徐州華潤電力給煤機控制系統改造及改造后系統在使用中檢查和定度的探討

馬其林（徐州華潤電力有限公司，江蘇　徐州　221142）

徐州華潤電力給煤機控制系統改造及改造后系統在使用中檢查和定度的探討

馬其林（徐州華潤電力有限公司，江蘇徐州221142）

1　前言

能源是當今社會發展的戰略性物資。煤炭是我國最主要的一次能源，占我國一次能源消費總量的70%以上，隨著我國經濟的持續快速增長，對煤炭的需求也將保持快速增長。而火電是第一大耗煤行業，占煤炭消耗的50%。火力發電廠中給煤機給煤量測量的準確性直接關系到鍋爐的安全經濟燃燒，對建設節約、高效、環保的新型能源企業，有至關重要的作用。

徐州華潤電力有限公司（一期為2×320MW機組，二期為2×320MW機組，三期為2×1000MW機組）一、二、三期給煤機分別采用沈陽電力機械廠、STOCK、上海新拓電力設備有限公司的產品。

2　設備現狀與改造的可行性

一期機組為1996年投產，給煤機型號為NJG-60型，其控制系統由沈陽電力機械廠采用日本大和衡器技術制造，該控制系統核心元器件演算器（CFC-100）、變頻器（SVF-552-380C）等已停產無備品，無法滿足現場的生產需求。

3　原因分析和要因確定

一期給煤機控制系統運行至今，目前主要存在如下問題：

（1）系統運行時間長，控制柜內電氣回路、電器元器件老化嚴重。

（2）該系統所使用演算器、變頻器、隔離器等都已停產，無法采購，沒有備品。

（3）給煤機左右側各配置一個稱重傳感器，當單個稱重傳感器損壞并更換備品后難校驗，即使校驗成功，運行時給煤量偏差大、易波動，最終雙側必須都更換才能解決問題。

（4）傳感器現有安裝方式易導致電纜磨損，且當機務更換皮帶時易對稱重傳感器造成沖擊，影響精度。

（5）出現斷煤情況，皮帶轉速突升至100%且運行沒辦法調整轉速。恢復下煤后對皮帶、燃燒造成沖擊，易導致皮帶損壞，燃燒不穩。

（6）機內沒有超溫報警，不利于運行監視、調整，易導致給煤機內元件和電纜的老化。

4　解決與實施

（1）采用SPERI品牌控制系統（美國STOCK技術）替代原來的CFC-100演算器和控制柜。SPERI控制系統是采用微機控制，如其升級更新主要是對控制程序添加新的功能和增加運算精度與速度，即更新僅針對軟件的更新，并向下兼容，不會產生因控制系統的更新而無法替換的問題。

（2）采用掛碼校驗和模擬實物校驗自動修正法相結合的定度方法取代原來費力且安全性差的鏈碼校驗，所有控制參數均為控制系統檢測所得，無需人工估算，不僅使得控制精度和計量精度更高、更加可信，而且保障了校驗人員的人身安全。

（3）綜合考慮，稱重傳感器仍采用壓式傳感器。信號引出方式采用進口安費諾接插件，插拔方便，接觸可靠；同時在給煤機機體中間部位，也就是在稱重傳感器安裝部位兩側各開一個檢修孔門，方便機務檢修時稱重傳感器安費諾插頭的插拔和更換傳感器時的拆裝，同時也解決了定度校驗是掛碼的安置，只需在定度時采用一個引伸件伸出機體即可方便地掛上或卸下掛碼。

5　使用及探討

一期機組給煤機控制系統改造后，公司的一期#1，#2機組和三期#5，#6機組所使用的控制系統均為上海新拓電力設備有限公司SPERI品牌控制系統。自從設備投用后，定期進行校驗，維護等工作，但仍未有一套比較詳細的校驗和檢查的系統材料。下面詳細的對給煤機的使用進行系統的闡述。

