺栓固定、清洗潤滑轉(zhuǎn)軸等措施，排除該故障。

3.2給煤機跳停自啟故障

#2CFB的#3給煤機跳停次數(shù)最多，基本上每次跳停都會自啟，現(xiàn)場控制器沒有任何報警信息。分析DCS歷史曲線，可知給煤機運行信號丟失，但DCS系統(tǒng)并未發(fā)出停給煤機信號，可以判定問題在給煤機。

由主控原理圖可知，給煤機啟?；芈肥谴訂⑼Ｖ噶畈⒆员３值挠步泳€回路。給煤機啟動回路中串聯(lián)了多付實現(xiàn)邏輯控制的輔助接點，當(dāng)給煤機處在正常運行時，啟動回路中這些輔助接點為閉合狀態(tài)，使給煤機控制繼電器帶電。一旦由于某個接點信號抖動或接觸不良就會使給煤機控制繼電器失電，引起給煤機跳閘。且像遠程自動停止一樣，控制器將無任何報警。K3、K6、FBDR、FB、FD和FS共六個繼電器參與控制，繼電器本體損壞或松動，或回路中接線松動都有可能造成給煤機跳停。

跳停后無報警的原因分為四類，其一：電氣供電出現(xiàn)波動導(dǎo)致跳停，但#2CFB共有四臺給煤機是同一路供電，檢查控制柜內(nèi)的電源模塊正常，判定供電正常；其二：電源板存在異常，可通過測量電源板上的5個穩(wěn)壓器電壓來判斷，按照說明書確認電源板正常，更換過電源板后但故障持續(xù)；其三：CPU板存在異常，無法確認，但更換CPU板后故障持續(xù)；其四：給煤機存在軟故障，實際有原因跳停但給煤機無法記錄。

2#CFB #3給煤機最終升級成最新版本DT-9，同時將電機的380VAC電與儀表控制柜分離，DT-9控制器供電由改成UPS供電，升級完成后，#3給煤機沒有再出現(xiàn)故障。

3.3 給煤機測速探頭不同源

2013年11月22日#1CFB #2給煤機給煤量時大時小，工藝發(fā)現(xiàn)后把設(shè)定值從37%降到35%，再降到30%，發(fā)現(xiàn)給煤量還是無法滿足設(shè)定值，波動大，于是手動重啟給煤機兩次，22：57重啟后正常運行，整個波動過程為20分鐘。

分析歷史趨勢圖發(fā)現(xiàn)首先給煤率下降，給煤機自動調(diào)節(jié)，加大轉(zhuǎn)速來滿足給煤率。該過程反復(fù)出現(xiàn)，皮帶秤的瞬時重量不足即皮帶料不足，要滿足給定值，必須加大轉(zhuǎn)速。皮帶上的燃料時斷時續(xù)，所以給煤機的給煤率就時大時小。經(jīng)試驗發(fā)現(xiàn)，給煤機的測速探頭松動。檢修單位拆檢過電機蓋，電機蓋有共三個螺母，加裝的時候少安裝了一個，造成蓋子晃動，蓋子晃動就造成給煤機測速探頭不穩(wěn)，從而造成皮帶上料不足的假象。

DCS上看到的給煤機的轉(zhuǎn)速是電氣的變頻器發(fā)出，而給煤機現(xiàn)場測速是用磁電探頭測量蓋子的轉(zhuǎn)速，所以在蓋子晃動時DCS顯示的轉(zhuǎn)速只有上升沒有下降，而實際磁電探頭測速不穩(wěn)，使給煤機誤判電機轉(zhuǎn)速在下降，從而造成瞬時給料量時大時小。

該問題的解決方法是改造安裝測速探頭。制作一個獨立支架焊接在電機旁邊的支架上，調(diào)整好距離，使磁電測速探頭脫離電機蓋，固定在支架上，解決問題。

3.4作業(yè)干擾

2013年12月3號在線檢修#1CFB #1給煤機的刮板機電機，期間出現(xiàn)給煤機跳停和波動。14點給煤機突然間由8T/H上升到11.5T/H，5秒后恢復(fù)正常。14：57現(xiàn)場投運其刮板機，無反應(yīng)，檢查中#1給煤機跳停。15點 DCS和現(xiàn)場無操作，給煤機再次跳停，檢查給煤機未發(fā)現(xiàn)任何報警信息。

刮板機電機裝在給煤機電機下方，其就地開關(guān)裝在給煤機控制柜門上，使用連桿連動操作。刮板機的狀態(tài)有DI信號進給煤機，但不是給煤機跳停條件。檢查歷史趨勢發(fā)現(xiàn)，14：55確實給煤機的給煤率上升了，但電機電流未變化，稱重信號也無異常，判斷是現(xiàn)場有振動造成測速探頭晃動，振動可能由大力敲擊設(shè)備引起。

四、結(jié)論和建議

本文針對EG-2490型稱重式給煤機的運行維護和經(jīng)驗進行了總結(jié)，對導(dǎo)致給煤機跳閘的典型故障原因作了深入分析，并制定了一系列切實可行的防范措施。通過設(shè)備檢修和精心維護，使得給煤機的故障率不斷降低，從而保證了鍋爐運行的穩(wěn)定性。實踐證明攻關(guān)后未再發(fā)生過一起給煤機跳閘事件。

由于給煤機的原型號EG-2409存在固有的缺陷，廠家設(shè)計出更完善的DT-9控制器，我們在2#CFB3#給煤機試用解決了長期跳停的問題，建議將其它給煤機改造成DT-9。DT-9維護更簡單，可記錄的內(nèi)容多，而且方便查找和診斷。

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