赛摩拉姆齐给料机控制器XR2105的使用与维护

刘 莹

(河南煤业化工集团中原大化集团公司,河南濮阳 457004)

在锅炉运行中,对煤量的控制非常重要,煤量的测量必须灵敏可靠,才能保证生产的正常运行。赛摩拉姆齐给料机控制器XR2105在长期的使用过程中,性能良好。但是,随着仪表长周期运行,也暴露出了一些问题。下面笔者就在工作过程中遇到的问题,及解决问题的方法进行介绍。

1 给料控制器XR2105组成、工作原理

1.1 XR2105的组成

XR2105主要由三部分组成,如图1所示。

(1)控制器 含通讯单元、输入单元、输出单元。

(2)传感器 包括速度传感器、称重传感器。

(3)电源

图1 给料控制器控制原理图

1.2 给料机控制器工作原理

图2 给料机的工作原理

如图2所示,煤从煤仓通过进料阀进入给料机,由计量输送皮带送至落煤管。在计量输送皮带下面装有称重托辊和称重桥架,在称重桥架中间装有高精度的称重传感器。当被输送的煤通过皮带时,称重传感器便产生一个与皮带上煤重量成正比的电压信号,该信号经A/D转换后,以数字信号形式送给XR2105给料机控制器。同时速度传感器将测得的皮带速度以脉冲信号形式送给XR2105,控制器内置PID调节器,上述信号经过PID运算即得到煤的瞬时流量和累积流量,计算出的瞬时流量信号与DCS控制系统发出的煤量信号比较后,输出一偏差信号(4～20 mA)至变频调速器,变频调速器输出控制信号到给料机驱动电机,从而改变驱动电机转速,实现燃煤输送量与控制量一致。

1.3 称重传感器和速度传感器

1.3.1 称重传感器

称重传感器为电阻应变式称重传感器。电阻应变片、弹性体和检测电路是电阻应变式称重传感器中不可缺少的几个主要部分。在工作过程中,当弹性体(弹性元件,敏感梁)在外力作用下产生弹性变形时,粘贴在其表面的电阻应变片(转换元件)也随同变形,电阻应变片变形后,它的阻值将发生变化(增大或减小),再经“惠斯登电桥”测量电路把这一电阻变化转换为电压信号,从而完成将外力变换为电信号的过程。

1.3.2 速度传感器

拉姆齐速度传感器为无炭刷式交流脉冲发生器,它发出一系列脉冲,每个脉冲代表皮带行程的一个单位,脉冲频率和皮带速度成正比。

2 锅炉应用中典型故障及处理

在中原大化集团公司锅炉实际应用中,经常会遇到XR2105指示波动、甚至无煤量显示的情况,稍有不慎会造成锅炉结焦而引起停车,现将多年的故障原因总结如下。

2.1 使用过程中瞬时流量不稳定

(1)由于速度传感器固定在一个从动轴上,轴的转动多少会造成震动,长期在这样震动的环境中使用,会造成固定速度传感器的备紧丝松动,从而导致无法正常测速,而造成波动,此时紧固备紧丝就能让速度传感器恢复正常。

(2)在XR2105中,速度传感器的信号线是连接到电流板上的。如果接线松动的话,亦会造成波动,此时需检查接线,如有松动就紧固。若紧固后仍然无效则检查电流板的输入输出信号,不一致的话证明电流板故障,更换即可。

(3)如果煤层过厚的话,即使给料机的转速很低,一次性投煤量也较大,与控制器给定的需煤量偏差就较大。为了达到给定的需求值,控制器就不断地通过变频调速器调整给料机的实际转速,由此造成瞬时流量忽大忽小不断变化。

这时应逐渐关闭煤流整形闸门,使煤层不断变薄,当煤层很薄且均匀时,反馈的瞬时流量基本稳定在设定值上,波动就会消失。

(4)逐步排除后,如果给料机仍然波动,则要考虑XR2105的主板与DCS的安全栅是否匹配。可更换安全栅,若更换后仍波动,则对XR2105的设定输入信号线与控制输出信号线进行跨接处理,即可消除波动。

2.2 无论给定值为多少,主控显示值总为零

(1)XR2105提供有自诊断信息,出现严重故障的时候可打开自诊断菜单查看故障信息,如果称重信号显示错误,则检测称重传感器接线,若紧固后仍旧错误,则更换称重传感器。

(2)如果自诊断信息显示速度信号错误,检查速度传感器接线是否松动,速度传感器是否脱落或损坏,并进行相应的紧固或更换。

2.3 给料机无法启动

(1)引起给料机无法启动的原因很多,首先必须了解一下给料机的工作流程,才能作出准确判断。主控将一个4～20 mA的控制信号传递给XR2105,由 XR2105换算后,分出两个信号,一个信号传给变频器用来驱动电机转动,从而带动给料机转动,另一个信号将现场的指示返回主控,如图3所示。如果给料机无法启动,出现问题的地方不仅仅是XR2105,变频器和电机也有可能出现问题,逐一排查便可找出问题所在,并进行相应的处理。

(2)若给料机设备均正常但仍无法启动,则查看给料机启动的联锁条件是否满足,主要有以下几个联锁:引风机未启动,出料阀未打开,温度开关报警,堵煤报警。任何一个联锁报警,给料机均无法启动,此时要联系工艺人员对该项报警消除后再启动给料机。

图3 给料机工作流程图

3 XR2105的校准

由于XR2105计算的煤量参数至关重要,直接影响到锅炉的正常运行,所以每次停车时都要进行校验。

3.1 校准前的准备工作

(1)让工艺人员将给料机入口插板阀关紧,校验过程中不能下煤,然后将皮带以最大速度空转30 min以上。

(2)校准常数的计算。计算公式如下:

托辊间距指称重传感器正上方托辊的长度,一般和称重传感器外壳连在一起,将校准常数输入到XR2105内。

(3)用卷尺先测量皮带周长,在控制菜单中选择自动方式并输入皮带周长,将皮带以最大速度运行并开始计数,完成后自动生成测试周期。

3.2 零点校准

在自动零点校准期间,皮带以最大速度运行,等皮带运行稳定后,通过主菜单进入零点校准键并开始,当剩余时间为零时选择改变零点,反复检验直至误差在0.05%以内即可,记录零点值。

3.3 间隔校准

间隔校准选择挂码校准方式。在间隔校准之前,应先使皮带停转,将模拟载荷(砝码)挂于称重秤架上,然后以最大速度启动皮带,皮带运行稳定后,通过主菜单进入间隔校准并开始,当剩余时间为零时选择改变间隔,反复检验直至误差在0.5%以内即可,记录间隔值。

检验完成后去主控室调出校验时的曲线图,观察是否正常,如果不正常则更换损坏设备并重新校验。

4 维护与保养

由于XR2105长期在粉尘较多、震动较大的环境中工作,如果不进行维护将会造成屏蔽效果下降,从而引起信号失真,误导主控人员;信号线脱落、速度传感器松动或脱落则会造成信号波动或无指示,对锅炉的正常运行构成严重威胁。

因此,必须定期对XR2105进行维护,用软毛刷将XR2105控制器内的粉尘清扫干净,并检查内部接线以及速度传感器是否松动,如有松动及时紧固。

雨天时一定要将XR2105控制器盖上防水布,以防止水进入控制器内部,造成短路。

只有XR2105控制器正常运行,才可以减少事故发生率,优化工艺操作,确保锅炉正常运行,从而为整个化工生产链提供稳定合格的蒸汽保障,因此,必须定期对XR2105控制器进行维护与保养。