大屯發電廠#6爐給煤機控制系統的分析與優化

李臘梅

(上海能源大屯發電廠,江蘇徐州 221611)

大屯發電廠#6爐所使用的給煤機是稱重式給煤機,給煤機系統是電廠制粉系統中的重要組成部分,主要是要根據磨煤機或鍋爐負載的需要調節給煤量,把原煤勻速送進磨煤機并且對給煤量進行統計的一種控制裝置,在此過程中給煤機系統起著至關重要的作用,給煤機能否長時間、長周期的正常運轉會直接影響發電廠的經濟效益,它猶如人的嘴,如果給煤機不正常就會造成鍋爐的“食物”中斷,從而嚴重影響正常發電負荷。本文通過對給煤機系統進行一定的研究分析、并且根據實際的運行情況,提出相關的解決措施,大大提高給煤機控制系統的穩定性,進而增加了給煤機的安全性和經濟性。

1 給煤機工作原理

給煤機系統主要包括給煤機本體、傳動部分、各種安全保護裝置、測速裝置、稱重傳感器、流量控制調節器、安全回路控制及標定部分。其中的測速裝置、稱重傳感器、流量控制調節器及安全回路控制器對整個給煤機控制系統的安全、性能及可靠性上起著至關重要的作用。

稱重式給煤機控制的物理量通常是燃料的流量(即給煤率,單位是噸/每小時)。為實現這一功能,CS2024型給煤機通過稱重傳感器測量單位皮帶長度上煤的重量,同時通過測速發電機測量并換算出皮帶的轉動速度,二者的乘積得出實際給煤率,與要求給煤率進行比較,然后調節皮帶電機的速度,使給煤率控制在指令值上。

#6爐曾因一臺給煤機故障短路而造成所有給煤機失電而全停,造成壓火停機的嚴重事故,給大屯發電廠帶來了嚴重的經濟損失。暴露在外的控制箱常年經受風雨也已銹壞,有時在雨季因雨水浸透還會造成電源短路。針對我廠#6爐給煤機出現的問題,我們此次主要對給煤機就地控制柜,給煤機斷煤信號裝置、給煤機稱重傳感器、進行了改造和優化。

2 給煤機改造優化

我廠#6號爐給煤機系統存在以下問題：

(1)由于給煤機附近粉塵較多,控制柜又無密封設計,導致接點積灰、磨損、老化和松動,使控制系統的故障經常發生,增加了現場維護的工作量。

(2)原控制柜柜內布線繁瑣混亂,在出現故障時查找故障點非常困難,由于給煤機的設計與現場安裝并非十分吻合,現場的接線槽內電纜多而亂,部分電纜采用單芯,每到雨季時,常因電纜受潮出現故障,導致給煤機停機,檢修過程繁雜,給平時的維護工作造成很大壓力。

(3)柜內強電和弱電導線絞接在一起,相互干擾嚴重,電氣回路設計不合理,使控制信號受到干擾,原來#6爐給煤機采用兩個控制柜,6臺給煤機集中控制,就地有很多接線盒和一個氣動插板門控制箱,長期在漏天環境中,容易出現很多問題。

(4)原來最早的給煤機系統是拉姆齊的控制系統,該系統由于運行時間長,缺乏系統維護,運行中常常出現故障,聯系廠家、申報備品都有困難,所以就進行了不斷改造。

(5)6臺給煤機采用兩路電源,#1,#2,#3用一路,#4,#5,#6用另一路,一旦失電就會全停,造成左右側床溫偏差過大,左右側汽溫偏差過大,如操作不當,可能造成停機停爐,嚴重影響機組穩定運行。

針對上述缺陷,我們對#6爐給煤機系統進行了改造：

(1)對每一臺給煤機用單個的控制箱進行控制并單獨取一路電源,新的就地控制柜密封性較好,柜內布線更為合理,將給煤機就地控制柜安裝在給煤機機體上,裝有電子稱重控制和專用測速系統以及顯示器和指示燈等。由于控制原件裝在給煤機上,克服了負荷傳感器輸出信號弱而輸送距離長的缺點,同時也減少了外界的電磁干擾對負荷傳感器輸出導線的影響,提高了系統的可靠性。