在給煤機的檢查過程中，一般可以分成以下的步驟進行：

5.1系統檢查

（1）將給煤機電源停掉；

（2）將柜內設備清潔干凈并將電纜孔洞封堵；

（3）檢查接線無松動；

（4）檢查卡件安裝正確牢固；

（5）給煤機送電；

（6）檢查面板上顯示正確。

5.2參數檢查設定

（1）給煤機在OFF狀態；

（2）將鍵盤鎖定開關打開（控制柜內單排空開）；

（3）按SHIFT，SET-UP，00，此時的八位顯示器左邊顯示地址00，右邊顯示參數；若參數與參數表不一致，應更改，并輸入正確值，再按ENTER；

（4）按SHIFT，SET-UP，01（02，……，30），八位顯示器右（左）邊顯示地址，左（右）邊顯示參數，若參數與參數調整表（如表1所示）不一致，應更改，并輸入正確值，再按ENTER。

表1　參數調整表

5.3輸入和輸出信號通路調整

5.3.1A1板標定（用戶輸入通道板（指令輸入））

方法一：（1）短接端子15和17，模擬遠程啟動狀態，待啟動后將其停掉，拉掉電源重新送電（解除閉鎖），將狀態打在遠方位置。

（2）短接端子237和239，模擬有煤信號，否則在就地指令顯示與實際指令會有誤差。

（3）DCS給發出0指令的信號，在就地按SHIFT，TRIM，8，計算機將記下相應的頻率值。正確值約為2000左右。

（4）DCS給發出85（即滿量程）指令的信號，在就地按SHIFT，TRIM，9，計算機將記下相應的頻率值。正確值約為8000左右。

方法二：（1）首先在SIG- 和SIG+ 接一個4～20mA的標準電流源。此步驟不用，直接使用DCS操控。

（2）然后輸入4mA的電流信號。按SHIFT，TRIM，8，計算機將記下相應的頻率值。正確值約為2000左右。

（3）然后輸入20mA的電流信號。按SHIFT，TRIM，9，計算機將記下相應的頻率值。正確值約為8000左右。

5.3.2A2板標定

（1）首先在143（- ）和142（+ ）接一個標準電流表。

（2）然后按SHIFT，TRIM，2，CLEAR，觀察是否為4mA，按↑或↓，調整至4mA后，按ENTER。計算機將記下相應頻率值。

（3）再按SHIFT，TRIM，3，CLEAR，觀察是否為20mA，按↑或↓，調整至20mA后，按ENTER。計算機將記下相應頻率值。

5.3.3A3板標定

方法一：（第1、2步驟由于接A1板校驗繼續，可省略）

（1）短接端子15和17，模擬遠程啟動狀態，待啟動后將其停掉，拉掉電源重新送電（解除閉鎖），將狀態打在遠方位置。

（2）短接端子237和239，模擬有煤信號，否則在就地指令顯示與實際指令會有誤差。

（3）然后按SHIFT，TRIM，0，CLEAR（此按鈕可不按，如果按下去，將自動使這個頻率復位到近似的補償和寬度值為200Hz），觀察DCS畫面反饋是否為0，按↑或↓，調整至0反饋后，按ENTER。計算機將記下相應頻率值。

（4）再按SHIFT，TRIM，1，CLEAR（此按鈕可不按，如果按下去，將自動使這個頻率復位到近似的補償和寬度值為1000Hz），觀察DCS畫面反饋是否為85（滿量程），按↑或↓，調整至85滿量程后，按ENTER。計算機將記下相應頻率值。

方法二：（1）首先在140（-）和139（+ ）接一個標準電流表。

（2）然后按SHIFT，TRIM，0，CLEAR，觀察是否為4mA，按↑或↓，調整至4mA后，按ENTER。計算機將記下相應頻率值。

（3）再按SHIFT，TRIM，1，CLEAR，觀察是否為20mA，按↑或↓，調整至20mA后，按ENTER。計算機將記下相應頻率值。

5.3.4線性度測試

（1）為了檢查反饋信號的線性度，給煤機必須運行在遙控模式（短接端子15-17），定度塊必須裝上（處于稱重位置），而“皮帶有料”限位開關必須閉合（短接端子237-239），如果這個開關不閉合，線性度將受到影響，在FEEDING LED指示燈亮之前，給煤率控制電路按照在設定參數地址02中的密度來控制皮帶轉速，這個特性防止了皮帶在帶料的情況下運行于最高速度。

（2）檢查給定信號在給煤機運行時的線性度，按SHIFT SELF TEST 6（可在運行中查看指令，可用于與DCS畫面顯示的指令相對比，正常應該一樣，如誤差大則說明存在問題）。

