電感式接近開關在火電機組中速磨煤機磨輥升降信號的應用

◎周冬梅

電感式接近開關在火電機組中速磨煤機磨輥升降信號的應用

◎周冬梅

我國火電機組裝機容量占整個電力系統容量80%以上，中速磨煤機在火電機組中占有很大的比重。大唐寶雞熱電廠2臺330MW機組制粉系統配置10臺ZGM95（N）中速輥盤式磨煤機，自使用六年多來，磨煤機磨輥升降到位接近開關由于動作頻繁，誤發拒發故障率較高，一直困擾著磨煤機安全經濟運行，并使熱控設備檢修維護成本大大增加，工作量也無形增加，為了確保磨煤機安全穩定運行和降低維護成本，該廠熱控技術人員經過實踐及研究，并與資質過硬的制造廠家溝通改造，定制出新型的接近開關，采用插頭式的電感式接近開關，使用壽命增加至10000次，插頭式接近開關的維護量和費用明顯下降，提高了熱控設備的可靠性，并且使磨煤機安全穩定運行得到了保障。

大唐寶雞熱電廠磨煤機自2009年8月投產以來，磨煤機磨輥升降到位開關由于動作頻繁，誤發及故障率較高，每年對磨煤機磨輥升降到位開關故障而更換頻繁，并且由于開關接線方式是220V交流開關，更換開關時必須先停磨然后斷開磨煤機就地電源柜電源，開關更換安裝上再與電纜線焊接，10臺磨總共60個開關，一個開關260元，平均每年每個開關更換不下3次，每年材料維護費用高達4萬多，并且開關安裝位置不方便，更換開關維護量難度很大，且更換不及時時，磨煤機啟動邏輯中有磨輥上升到位開關三取二邏輯限制條件，會影響到磨煤機的正常啟動，延誤磨煤機經濟穩定運行，嚴重時更會影響到機組的安全經濟運行。因此降低中速磨煤機磨輥升降到位開關的故障率迫在眉睫。

中速磨煤機工作原理及磨輥升降到位開關的重要性

磨煤機工作原理。中速輥盤式磨煤機，其碾磨部分是由轉動的磨環和三個沿磨環滾動的固定且可自轉的輥套組成。原煤從磨煤機的中央落煤管落到磨環上，旋轉磨環借助于離心力將原煤運動至碾磨滾道上，通過輥套進行碾磨。三個輥套沿圓周方向均布于磨盤滾道上，碾磨力則由液壓加載系統產生，通過靜定的三點系統，碾磨力均勻作用至三個磨輥上，這個力是經磨環、磨輥、壓架、拉桿、傳動盤、減速機、液壓缸后通過底板傳至基礎。原煤的碾磨和干燥同時進行，一次風通過噴嘴環均勻進入磨環周圍，將經過碾磨從磨環上切向甩出的煤粉混合物烘干并輸送至磨機上部的分離器，在分離器中進行分離，粗粉被分離出來返回磨環重磨，合格的細粉被一次風帶出分離器。

電感式接近開關工作原理。電感式接近開關由三大部分組成：振蕩器、開關電路及放大輸出電路。振蕩器產生一個交變磁場。當金屬目標接近這一磁場，并達到感應距離時，在金屬目標內產生渦流，從而導致振蕩衰減，以至停振。振蕩器振蕩及停振的變化被后級放大電路處理并轉換成開關信號，觸發驅動控制器件，從而達到非接觸式之檢測目的。

其特點有：非接觸檢測，避免了對傳感器自身和目標物的損壞；無觸點輸出，操作壽命長；即使在有水或油噴濺的苛刻環境中也能穩定檢測；反應速度快；小型感測頭，安裝靈活；

磨輥升降到位接近開關的重要性。磨煤機啟動前必須用液壓加載油將磨輥升起到位后，磨輥離開磨盤，使磨煤機空載后才可啟動磨煤機，以防止磨輥對輥套襯瓦磨損，破壞磨煤機。同時監測確認磨煤機加載油系統穩定工作的安全保障，確保磨煤機的安全穩定運行，磨輥升起到位接近開關的穩定工作是磨煤機啟動的重要允許條件之一，其重要性可想而知。