(2)通過現場勘查,更換電纜,解決了電纜多而且亂的現象,為了徹底解決這個問題,我們將所有電纜整理一遍,并將單芯電纜換成屏蔽電纜,將中間多余的去除,接頭多的電纜全部換成整根的,同時拆除現場的接線盒以及氣動門控制箱,集中到一個控制箱內;把多余或中間有接頭電纜全部進行更換,減少故障點和寄生回路的出現。避免了外界因素對其造成的影響,將故障率降低到零。改造之后電纜中間沒有接頭,也不存在漏電,短接現象了。

(3)移除原有的室外控制柜,改到室內控制柜,解決了出口氣動門的電源柜在雨季由于進水造成電源短路的現象,出口氣動門的電源柜常年在外經受風雨的干擾,雖然已經安裝擋雨棚,但也保證不了雨天時的正常運行。為了徹底解決上述安全隱患,我們將其分別改到了新增加的兩臺給煤機控制箱內,從而達到了擺脫雨水浸襲的效果,出口氣動門的電源經改造已放在新增加的兩臺控制柜中,這樣減少了中間環節,增加了系統的可靠性。

(4)更換積分器,采用了上海發電設備成套設計研究所的CS2024型電子稱重式給煤機,解決了積分器抗干擾能力差,給煤機流量不穩定的問題,此微機控制系統可用于條件惡劣,電源干擾頻繁的工業環境,它采用特殊的電路,特殊軟件子程序和非易失性存儲器存儲數據,程序和操作參數。這就使系統能在瞬時斷電后恢復運行控制,微處理器裝在給煤機微機控制柜內,在控制柜門上裝有有機玻璃門,以便接觸鍵盤,鍵盤是密封顯示板的一部分,該顯示板與控制柜門之間是密封的,給煤機控制器包含三個硬件包：電源板,C P U板,電動機速度控制器。另外有附加輸入輸出組件,可通過各種組合來滿足不同的數字量或模擬量控制要求。

(5)由原先的兩路電源改成三路電源,解決了因一臺給煤機故障短路而造成所有給煤機失電而全停的毛病。首先改造的是#2、5給煤機,將其改為徐州華能的控制系統,同時電源也單獨使用了一路,不再和#1、3、4、6電源公用。由于原來6臺給煤機采用A、B兩路電源,兩路電源采用電氣互為備用,正常時,1,2,3臺用一路,4,5,6用另一路,一旦一路失電,另一路會快速切換,但是不能無擾。所以會造成一側給煤機全部停運,大大影響了鍋爐的安全穩定運行,后經分析決定將兩路電源所帶負荷分散,改成一路帶1、3、5,一路帶2、4、6,這樣即使有一路電源有問題也不會造成鍋爐一側給煤機全停。有效保證鍋爐安全穩定運行。

3 給煤機斷煤信號裝置裝設

給煤機斷煤信號裝置是給煤機保護的重要組成部分之一。此次#6爐給煤機新裝設的斷煤裝置主要構成是一個旋葉報警器(LSFB),如圖1。

圖1 LSFB

安裝在皮帶上的旋葉報警器(LSFP)用來檢查皮帶上是否有煤,由一個安裝在一水平軸端上的不銹鋼擋板和套在另一端上的微動開關構成。

當皮帶上無煤時,煤層厚度下降,擋板向左擺動,使右側的凸輪跟著轉動,觸動無煤信號限位開關,導致旋葉報警器觸點閉合,發斷煤信號,停給煤機。

4 給煤機稱重部分優化

DCS系統最后需要的給煤量反饋為：給煤量(rate)=載荷(load)×速度(speed)。也就是說重量與速度這兩個參數都必須測量準確,無論哪一個出現偏差都會影響到整個系統測量的準確性。

重量與速度的測量是通過給煤機的稱重系統和測速部分來完成的。稱重系統是整個給煤機的核心之一,它關系到計量的準確性。核心部件是稱重傳感器。測速部分也是給煤機的核心之一,它的核心部件是測速傳感器。

#6爐運行期間出現了給煤機流量不穩定的問題,經過我們的反復論證和思考,決定對給煤機的稱重系統和測速部分進行優化。在更換了抗干擾能力更強的積算器和裝設了新的測速裝置后,給煤機流量未發生過太大的波動。

5 結語

這次改造后,經過幾個月的運行檢驗,改造效果明顯。以往運行中出現的問題和缺陷基本沒再出現過,大大降低了給煤機控制系統就地聯鎖、報警等信號的誤發率或拒發率,保證系統運行的穩定性及安全性。減少了給煤機的日常維護量,減輕了檢修工作的壓力。有效避免了給煤機故障停機、停爐的風險,保證了#6機組的安全穩定運行。