顯示器將顯示與給定信號相應的噸/小時給煤率，三個指示燈RATE 、 RPM 和 DENSITY 都不應該亮，如提供一個與零給煤率相應的模擬信號，顯示器將顯示出存儲在設定參數地址06中的最小給煤率（如指令設置是0～10t，則顯示最小給煤率10t），如增加模擬信號到百分比25，50，75, 100，顯示器將顯示出相應的噸/小時給煤率。一般來說顯示器顯示的內容應該跟指令一樣（如表2所示）。

表2

如果要顯示器返回通常操作模式，按RATE鍵。當RATE燈亮時，顯示器顯示的是瞬時給煤率，相當于指令的反饋。

5.4標定前的準備工作（機械部分）

為了保持給煤機正確的稱重精度，必須保證下述基本因素：適當的皮帶張力，適當的皮帶導向，稱重輥和稱重跨托輥的對中。

5.4.1調節皮帶張力

從側門可檢查張力輪筒的中心是否在指示板得刻度中線（一般根據張力輪柱臂下端與臂拖的距離判斷，大概在4～6cm左右，可適當調節），張力輥筒應在指示板刻度中線上下波動，如需調整皮帶張力，可轉動機體進料端門上的拉緊螺桿，兩個拉緊桿應等量調節，調節時兩側交叉轉動，避免損壞螺紋和引起皮帶跑偏，如圖1所示。

圖1　皮帶張力調節

5.4.2皮帶導向

在膠帶的內邊中間有凸緣部分，它嵌入輥筒和托輥的中間槽內并使膠帶對中，在運行時膠帶表面應平整，如果通過輥筒或托輥時膠帶有凸起現象，就應進行皮帶導向調整。皮帶導向可利用張緊拉桿的調節，拉緊或放松左側或右側的張緊螺桿，能使膠帶偏左或偏右運行，以此方法來調整導向，具體調整量要在調試時確定，如圖2所示。

圖2　皮帶導向調整

5.4.3稱重托輥

稱重輥和兩個稱重跨距托輥應在水平上排成一直線，其直線度誤差應在0.05mm以內以保證稱重精度，如圖3所示。

圖3　稱重托輥

（1）放下稱重標準量塊，使負荷傳感器加載。這時校重桿軸處于水平位置，稱重標準塊完全與校重桿軸的柱臂脫開，整個重量完全加在傳感器上。

（2）稱重傳感器應處于垂直狀態，不可偏斜。如偏斜，使用吊錘標定，調節稱重傳感器水平拉桿（水平拉桿應處于水平位置）。

（3）將給煤機附件中的兩根水平校驗桿放在稱重托輥上膠帶的兩側，校驗桿的加工面與托輥表面接觸。經過調整，用手轉動稱重托輥時，水平尺不能跟隨轉動，也不能距離過大，直到似動不動時方可。

（4）應用塞尺及調節負荷傳感器上的調節螺母（此螺母有三個，中間的是鎖緊螺母，無需松動，一般調整是將最底下的小螺母松開，然后調節最上面的大螺母，調整到合適的位置，中間的螺母無須操作），使校驗桿與3個托輥（稱重托輥、稱重跨托輥軸）同時接觸，依次調整稱重托輥的兩邊。調整過后使校驗尺與稱重托輥間的距離不大于0.05mm。

（5）提起校準量塊。整個稱重標準塊的重量完全承重在校重桿軸的柱臂上，與稱重傳感器的吊環脫開。

（6）當給煤機稱重托調整后，必須對給煤機重新定度。

5.5標定步驟之一 ——定度

注意：在定度之前，必須使給煤機運行15到30min，使皮帶變軟。

（1）關閉給煤機上方料倉的出口閥，清除皮帶上的物料。

（2）按OFF鍵，定度前必須在OFF狀態下做好準備工作。

（3）關閉給煤機卸料口下方的排出閥。

（4）打開給煤機稱重跨門，頂端門以及微機控制柜門。

（5）打開給煤機兩側門，開始稱重系統機械調整。

（6）將直尺放在給煤機一側兩量距托輥之上。

（7）調整負荷傳感器調調整螺絲，直到直尺與稱重托輥之間間隙為0.05mm為止。

（8）將直尺放在給煤機另一側兩量距托輥之上。

（9）調整負荷傳感器調調整螺絲，直到直尺與稱重托輥之間間隙為0.05mm為止。

（10）反復調整，直到滿足要求。(具體調整步驟參照標定前的準備工作機械部分)

