燃煤發(fā)電廠蒸汽吹灰器連續(xù)位置監(jiān)控研究

楊淑琴 李軍

摘要：通過干簧管原理實(shí)現(xiàn)長吹灰器連續(xù)位置監(jiān)控。

關(guān)鍵詞：吹灰器;干簧管;鍋爐

在燃煤發(fā)電廠鍋爐吹灰器一般采用前后限位開關(guān)來確定吹灰器是否進(jìn)退到位，特別是長吹，基本都在十米以上，沒有可靠的位置測量手段，無法及時(shí)確定吹灰器實(shí)際位置。

一、現(xiàn)狀

在燃煤發(fā)電廠鍋爐運(yùn)行中一般采用蒸汽吹灰器對受熱面進(jìn)行定期吹掃，能減少附著在上面的結(jié)渣、積灰，控制煙氣污染，從而提高鍋爐效率和降低輔機(jī)電耗，提高鍋爐效率的重要手段。同時(shí)，吹灰器也是鍋爐不安全事件的高發(fā)設(shè)備，當(dāng)吹槍卡澀，或電氣原因造成吹灰器停滯在爐膛內(nèi)，會(huì)對受熱面造成傷害，嚴(yán)重的會(huì)造成爆管。目前的吹灰器控制是通過前后兩個(gè)行程開關(guān)和時(shí)間判斷吹灰器是否故障，不直觀，也十份滯后，特別是在吹灰器進(jìn)退初期，如果前進(jìn)或退出很短的距離發(fā)生卡澀，等發(fā)出報(bào)警已經(jīng)時(shí)間很長了，錯(cuò)過了及時(shí)處理故障的時(shí)機(jī)。

目前吹灰器廠家會(huì)在吹灰器電機(jī)軸增加一個(gè)多路回轉(zhuǎn)的編碼器，來反映吹灰器位置，由于這種方法只是反映電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的位移，無法實(shí)際顯示吹灰器位置，當(dāng)出現(xiàn)減速機(jī)脫開等情況時(shí)，會(huì)出現(xiàn)指示錯(cuò)誤，特別是由于接觸式測量，容易出現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)卡澀，脫落，可靠性差。

二、解決方案

受干簧管液位計(jì)的啟發(fā)，我們考慮，能不能利用干簧管的原理設(shè)計(jì)一種吹灰器位置監(jiān)控設(shè)備，實(shí)現(xiàn)長吹灰器的位置測量，因?yàn)檎羝祷移魑恢蔑@示不要太高的精度，能夠穩(wěn)定連續(xù)顯示位置變化即可，蒸氣吹灰器連續(xù)位置監(jiān)控裝置利用干簧管原理，通過吹槍頭部運(yùn)行軌跡，設(shè)定整個(gè)吹槍行走行程為測量量程，無死區(qū)的監(jiān)視吹灰器運(yùn)行狀態(tài)，將吹灰器進(jìn)入爐膛的實(shí)時(shí)位置通過顯示器顯示給運(yùn)行人員。一旦發(fā)生卡澀或電氣故障，吹灰器停止，可在迅速發(fā)出報(bào)警，提前通知運(yùn)行人員及時(shí)處理故障，保護(hù)鍋爐設(shè)備安全。

由于長吹灰器一般長度都大于10米，設(shè)計(jì)的位置裝置應(yīng)該為柔性或者分段連接方式，為保證傳感器的可靠性和抗干擾能力，采取分段模式，通過快速接頭連接，外殼為不銹鋼材質(zhì)，增加可靠性。最終確定圖紙如下：

上圖是單段傳感器原理圖，設(shè)計(jì)為2.5米，末端一根不確定長度，根據(jù)現(xiàn)場定制，每根設(shè)計(jì)250個(gè)干簧管，通過模糊運(yùn)算得到連續(xù)位置。

上圖是二線制控制轉(zhuǎn)換電路，實(shí)現(xiàn)與DCS連接二線制，簡化了控制回路，便于施工和調(diào)試。

根據(jù)原理圖，繪制加工圖如下：

在最終與設(shè)備制作方交流時(shí)，增加了一個(gè)手機(jī)調(diào)試模塊，可通過手機(jī)連接到該裝置進(jìn)行零點(diǎn)和量程的調(diào)整，使調(diào)試更簡單。

三、方案實(shí)施

確定好制作方案，制作樣機(jī)，在干簧管的選材上，開始大家一致選擇了日本某進(jìn)口品牌的干簧管，制作好后，經(jīng)過測試發(fā)現(xiàn)，精度準(zhǔn)確，但是容易受外界干擾影響，測試時(shí)1.5米外正好有電焊工作，部分干簧管受干擾無激勵(lì)閉合，經(jīng)拆解干簧管發(fā)現(xiàn)，引腳和內(nèi)部觸片截面積都比較小，容易受磁場干擾;更換國內(nèi)某知名品牌產(chǎn)品，問題解決，經(jīng)過抗干擾測試，顯示正常，一周連續(xù)抗疲勞測試，精度滿足設(shè)計(jì)要求，可以進(jìn)行現(xiàn)場安裝。

此項(xiàng)目在某電廠#4機(jī)組實(shí)施，2020年4月完成設(shè)備設(shè)計(jì)，圖紙繪制，五月完成產(chǎn)品制作并完成現(xiàn)場安裝。5月18日安裝冷態(tài)調(diào)試完成，冷態(tài)驗(yàn)收合格。5月20日啟動(dòng)后，正常投運(yùn)，該裝置實(shí)用效果良好。

在安裝完成，試驗(yàn)正常后，我們對吹灰器邏輯進(jìn)行了優(yōu)化，當(dāng)吹灰器在前進(jìn)狀態(tài)時(shí)，如果位置反饋停止超過5秒發(fā)輕故障，超過20秒發(fā)前進(jìn)重故障提醒運(yùn)行就地檢查，反之，在退回狀態(tài)時(shí)，位置反饋停止超過5秒發(fā)輕故障，超過20秒發(fā)退回重故障。通過直觀的顯示提醒運(yùn)行注意。

四、實(shí)施效果

該方案的到了某電廠的高度認(rèn)可和支持，在該電廠#6機(jī)組大修中，按此方案進(jìn)行了改造，經(jīng)過一段時(shí)間運(yùn)行，效果良好，吹灰器卡澀處理時(shí)間縮短，運(yùn)行周期內(nèi)未出現(xiàn)吹灰器引發(fā)的重大缺陷和停爐事故。2020年5月30日，國家知識產(chǎn)權(quán)局受理了“一種吹灰器連續(xù)位置監(jiān)控系統(tǒng)及方法”的專利申請，申請?zhí)枺?020104779373。

五、結(jié)束語

該研究成果完善了火電廠目前吹灰器無法可靠連續(xù)監(jiān)視位置的問題;對火力發(fā)電機(jī)組鍋爐系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行提供了有力的保障，減少了因設(shè)備原因造成鍋爐吹灰器吹損水冷壁的情況，對機(jī)組安全、穩(wěn)定運(yùn)行起了重要的作用。有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

參考文獻(xiàn)

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