賽摩拉姆齊給料機控制器XR2105的使用與維護

劉 瑩

(河南煤業化工集團中原大化集團公司,河南濮陽 457004)

在鍋爐運行中,對煤量的控制非常重要,煤量的測量必須靈敏可靠,才能保證生產的正常運行。賽摩拉姆齊給料機控制器XR2105在長期的使用過程中,性能良好。但是,隨著儀表長周期運行,也暴露出了一些問題。下面筆者就在工作過程中遇到的問題,及解決問題的方法進行介紹。

1 給料控制器XR2105組成、工作原理

1.1 XR2105的組成

XR2105主要由三部分組成,如圖1所示。

(1)控制器 含通訊單元、輸入單元、輸出單元。

(2)傳感器 包括速度傳感器、稱重傳感器。

(3)電源

圖1 給料控制器控制原理圖

1.2 給料機控制器工作原理

圖2 給料機的工作原理

如圖2所示,煤從煤倉通過進料閥進入給料機,由計量輸送皮帶送至落煤管。在計量輸送皮帶下面裝有稱重托輥和稱重橋架,在稱重橋架中間裝有高精度的稱重傳感器。當被輸送的煤通過皮帶時,稱重傳感器便產生一個與皮帶上煤重量成正比的電壓信號,該信號經A/D轉換后,以數字信號形式送給XR2105給料機控制器。同時速度傳感器將測得的皮帶速度以脈沖信號形式送給XR2105,控制器內置PID調節器,上述信號經過PID運算即得到煤的瞬時流量和累積流量,計算出的瞬時流量信號與DCS控制系統發出的煤量信號比較后,輸出一偏差信號(4～20 mA)至變頻調速器,變頻調速器輸出控制信號到給料機驅動電機,從而改變驅動電機轉速,實現燃煤輸送量與控制量一致。

1.3 稱重傳感器和速度傳感器

1.3.1 稱重傳感器

稱重傳感器為電阻應變式稱重傳感器。電阻應變片、彈性體和檢測電路是電阻應變式稱重傳感器中不可缺少的幾個主要部分。在工作過程中,當彈性體(彈性元件,敏感梁)在外力作用下產生彈性變形時,粘貼在其表面的電阻應變片(轉換元件)也隨同變形,電阻應變片變形后,它的阻值將發生變化(增大或減小),再經“惠斯登電橋”測量電路把這一電阻變化轉換為電壓信號,從而完成將外力變換為電信號的過程。

1.3.2 速度傳感器

拉姆齊速度傳感器為無炭刷式交流脈沖發生器,它發出一系列脈沖,每個脈沖代表皮帶行程的一個單位,脈沖頻率和皮帶速度成正比。

2 鍋爐應用中典型故障及處理

在中原大化集團公司鍋爐實際應用中,經常會遇到XR2105指示波動、甚至無煤量顯示的情況,稍有不慎會造成鍋爐結焦而引起停車,現將多年的故障原因總結如下。

2.1 使用過程中瞬時流量不穩定

(1)由于速度傳感器固定在一個從動軸上,軸的轉動多少會造成震動,長期在這樣震動的環境中使用,會造成固定速度傳感器的備緊絲松動,從而導致無法正常測速,而造成波動,此時緊固備緊絲就能讓速度傳感器恢復正常。

(2)在XR2105中,速度傳感器的信號線是連接到電流板上的。如果接線松動的話,亦會造成波動,此時需檢查接線,如有松動就緊固。若緊固后仍然無效則檢查電流板的輸入輸出信號,不一致的話證明電流板故障,更換即可。

(3)如果煤層過厚的話,即使給料機的轉速很低,一次性投煤量也較大,與控制器給定的需煤量偏差就較大。為了達到給定的需求值,控制器就不斷地通過變頻調速器調整給料機的實際轉速,由此造成瞬時流量忽大忽小不斷變化。