（11）皮帶上無煤，按SHIFT，SELF TEST，9，加上定度塊，觀察八位顯示器和四位顯示器，其數值應為2000左右，且上下基本一致；卸下定度塊，其數值應為500～600左右，且上下基本一致；然后按OFF鍵。

（12）靠近控制柜一側的皮帶邊上貼上4片粘性反光紙，每片反光紙應與邊緣垂直并位于皮帶邊上兩個裙邊切口之間而不可超越切口，在驅動輥和張緊輥處的皮帶邊上各貼一片，在稱重輥處及其下方皮帶返回部分各貼一片。證實4片反光紙中每2片間的距離大于定度探頭之間的距離。

注意：皮帶上可能存在上次定度時的反光紙，因此在每次定度之前，檢查并清除上次使用的反光紙。

（13）分別將定度探頭插入給煤機進口側和出口側插孔內，應保證探頭上指示燈與連線插口水平。在定度探頭插入側皮帶上貼四張反光紙，每兩張間距應大于兩定度探頭間距。再將定度探頭連接線接至電源板，進口側插入A插孔（CAL-A），出口側插入B孔（CAL-B）。

注意：靠近給煤機入料口的探頭位置稱為位置A，而靠近給煤機排料口的探頭位置稱為位置B。

（14）按JOG，檢查皮帶轉動方向是否正確。按LOCAL，使電機運轉在1000RPM，檢查轉速是否穩定在1000+ RPM以內。否則可調節調速板上的阻尼電位器。

（15）將定度塊從兩邊稱重傳感器上移去。

（16）在OFF狀態下，按SHIFT，CAL1，給煤機電機開始運轉，延時25s，皮帶傳動電動機將增速到1000rpm，并且穩定在此值上。CALIBRATION（黃色）指示燈點亮，八位顯示器右邊右0開始計數至8后，電機停轉，顯示偏差百分比，應小于0.25%，否則將從0開始重復CAL1直至達到小于0.25% （轉速重復誤差百分比）。如果多次定度后仍舊失敗，按SHIFT EXIT來停止定度，接著檢查電動機速度控制或皮帶運行的故障。

（17）如果毛重和皮帶運轉定度成功，淡黃色指示燈ADD WETGHT亮，同時在顯示器上顯示出定度塊的重量（34.70），如果顯示的重量與實際不符，請按SHIFT EXIT鍵停止定度。參照下列方法打入正確的重量值。

SHIFT SET-UP 13 **** ENTER

在星號位置打入定度塊上打印的正確重量，必要時使用10進制小數點。

注意：如果在打入正確定度塊重量時打錯了數，按CLEAR鍵接著打入正確值。

（18）加上定度塊后，按SHIFT，CAL2，電機再次轉動，ADD WEIGHT（黃色）指示燈滅，八位顯示器右邊由0開始計數至8后，電機停轉，CALIBRATION（黃色）指示燈點滅。

