电感式接近开关在火电机组中速磨煤机磨辊升降信号的应用

2015-12-16周冬梅

环球市场信息导报 2015年41期

◎周冬梅

◎周冬梅

我国火电机组装机容量占整个电力系统容量80%以上，中速磨煤机在火电机组中占有很大的比重。大唐宝鸡热电厂2台330MW机组制粉系统配置10台ZGM95（N）中速辊盘式磨煤机，自使用六年多来，磨煤机磨辊升降到位接近开关由于动作频繁，误发拒发故障率较高，一直困扰着磨煤机安全经济运行，并使热控设备检修维护成本大大增加，工作量也无形增加，为了确保磨煤机安全稳定运行和降低维护成本，该厂热控技术人员经过实践及研究，并与资质过硬的制造厂家沟通改造，定制出新型的接近开关，采用插头式的电感式接近开关，使用寿命增加至10000次，插头式接近开关的维护量和费用明显下降，提高了热控设备的可靠性，并且使磨煤机安全稳定运行得到了保障。

大唐宝鸡热电厂磨煤机自2009年8月投产以来，磨煤机磨辊升降到位开关由于动作频繁，误发及故障率较高，每年对磨煤机磨辊升降到位开关故障而更换频繁，并且由于开关接线方式是220V交流开关，更换开关时必须先停磨然后断开磨煤机就地电源柜电源，开关更换安装上再与电缆线焊接，10台磨总共60个开关，一个开关260元，平均每年每个开关更换不下3次，每年材料维护费用高达4万多，并且开关安装位置不方便，更换开关维护量难度很大，且更换不及时时，磨煤机启动逻辑中有磨辊上升到位开关三取二逻辑限制条件，会影响到磨煤机的正常启动，延误磨煤机经济稳定运行，严重时更会影响到机组的安全经济运行。因此降低中速磨煤机磨辊升降到位开关的故障率迫在眉睫。

中速磨煤机工作原理及磨辊升降到位开关的重要性

磨煤机工作原理。中速辊盘式磨煤机，其碾磨部分是由转动的磨环和三个沿磨环滚动的固定且可自转的辊套组成。原煤从磨煤机的中央落煤管落到磨环上，旋转磨环借助于离心力将原煤运动至碾磨滚道上，通过辊套进行碾磨。三个辊套沿圆周方向均布于磨盘滚道上，碾磨力则由液压加载系统产生，通过静定的三点系统，碾磨力均匀作用至三个磨辊上，这个力是经磨环、磨辊、压架、拉杆、传动盘、减速机、液压缸后通过底板传至基础。原煤的碾磨和干燥同时进行，一次风通过喷嘴环均匀进入磨环周围，将经过碾磨从磨环上切向甩出的煤粉混合物烘干并输送至磨机上部的分离器，在分离器中进行分离，粗粉被分离出来返回磨环重磨，合格的细粉被一次风带出分离器。

电感式接近开关工作原理。电感式接近开关由三大部分组成：振荡器、开关电路及放大输出电路。振荡器产生一个交变磁场。当金属目标接近这一磁场，并达到感应距离时，在金属目标内产生涡流，从而导致振荡衰减，以至停振。振荡器振荡及停振的变化被后级放大电路处理并转换成开关信号，触发驱动控制器件，从而达到非接触式之检测目的。

其特点有：非接触检测，避免了对传感器自身和目标物的损坏；无触点输出，操作寿命长；即使在有水或油喷溅的苛刻环境中也能稳定检测；反应速度快；小型感测头，安装灵活；

磨辊升降到位接近开关的重要性。磨煤机启动前必须用液压加载油将磨辊升起到位后，磨辊离开磨盘，使磨煤机空载后才可启动磨煤机，以防止磨辊对辊套衬瓦磨损，破坏磨煤机。同时监测确认磨煤机加载油系统稳定工作的安全保障，确保磨煤机的安全稳定运行，磨辊升起到位接近开关的稳定工作是磨煤机启动的重要允许条件之一，其重要性可想而知。

接近开关应用中影响磨辊升降到位开关故障的因素

根据多年来该厂磨辊升降到位接近开关故障的原因及经验分析，我们总结出以下原因。

环境因素：磨煤机运行环境灰尘较大，温度较高，振动大，接近开关属于电子产品，受环境温度影响很大，往往使用时间不长就烧坏，反馈信号不正常不能正常工作。

接近开关质量差：目前我国生产的这类接近开关厂家很多，产品质量参差不齐，加之假冒伪劣产品、贴牌产品较多，造成设备质量不过关，故障率也很大，因此加强备品的质量和可靠性非常必要。

接近开关接线复杂：目前该厂使用的接近开关为220V交流两线制接线，更换开关时必须要断开220V电源，将开关引线与电缆焊接在一起，为了更换方便和节约时间，检修人员往往只是将两头线拧在一起就行，这样无形造成接线不牢靠的安全隐患，加之磨煤机处振动大，电缆断开的可能性就增加，且更换开关复杂时间长，检修工作量也加大，运行人员操作票复杂。

接近开关应用中改造的必要性

基于以上原因及分析，我们从现场实际应用出发改造磨辊升降到位接近开关非常必要。

磨辊升降接近开关维护费用比较高：大唐宝鸡热电厂2台330MW机组制粉系统配置10台ZGM95（N）中速辊盘式磨煤机，10台磨总共60个磨辊升降接近开关，其它地方辅网排渣门等气动门上也有近100多个应用，一个开关260元，平均每年每个开关更换不下3次，每年维护费用高达6万多，这个看是小小的开关对电厂热控设备遍布来说也是一笔不小的开支，严重影响了磨煤机的维护成本。

