630MW機組給煤機轉速測量系統不可靠問題的深入分析及治理

魏強

【摘 要】給煤機承擔著燃煤機組燃料供應及煤量計量等職能，給煤機設備的可靠穩定運行對機組自動調節、穩定發電起到了至關重要的作用。

【Abstract】Coal feeder is responsible for the supply of fuel and measurement of coal quantity of coal-fired unit， which plays a vital role in the reliable and stable operation of coal equipment and the automatic adjustment of unit and stable power generation.

【關鍵詞】630MW機組；燃煤機；煤機轉速；煤量計量

【Keywords】 630MW unit； coal burning machine； coal machine speed； coal quantity measurement

【中圖分類號】TK227 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2017）08-0186-03

1 引言

給煤機承擔著燃煤機組燃料供應及煤量計量等職能，給煤機設備的可靠穩定運行對機組自動調節、穩定發電起到了至關重要的作用。大唐三門峽發電有限責任公司2*630MW機組所采用的給煤機為GM-BSC22-26耐壓式計量給煤機，給煤機煤量的計量與給煤機電機轉速信號、給煤機皮帶的煤流密度均為正相關關系。

給煤機在長時間運行過程中，給煤機電機減速機和給煤機電機轉速測量裝置（速度編碼器）之間的聯軸器承受的沖擊較大，給煤機運行過程中容易引起聯軸器松動和扭轉，隨使用時間的增長，其松動和扭轉的情況加劇。在實際運行時，主要表現為減速機轉動正常，速度編碼器的測速反饋出現波動，給煤機轉速始終無法與指令值相符合，繼而出現給煤機煤量大幅波動、觸發容積算法，甚至造成給煤機轉速丟失引起的給煤機故障停運。

2 問題分析

大唐三門峽發電有限責任公司2*630MW（對應公司#3、#4機組）每臺機組配備給煤機六臺。以#3機組為例，自2015年4月份以來，#3機組A、D、E給煤機多次突發煤量波動、跳變等設備異常，繼而導致給煤機運行不穩定甚至需要緊急停運，對機組穩定可靠發電構成嚴重威脅。

對給煤機轉速聯軸器頻發斷裂、給煤機電機伸出軸斷裂、給煤機電機轉速測量裝置運行易故障等異常問題進行深入分析，發現我公司給煤機電機多年長周期運行過程中，加之多次設備大小修，測量電機轉速的速度編碼器與電機伸出軸的連接軸套已無法將二者直接對接起來，導致速度編碼器與電機伸出軸運行過程中轉動不同心，繼而發生轉速探頭受扭力故障或者電機伸出軸受力斷裂，多次引發給煤機煤量波動的設備安全隱患。

設備故障問題原因如下：因電機伸出軸與速度編碼器連接不同心，且二者的連接軸套為不銹鋼材質，無法及時釋放電機轉動中因不同心發生的扭力，致使整個測量系統中兩個脆弱的環節即電機伸出軸及速度編碼器均無法承受扭力影響，導致電機伸出軸斷裂或者速度編碼器壽命大大縮短，極易故障引起給煤機煤量測量不準確、煤量波動等事件。

3 攻關小組成立

我公司熱控班組成員針對給煤機疑難問題立即成立了攻關小組。小組成員緊盯設備問題深入討論，經過其他廠同類給煤機運行情況調研、確定給煤機測速系統治理方案、各級人員討論論證、現場實驗論證等環節，最終確定了給煤機測速系統優化改造的技術方案。

隨后，攻關小組充分利用磨煤機退役檢修和機組停運檢修的時機，完成對#3機組各臺給煤機轉速測量裝置的改造計劃，并通過長期運行過程跟蹤觀察，改造效果明顯，有效治理了給煤機因轉速測量異常頻發的煤量波動隱患。

4 實施過程

4.1 提出問題

2015年4月以來，#3機組E、A、D給煤機相繼發生給煤機煤量突然波動的異常問題，設備責任人對煤量跳變問題跟蹤檢查，發現煤量波動均為給煤機轉速反饋信號波動引起。進一步檢查發現，給煤機電機轉速測量裝置聯軸器設備不可靠，分別造成E給煤機電機伸出軸受力斷裂、A給煤機轉速探頭與聯軸器連接處松動、D給煤機速度編碼器故障。

2015年4月至6月，鑒于給煤機測速系統頻發的設備安全隱患，本著輔機設備安全問題不放過的決心，熱工班組多次召開分析會，提出了給煤機轉速測量系統不可靠的幾個問題：①速度編碼器頻繁故障；②給煤機電機伸出軸異常斷裂；③聯軸器異常松動。

4.2 確定優化方案

針對設備不可靠問題，通過調研兄弟單位給煤機轉速測量裝置的工作原理，并聯系相關給煤機轉速測量廠家人員討論解決轉速不同心問題的先進辦法。熱工攻關小組通過自主設計改造圖紙并聯系外協加工制作整套轉速測量裝置進行安裝、試驗、改善，對給煤機轉速測量裝置展開了改造優化工作。