這時應逐漸關閉煤流整形閘門,使煤層不斷變薄,當煤層很薄且均勻時,反饋的瞬時流量基本穩定在設定值上,波動就會消失。

(4)逐步排除后,如果給料機仍然波動,則要考慮XR2105的主板與DCS的安全柵是否匹配。可更換安全柵,若更換后仍波動,則對XR2105的設定輸入信號線與控制輸出信號線進行跨接處理,即可消除波動。

2.2 無論給定值為多少,主控顯示值總為零

(1)XR2105提供有自診斷信息,出現嚴重故障的時候可打開自診斷菜單查看故障信息,如果稱重信號顯示錯誤,則檢測稱重傳感器接線,若緊固后仍舊錯誤,則更換稱重傳感器。

(2)如果自診斷信息顯示速度信號錯誤,檢查速度傳感器接線是否松動,速度傳感器是否脫落或損壞,并進行相應的緊固或更換。

2.3 給料機無法啟動

(1)引起給料機無法啟動的原因很多,首先必須了解一下給料機的工作流程,才能作出準確判斷。主控將一個4～20 mA的控制信號傳遞給XR2105,由 XR2105換算后,分出兩個信號,一個信號傳給變頻器用來驅動電機轉動,從而帶動給料機轉動,另一個信號將現場的指示返回主控,如圖3所示。如果給料機無法啟動,出現問題的地方不僅僅是XR2105,變頻器和電機也有可能出現問題,逐一排查便可找出問題所在,并進行相應的處理。

(2)若給料機設備均正常但仍無法啟動,則查看給料機啟動的聯鎖條件是否滿足,主要有以下幾個聯鎖:引風機未啟動,出料閥未打開,溫度開關報警,堵煤報警。任何一個聯鎖報警,給料機均無法啟動,此時要聯系工藝人員對該項報警消除后再啟動給料機。

圖3 給料機工作流程圖

3 XR2105的校準

由于XR2105計算的煤量參數至關重要,直接影響到鍋爐的正常運行,所以每次停車時都要進行校驗。

3.1 校準前的準備工作

(1)讓工藝人員將給料機入口插板閥關緊,校驗過程中不能下煤,然后將皮帶以最大速度空轉30 min以上。

(2)校準常數的計算。計算公式如下:

托輥間距指稱重傳感器正上方托輥的長度,一般和稱重傳感器外殼連在一起,將校準常數輸入到XR2105內。

(3)用卷尺先測量皮帶周長,在控制菜單中選擇自動方式并輸入皮帶周長,將皮帶以最大速度運行并開始計數,完成后自動生成測試周期。

3.2 零點校準

在自動零點校準期間,皮帶以最大速度運行,等皮帶運行穩定后,通過主菜單進入零點校準鍵并開始,當剩余時間為零時選擇改變零點,反復檢驗直至誤差在0.05%以內即可,記錄零點值。

3.3 間隔校準

間隔校準選擇掛碼校準方式。在間隔校準之前,應先使皮帶停轉,將模擬載荷(砝碼)掛于稱重秤架上,然后以最大速度啟動皮帶,皮帶運行穩定后,通過主菜單進入間隔校準并開始,當剩余時間為零時選擇改變間隔,反復檢驗直至誤差在0.5%以內即可,記錄間隔值。

檢驗完成后去主控室調出校驗時的曲線圖,觀察是否正常,如果不正常則更換損壞設備并重新校驗。

4 維護與保養

由于XR2105長期在粉塵較多、震動較大的環境中工作,如果不進行維護將會造成屏蔽效果下降,從而引起信號失真,誤導主控人員;信號線脫落、速度傳感器松動或脫落則會造成信號波動或無指示,對鍋爐的正常運行構成嚴重威脅。

因此,必須定期對XR2105進行維護,用軟毛刷將XR2105控制器內的粉塵清掃干凈,并檢查內部接線以及速度傳感器是否松動,如有松動及時緊固。

雨天時一定要將XR2105控制器蓋上防水布,以防止水進入控制器內部,造成短路。

只有XR2105控制器正常運行,才可以減少事故發生率,優化工藝操作,確保鍋爐正常運行,從而為整個化工生產鏈提供穩定合格的蒸汽保障,因此,必須定期對XR2105控制器進行維護與保養。