（19）8位顯示器上將顯示3個數據，將數據記錄下來。前兩個數據由CAL1影響，最后一個數據由CAL2影響。

（20）重復定度一次（重復執行CAL1、CAL2）。

（21）檢查兩次定度偏差，應小于+0.20% 。

· 按SHIFT，SELF，TEST，1，顯示皮重偏差百分比。

· 按SHIFT，SELF，TEST，2，顯示轉速比偏差百分比。

· 按SHIFT，SELF，TEST，3，顯示定度系數偏差百分比。

注意：在顯示器左邊出現的數字99是一個負值符號。

（22）如果兩次定度偏差大于+0.20% ，重復執行直到滿足要求。并做好相應記錄。

5.6標定步驟之二——掛碼

（1）將皮帶上煤走空。

（2）總量保存。25單元設09，然后按SHIFT CAL1。

（3）參數設定：

· 01單元1000；

· 03單元05；

· 17 單元 2400（單位0.1秒，應在定度前設定，也可以設定其他時間）；

· 24單元05。

（4）掛上稱重塊。

（5）按REMOTE鍵。

（6）短接15-17，遙控啟動。

（7）待轉速到達1000RPM時按SHIFT TOTAL RESET。

（8）給煤機運行設定時間后停止時，根據顯示重量和理論重量就能計算出當時的計量精度。若精度不在要求范圍內，尋找原因，如尋找原因比較困難時，可進行修正。

注：修正使用SHIFT+SELF TEST+8 ，此功能慎用。

（9）重復5-8 直至符合要求。

（10）卸下稱重塊。

（11）恢復總量

· 25單元設09，然后按SHIFT CAL2。

（12）恢復參數

· 03單元00；

· 24單元00；

· 25單元00；

（13）合上鎖定開關SW1（鍵盤鎖定開關）。

（14）關電后再上電，去除FS自保。

特別注意事項：

· 三根輥子必須校平，否則就談不上計量精度。

· 連桿支座必須靈活，否則也談不上計量精度。

· 掛碼校驗后必須恢復參數，否則就會運行設定時間后停機。

5.7標定步驟之三——砝碼

（1）參數設定

· 按SHIFT SETUP 01 120 ENTER（設置轉速）；

· 利用↑鍵至 03 05 ENTER（單個砝碼重量）；

· 利用↑鍵至 25 07 ENTER(煤量計量放大100倍，將十分位和百分位亦顯示出來)；

按OFF鍵退出參數設定。

（2）卸下稱重塊。

（3）短接15-17，模擬中控室遙控啟動。

（4）按REMOTE鍵，啟動給煤機。

（5）放砝碼40只（一個挨著一個，放中間位置）。

（6）當第一個砝碼快到第一根稱重托輥前，總量清零（按SHIFT+ TOTAL RESET鍵進行清0）

（7）全部40個砝碼走完后停機（即按OFF鍵）。

（8）記下實際值和顯示值。

（9）若精度不在要求范圍內，按SHIFT+SELF TEST +8進行自動修正（平時不能隨便使用此功能）。

（10）重復4～9直到達到要求。

（11）恢復參數。

· 按SHIFT SETUP 02 1000 ENTER；

· 利用↑鍵至 03 00 ENTER；

· 利用↑鍵至 25 00 ENTER；

按OFF鍵推出參數設定。

（12）按上鍵盤鎖定開關.

5.8標定步驟之四——保護動作

（1）遠控狀態時，堵煤開關動作，主板背面燈DS11燈滅（正常常亮），DCS堵煤信號接堵煤開關常開點。觸發時開關閉合，DCS顯示堵煤信號，跳給煤機。

（2）就地狀態，有煤開關動作時，主板背面燈DS12燈亮（正常燈滅），跳給煤機。DCS畫面斷煤信號與給煤信號均連接此開關。不同的是，給煤信號是在有煤的情況下且給煤機在運行，實際上就是有煤在運行。斷煤只是單純的開關通斷信號。

5.9結束工作

（1）給煤機保護開關檢查，如：LSFB和LSFD應回到正常位置。

（2）檢查定度塊應卸下。

（3）消除調試中產生的故障碼。

（4）消除調試中總量累積數。

（5）合上鍵盤鎖定開關。

（6）按REMOTE允許遠方操作。

[1] QCDT-IWSSPC 1159-2010, 給煤機電子皮帶秤技術標準[S].

[2] 電子稱重式皮帶給煤機使用手冊[Z].

[3] 徐州華潤320MW機組鍋爐系統圖[Z].

Discussion on the Examination and Calibration of the System Used in the Control System of Coal Feeder of China Resources Power (Xuzhou) Co. Ltd

本文介紹了徐州華潤電力有限公司對原有給煤機控制系統的改造思路和具體方法，并對改造后的控制系統在功能使用方面進行了詳細分析，為給煤機的校驗和檢查以及缺陷消除提供了一些說明，希望達到拋磚引玉的效果，進一步形成此類給煤機的作業指導書，對現場生產具有一定的作用。

給煤機；系統改造；標定；參數調整

This paper introduces the reforming ideas and methods of the original control system of coal feeder in China Resources Power (Xuzhou) Co. Ltd. We also analyze the functions and applications of the reformed control system in detail, and provide some explanations for the check, inspection and defect elimination for the coal feeder. Furthermore, we hope to develop instructions for the coal feeders in order to help with the production site

Coal feeder; System reformation; Calibration; Parameter adjustment

B

1003-0492(2016)11-0082-05

TP273

馬其林（1982-），男，河北邢臺人，工程師，學士，現任徐州華潤電力有限公司技術支持部熱控高級專業師。