接近開關應用中影響磨輥升降到位開關故障的因素

根據多年來該廠磨輥升降到位接近開關故障的原因及經驗分析，我們總結出以下原因。

環境因素：磨煤機運行環境灰塵較大，溫度較高，振動大，接近開關屬于電子產品，受環境溫度影響很大，往往使用時間不長就燒壞，反饋信號不正常不能正常工作。

接近開關質量差：目前我國生產的這類接近開關廠家很多，產品質量參差不齊，加之假冒偽劣產品、貼牌產品較多，造成設備質量不過關，故障率也很大，因此加強備品的質量和可靠性非常必要。

接近開關接線復雜：目前該廠使用的接近開關為220V交流兩線制接線，更換開關時必須要斷開220V電源，將開關引線與電纜焊接在一起，為了更換方便和節約時間，檢修人員往往只是將兩頭線擰在一起就行，這樣無形造成接線不牢靠的安全隱患，加之磨煤機處振動大，電纜斷開的可能性就增加，且更換開關復雜時間長，檢修工作量也加大，運行人員操作票復雜。

接近開關應用中改造的必要性

基于以上原因及分析，我們從現場實際應用出發改造磨輥升降到位接近開關非常必要。

磨輥升降接近開關維護費用比較高：大唐寶雞熱電廠2臺330MW機組制粉系統配置10臺ZGM95（N）中速輥盤式磨煤機，10臺磨總共60個磨輥升降接近開關，其它地方輔網排渣門等氣動門上也有近100多個應用，一個開關260元，平均每年每個開關更換不下3次，每年維護費用高達6萬多，這個看是小小的開關對電廠熱控設備遍布來說也是一筆不小的開支，嚴重影響了磨煤機的維護成本。

熱控檢修人員維護工作量比較大：磨煤機磨輥升降到位開關使用220V交流電源，更換接近開關時，必須在磨煤機停止狀態時才能工作，運行人員做好切斷220V開關電源的安全措施，熱控檢修人員拆掉舊開關，安裝固定新開關，并要將開關引線與電纜對焊牢靠后，才能送電使用。頻繁的更換開關，在磨煤機嘈雜灰塵大的環境下長時間工作對檢修人員來說確是很艱苦的工作，改造開關降低它的故障率是大家的迫切心聲。

影響磨煤機利用小時率：根據磨煤機啟動順序和邏輯的要求，磨煤機啟動前磨輥上升到位開關三取二邏輯限制條件，必須保證磨輥升降接近開關的可靠性，否則會影響磨煤機的順利啟動，延誤啟動時間，影響發電量，嚴重時，在機組負荷緊急要求加負荷時會造成嚴重后果，造成的損失不可估量。從安全經濟的發電形勢下，必須提高接近開關的可靠性。

磨輥升降到位接近開關工作狀態不直觀：該廠原使用的接近開關沒有狀態指示燈，開關發與不發，故障與否，不能直觀判斷，市面上已有生產的開關尾部帶電子指示燈的接近開關，可以方便檢修及運行人員查看開關的動作情況，更換此種開關，可以利于檢修人員便于維護及判斷開關的好壞，提高檢修質量，降低檢修人員的勞動強度。

LJC30-3410GK接近開關，無狀態指示燈，拆接線麻煩,開關安裝位置不可調

WNE92AMYA接近開關，有狀態指示燈，拆接線麻煩，開關安裝位置不可調

WNE92AMYAD插頭式接近開關，有狀態指示燈，開關接線采用插頭式，增加槽狀開孔的固定件可調開關安裝位置

新老兩種接近開關性能及結構比較

2014年4月利用1號機組停機消缺期間,該廠熱控班組技術人員與具備生產資質的上海燁煒自動化技術有限公司技術人員聯系，經過多次研發試驗，現場改造研發新型接近開關。新老接近開關性能及結構比較如下：