2015年7月，#3機組檢修期間，攻關小組成員對#3爐E給煤機轉速測量裝置優先實施了改造工作。本次優化，通過外協加工的方式，首先，去除給煤機現有轉速聯軸器，實現速度編碼器與給煤機伸出軸直接對接連接；其次，簡化速度編碼器固定底座，實現了速度編碼器在電機轉動時基本不受外力影響，大大增長速度編碼器的運行壽命，最終為給煤機設備的穩定運行打下堅實基礎。

根據自主設計的改造圖紙，攻關小組聯系外協加工人員按照設計圖紙對新的轉速測量裝置進行了制作。現場試驗過程中，首先將E給煤機原先的測量裝置全部拆除，對照安裝圖紙將新的改造裝置逐一對照組裝連接。安裝完畢后，再次對給煤機轉速系統各設備進行送電前的檢查工作，確認安裝全部完畢后進行送電試運行工作。在給煤機試運期間，攻關小組成員對給煤機電機伸出軸轉動情況、給煤機速度編碼器轉動情況、給煤機測速系統裝置固定情況進行重點關注檢查，對電機測速部分運行情況持續跟蹤30min，確認新的測速系統各部件運行安全穩定。endprint

隨后，按照技術方案要求，對E給煤機展開標定工作。給煤機標定過程采用零點及滿度標定的方式，即皮帶空轉標定給煤機煤量零點、皮帶加連碼標定給煤機煤量滿度。待標定完成皮帶加鏈碼運行，給煤機轉速設定100，反饋值270。給煤機負荷率101.2%，給煤機煤量為100.5T/H，標定合格。

在機組運行后，繼續對E給煤機運行情況長期跟蹤監測，觀察改造效果，經過1個多月的運行觀察，確定本次改造工作效果顯著，給煤機煤量測量持續穩定。

改造后現場實際圖片如下圖：

5 改造成果

5.1 解決的關鍵問題

轉速裝置改造優化后，徹底解決了給煤機伸出軸與給煤機轉速探頭因連接部分不同心，給煤機電機轉動時轉速部件長期受扭力影響，導致給煤機聯軸器斷裂、給煤機伸出軸斷裂、給煤機轉速探頭斷裂及轉速探頭與聯軸器連接部分松動等安全隱患。

5.2 創新點

①取消給煤機電機伸出軸與轉速探頭中間聯軸器，采用直接連接的方式，減少了設備運行中可能的故障點；

②簡化給煤機轉速探頭固定底座，新固定座使用兩條長螺絲緊固，其橫向部分能夠平緩移動，螺絲只起到支撐固定座的作用。充分釋放電機轉動時可能存在的扭力，對轉速探頭及轉速裝置可靠運行打下牢固基礎。

5.3 綜合效益

我公司630MW機組共有六臺給煤機設備，給煤機設備的安全、穩定運行對機組持續穩定發電有著巨大影響。經過統計，因E、A、F給煤機多次不同程度的轉速異常、煤量波動，迫使設備多次退役檢修，一方面大大增加了人員檢修維護的工作量；另一方面，也增加了機組制粉系統運行中的不可靠因素，在機組高負荷運行時，不得不降負荷運行，為機組多發、搶發電量造成較大影響。

本次優化改造工作的成功實施，有效確保了各臺給煤機設備的穩定運行及煤量計量的準確可靠，為機組安全、可靠運行打下堅實基礎。給煤機轉速裝置優化改造工作，屬于熱工班組自主設計并采用外協加工方式制作，與其他廠家產品比較，每臺給煤機轉速測量裝置可節約成本近2萬元，可為公司累計節約費用約12萬元。

5.4 推廣及后續工作開展

在#3機組檢修期間，優先完成對#3爐E給煤機轉速裝置的優化改造工作后，長期跟蹤觀察后運行可靠穩定。隨后利用其他磨煤機退役機會，已完成對#3爐A、C給煤機的改造優化工作，且優化后運行均可靠正常。

攻關小組對給煤機疑難問題的深入攻關治理，成果明顯，班組也積極進行了改造成果的專利申請及攻關治理成果的大力宣傳推廣。《新型給煤機轉速測量裝置》榮獲國家2016年度國家新型實用發明專利證書，且該項成果也在河南公司進行了宣講。

另外，根據我公司630MW機組給煤機設備的實際運行情況，攻關小組成員持續關注并提出了更多的合理化建議。根據各臺給煤機運行狀況的差異，繼續完成了給煤機速度編碼器支撐部件的優化，鑒于改造后的轉速探頭安裝于支撐盒內，長久運行仍會出現探頭受力的情況。經過再次優化，將速度編碼器從支撐盒內移出并獨立支撐，只需保證速度編碼器與電機伸出軸對接處不會脫離即可，有力保證了速度編碼器的長久可靠測量，對給煤機轉速測量系統不可靠問題的治理又增添了保證。endprint