給煤機轉速控制系統優化實踐與探索

李利濤

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

【關鍵詞】給煤機 轉速控制 3E給煤機 聯軸器

1 給煤機轉速控制系統介紹

磨煤機持續、勻質地用煤是由給煤機轉速控制系統保證實現的。在給煤過程中，對所用之煤完成精準的稱重計量任務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的現實需要，自動調節給煤量，使實際給煤量于鍋爐容量負荷相匹配，保證各參數在應允范圍內變動，以期實現鍋爐穩健運行是整個轉速控制系統的核心作用。

1.1 給煤機工作原理

電廠發電在能源動力方面至少有兩套控制系統，比如磨煤機料位控制系統和給煤機控制系統。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，經過CFC-300自身的控制器，在經過變頻器的FR、FC端子等一系列轉化后，最后傳遞到給煤機電機減速機，控制給煤機轉速，維持磨煤機料位的最佳位置。它是一個非線性、不穩定的倒立擺系統。

1.2 給煤機的計量調整

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、人力還是現場可能性上講，兩者存在著較大的優劣之差。實物標定需要配備較多的檢測設備、技術人員，其現場操作性不強，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 我廠給煤機轉速控制系統存在的問題

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。據多次調查與研究發現，給煤機之所以會發生煤量波動是因為給煤機速度傳感器聯軸器發生了松動的現象。聯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中的兩根軸（主動軸和從動軸）使之共同旋轉以傳遞扭矩的機械零件，在高速重載的動力傳動中，有些聯軸器還有緩沖、減振和提高軸系動態性能的作用。

聯軸器在長期高速運轉之下發生松動是不可避免避免更不容忽視。設備的老化以及控制系統的離散化導致控制系統頻頻發生問題，比如，速度傳感器會因為質量原因頻發故障，導致發生向容積式切換的現象，發生煤量的大幅度擺動，影響讀數的精準度，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突發性，當發現煤量轉速時，為了保證工作效率，采取的措施只是將聯軸器緊固，但這并沒有徹底解決聯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。

2 給煤機轉速控制優化措施

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，具體表現在以下幾個方面。

（1）取消測速系統的部分裝置，拆除聯軸器。在參考許昌龍崗電廠改造的基礎上（龍崗改造費用每套16000，費用太高沒有采用）決定取消聯軸器。聯軸器的弊端是帶有周期性的，所以拆除聯軸器，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，所以拆除相關聯的控制與通訊纜線，選擇保留DCS 系統輸出的一路4-20MADC指令信號以及兩路4-20MADC反饋信號至DCS系統，給煤機的皮帶無煤開關等開關設置及其各自的信號系統也應當保留。（2）親自設計一整套連接部件，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，用來替換聯軸器。這樣在給煤機運行過程中大軸轉動帶動速度傳感器測量頭轉動，大大減少了轉速波動的可能性，由于加工機械部件經驗不足，測量、定型過程中遇到了很多困難，但攻關小組沒有氣餒，通過咨詢加工廠家和鍋爐專業解決了一個又一個困難，經過多次試驗調整，最終改造順利完成，給煤機試運期間顯示煤量穩定，轉速穩定。（3）系統改造，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系統的入＼出信號接入DCS系統。通過一系列改造能夠增強系統的可靠性，靈活的適應于電力行業。

3 給煤機轉速控制升級成果

通過對3E給煤機的改造，大大地簡化了給煤機的控制系統，設備的精準對大幅度提高。并且經過多月的6臺機器的連續試點運用，改造結果甚慰人心，見圖1、圖2。推廣應用之后，大批量給煤機不會再因為轉速控制系統發生故障而出現煤量波動導致向容積算法切換。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，真真切切的發生在實踐操作中，改造取得了超越想象的成功！

4 結語

3E給煤機中聯軸器的拆除大大降低了復雜的轉速系統的計量環節中的不穩定因素，將標定調整的極為簡單，脫離轉速反饋也能實現電機轉速的精確控制。這種卓越的優化不僅局限在攻關小組的試驗設備上，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，我們應該以開放、包容的心態去大膽的接納它、運用它，造福于工業，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.利用光纖技術測量電流[J].電力系統自動化，1999.

[3] 楊奇遜.微機型繼電保護基礎[M].水利電力出版社，1998.