接線結構比較：該廠原來使用的磨輥接近開關為優泰自動化生產的LJC30-3410GK接近開關，如下圖所示，首先該開關接線為焊接線，更換時必須停止磨煤機，斷開接近開關220V電源，接線或焊接或對擰接，所花費的時間長，更換時復雜，工作量大。

2014年1月，我們與廠家聯系更換為上海燁煒自動化技術有限公司生產的WNE92AMYA接近開關，質量雖然明顯好，但更換起開關時還是要斷電且焊接線麻煩，經過與廠家技術人員溝通協商，在我們的提議要求下，又新改造更換為WNE92AMYAD接近開關，如圖所示，在我們的要求下，采用接線為插頭式結構，更換起來可以不用斷電，磨煤機運行時也可輕松更換，而且更換起來簡潔方便，不用焊線，速度快，大大減小了檢修人員的工作量和工作強度。

外觀功能比較：原來使用的接近開關從外觀上看，少了開關尾部的狀態電子指示燈，而新使用的開關有了狀態電子指示燈，很方便檢修人員判斷開關好壞的準確性，當開關接觸金屬物體時指示燈就會紅燈亮顯示開關動作，否則開關故障需更換。而老型號的開關由于沒有指示燈，只能根據DCS顯示判斷，會造成二次回路、通道故障等造成狀態誤發而開關正常的錯誤判斷。

安裝結構比較：原來使用的接近開關安裝固定螺絲孔采用Φ5螺絲對應孔頸，開關位置固定沒有活動空間，當固定件位移或變形后，開關位置變化會造成誤發或拒發情況。而改造后的開關增加了槽狀開孔的固定件，可根據具體情況微調開關位置，設計精巧，靈活方便，實用性很強。

改造后的上海燁煒WNE92AMYAD電感式接近開關的使用情況

2014年4月10日我們對1號機組5臺磨煤機磨輥升降到位接近開關更換新型上海燁煒WNE92AMYAD電感式接近開關后，截止2014年12月30日運行8個月來，1號機組5臺磨30個開關故障率大大降低，只更換過8個開關，故障率下降87%，與去年對比如下：

根據目前情況來看，更換上海燁煒WNE92AMYAD電感式接近開關后，故障率明顯下降，效果顯著。

經濟性及安全性評價

新型接近開關與舊型號接近開關直接經濟效益對比：從2013年與2014年后八個月1號機組磨輥升降接近開關故障更換費用相比，相對往年節約開關材料費用大約為：61（個）×260（元/個）-8（個）×260（元/個）=13780元

減少檢修次數，減小人員勞動強度節約費用約50000元；提高磨煤機小時利用率53×3=159小時；如果按兩臺機組計算，8個月節約人工及材料費用2×（13780+50000）=63780元

安全性能比較。使用新型插頭式帶指示燈的接近開關相對安全性比較高，首先更換開關時不用刻意停磨，更換開關時幾分鐘內可以完場，大大減少了工作量及工作強度，同時可以減少磨煤機檢修時間，較長磨煤機的備用待機時間159小時之多，為機組的安全運行做好了有力的保障。

通過實際工作中接近開關的應用及對磨煤機磨輥升降到位接近開關的改造，不僅大大降低了維護和檢修費用，方便實用，大大減少了檢修人員及運行人員的工作強度，而且提高的設備的運行可靠性，為機組多發、穩發提供了保障。建議其它火電廠制粉系統為中速磨煤機磨輥升降到位接近開關采用此結構的接近開關，同時推廣其它安裝位置艱苦，頻繁拆卸的接近開關的改型換代。

2013及2014年4～12月1號機組磨輥升降到位接近開關故障次數統計表

（作者單位：大唐寶雞熱電廠）