热控检修人员维护工作量比较大：磨煤机磨辊升降到位开关使用220V交流电源，更换接近开关时，必须在磨煤机停止状态时才能工作，运行人员做好切断220V开关电源的安全措施，热控检修人员拆掉旧开关，安装固定新开关，并要将开关引线与电缆对焊牢靠后，才能送电使用。频繁的更换开关，在磨煤机嘈杂灰尘大的环境下长时间工作对检修人员来说确是很艰苦的工作，改造开关降低它的故障率是大家的迫切心声。

影响磨煤机利用小时率：根据磨煤机启动顺序和逻辑的要求，磨煤机启动前磨辊上升到位开关三取二逻辑限制条件，必须保证磨辊升降接近开关的可靠性，否则会影响磨煤机的顺利启动，延误启动时间，影响发电量，严重时，在机组负荷紧急要求加负荷时会造成严重后果，造成的损失不可估量。从安全经济的发电形势下，必须提高接近开关的可靠性。

磨辊升降到位接近开关工作状态不直观：该厂原使用的接近开关没有状态指示灯，开关发与不发，故障与否，不能直观判断，市面上已有生产的开关尾部带电子指示灯的接近开关，可以方便检修及运行人员查看开关的动作情况，更换此种开关，可以利于检修人员便于维护及判断开关的好坏，提高检修质量，降低检修人员的劳动强度。

LJC30-3410GK接近开关，无状态指示灯，拆接线麻烦,开关安装位置不可调

WNE92AMYA接近开关，有状态指示灯，拆接线麻烦，开关安装位置不可调

WNE92AMYAD插头式接近开关，有状态指示灯，开关接线采用插头式，增加槽状开孔的固定件可调开关安装位置

新老两种接近开关性能及结构比较

2014年4月利用1号机组停机消缺期间,该厂热控班组技术人员与具备生产资质的上海烨炜自动化技术有限公司技术人员联系，经过多次研发试验，现场改造研发新型接近开关。新老接近开关性能及结构比较如下：

接线结构比较：该厂原来使用的磨辊接近开关为优泰自动化生产的LJC30-3410GK接近开关，如下图所示，首先该开关接线为焊接线，更换时必须停止磨煤机，断开接近开关220V电源，接线或焊接或对拧接，所花费的时间长，更换时复杂，工作量大。

2014年1月，我们与厂家联系更换为上海烨炜自动化技术有限公司生产的WNE92AMYA接近开关，质量虽然明显好，但更换起开关时还是要断电且焊接线麻烦，经过与厂家技术人员沟通协商，在我们的提议要求下，又新改造更换为WNE92AMYAD接近开关，如图所示，在我们的要求下，采用接线为插头式结构，更换起来可以不用断电，磨煤机运行时也可轻松更换，而且更换起来简洁方便，不用焊线，速度快，大大减小了检修人员的工作量和工作强度。

外观功能比较：原来使用的接近开关从外观上看，少了开关尾部的状态电子指示灯，而新使用的开关有了状态电子指示灯，很方便检修人员判断开关好坏的准确性，当开关接触金属物体时指示灯就会红灯亮显示开关动作，否则开关故障需更换。而老型号的开关由于没有指示灯，只能根据DCS显示判断，会造成二次回路、通道故障等造成状态误发而开关正常的错误判断。

安装结构比较：原来使用的接近开关安装固定螺丝孔采用Φ5螺丝对应孔颈，开关位置固定没有活动空间，当固定件位移或变形后，开关位置变化会造成误发或拒发情况。而改造后的开关增加了槽状开孔的固定件，可根据具体情况微调开关位置，设计精巧，灵活方便，实用性很强。

改造后的上海烨炜WNE92AMYAD电感式接近开关的使用情况

2014年4月10日我们对1号机组5台磨煤机磨辊升降到位接近开关更换新型上海烨炜WNE92AMYAD电感式接近开关后，截止2014年12月30日运行8个月来，1号机组5台磨30个开关故障率大大降低，只更换过8个开关，故障率下降87%，与去年对比如下：

根据目前情况来看，更换上海烨炜WNE92AMYAD电感式接近开关后，故障率明显下降，效果显著。

经济性及安全性评价

新型接近开关与旧型号接近开关直接经济效益对比：从2013年与2014年后八个月1号机组磨辊升降接近开关故障更换费用相比，相对往年节约开关材料费用大约为：61（个）×260（元/个）-8（个）×260（元/个）=13780元

减少检修次数，减小人员劳动强度节约费用约50000元；提高磨煤机小时利用率53×3=159小时；如果按两台机组计算，8个月节约人工及材料费用2×（13780+50000）=63780元

安全性能比较。使用新型插头式带指示灯的接近开关相对安全性比较高，首先更换开关时不用刻意停磨，更换开关时几分钟内可以完场，大大减少了工作量及工作强度，同时可以减少磨煤机检修时间，较长磨煤机的备用待机时间159小时之多，为机组的安全运行做好了有力的保障。

通过实际工作中接近开关的应用及对磨煤机磨辊升降到位接近开关的改造，不仅大大降低了维护和检修费用，方便实用，大大减少了检修人员及运行人员的工作强度，而且提高的设备的运行可靠性，为机组多发、稳发提供了保障。建议其它火电厂制粉系统为中速磨煤机磨辊升降到位接近开关采用此结构的接近开关，同时推广其它安装位置艰苦，频繁拆卸的接近开关的改型换代。