浅谈给煤机控制与称重系统的改造

胡明*

（万华化学（宁波）热电有限公司，浙江宁波，315000）

浅谈给煤机控制与称重系统的改造

胡明*

（万华化学（宁波）热电有限公司，浙江宁波，315000）

介绍了万华化学（宁波）热电有限公司一期3×220t/h--YG-220/9.8-M3型锅炉给煤机运行中存在的缺陷及其改造方案。改造前，控制和称重系统受各种因素的制约，严重影响给煤机的运行。通过改造，优化了控制回路，改变了转速和堵煤测点的检测方式，故障率大大降低，保障了生产运行。

给煤机；控制回路；XR2105控制器；转速传感器；堵煤探头

引言

万华化学（宁波）热电有限公司一期 3×220t/h--YG-220/9.8-M3型锅炉均由济南锅炉股份有限公司提供，每台锅炉配套4台江苏赛摩拉姆齐技术有限公司生产的10-55耐压式称重给煤机。10-55耐压式给煤机调节回路包括XR2105积算器、变频器、称重传感器、速度传感器四部分组成，具有给煤机内部超温、出口落煤口堵煤、皮带跑偏、输送机变频器故障及出口速关阀关闭等跳闸保护装置，以保证给煤机安全运行，实现锅炉运行中连续均匀给煤，方便运行人员根据实际给煤量来调整锅炉的负荷。

1 设计控制、称重及跳闸保护原理

1.1 控制原理

10-55耐压式称重给煤机控制方式为：将被检测的重量信号及速度信号一同送入XR2105积算器进行微积分处理并显示以吨/小时为单位的瞬时流量及以吨为单位的累计量。其内部调节器将实测瞬时流量信号值与经过通讯板（电流板）来自于DCS的设定流量值进行比较，并根据偏离大小输出相应的信号值，通过变频器改变电机转速的快慢以改变给料量使之与设定值一致，从而完成恒定给料流量的控制。如图1、图2所示：

图1 控制器接线图

图2 控制原理图

1.2 称重原理

电子皮带秤称重桥架安装于输送机架上，当物料经过时，计量托辊检测到皮带机上的物料重量通过杠杆作用于称重传感器，产生一个正比于皮带载荷的电压信号。速度传感器设计为EC40A6-P4AR-600型编码器，直接连在大直径测速滚筒上，提供一系列脉冲，每个脉冲表示一个皮带运动单元，脉冲的频率正比于皮带速度。工作时，称重传感器将检测到皮带上的物料重量送入XR2105控制器，同时由测速传感器皮带输送机的速度信号也送入XR2105控制器，仪表将速度信号与称重信号进行积分处理，得到瞬时流量及累计量。简要的计算公司为：

式中：

QMAX——单位：吨 /小时 称重传感器所测

L ——皮带的长度，单位：米

S ——3600 秒

V ——单位：米/秒 速度传感器所测

1.3 跳闸保护原理

给煤机跳闸保护原理如图3所示：

图3 控制回路原理图

从上图可以看出，给煤机在运行中无论是处于远控还是就地状态，只要堵煤、跑偏、变频器故障、超温任一信号出现，给煤机都将跳闸。图中需要重点介绍的是堵煤信号传感器SQB设计为磁感应式接近开关，安装在给煤机内部出口速关阀上部，当落煤口堵煤时，煤流推动堵煤测点前部的金属档板靠近感应式接近开关，接近开关触点闭合到达设定的时间后，KTS5动作以达到检测目的，其它信号检测点均安装在给煤机上部或控制柜内直接动作继电器。

2 改造前存在的问题

2.1 控制回路缺陷

从上面给煤机控制原理图可以看出，在XR2105控制器自动控制（PID控制）状态下，首先当给煤机运行中当称重部分故障时，XR2105控制器称重显示为零，而控制收到的DCS远控信号没变，通过PID演算后输出到变频器的信号为20mADC，变频器输出为50HZ，输送机以工频方式运行，给煤量无法调节，影响锅炉运行；其次此种控制方式，以XR2105控制器为中心，DCS给定信号通过XR2105比较后，输出控制的是变频器，而XR2105反馈的是煤量百分比，经常给运行人员带来误解，另外控制信号和反馈信号都接入电流板，给煤机电流板易发故障，故障发生后给煤机不能正常运行，影响生产；再次是运行中给煤量的变化，XR2105控制器自动控制输出变化频繁，致使变频器输出频率忽大忽小，导致输送机转动装置忽快忽慢，易损坏轴承和转动部件，造成设备故障，影响生产运行。

2.2 称重系统缺陷

由于原给煤机设计中，皮带秤测速装置选用的是旋转编码器结构，连在输送机驱动轴上，安装在给煤机壳体内部，因此测速装置受给煤机壳体内环境和输送转动装置的影响很大，极易产生松动、高温时信号无输出等故障，造成称重显示错误，而且一旦测速装置故障，往往需要停给煤机，与锅炉本体隔离，由于内部环境恶劣，固定螺丝拆卸和信号线拆接非常困难，耗时耗力，工作效率低下，严重时还会影响生产运行。

2.3 保护电源和测点选用缺陷

从给煤机控制回路原理图可以看出，该控制回路电源和保护回路电源取自同一电源，运行中当保护测点或线路发生故障短路时，电源开关跳闸，给煤机速关阀因失去控制电源而不能迅速关闭，炉膛内烟气反串，严重影响给煤机的安全运行。另外，上文中提到堵煤信号传感器SQB设计为磁感应式接近开关，安装在给煤机内部出口速关阀上部，靠煤流推动金属档板以达到检测目的，由于前部壳体内运行环境恶劣，高温、潮湿和锈蚀均会造成堵煤检测信号误动或拒动，也会影响给煤机安全运行，而且在给煤机内部更换和维护极不方便。

3 具体改造措施

3.1 控制回路改造

由于公司几台锅炉供热方式为母管制，蒸发量的变化多靠人工干预，给煤机流量积算控制器XR2105在我公司仅作煤量监视用，控制方式不需要那么复杂，由DCS输出直接控制变频器，运行中即使给料机控制器或称重系统部件出现故障，运行人员也可根据DCS改变变频大小控制给煤量，既简单又明了。具体做法是把XR2105控制器电流板上输入和输出信号短接（1和4、2和5短接），在DCS上把变频器反馈信号作为手操器的跟踪量，其他无需改动，简单方便。

改造的控制方式如图4所示：

图4 改造后的控制原理图

3.2 测速装置改造

EC40A6-P4AR-600型编码器，在转动中提供的一系列脉冲，每个脉冲表示一个皮带运动单元，脉冲的频率正比于皮带速度。根据此测量原理，我们改用LT18A3-8-J/EZ型接近开关（三线制24VDC）来测量输送机风扇的转速以达到测速的同样效果，以实现把测速装置已到壳体外部的目的，方便检修人员维护和更换。具体做法是在输送机风扇的风叶上装配一个金属感应件（注意只需一个即可），在风扇的外壳上打一个孔并利用电机本体来安装接近开关，利用接近开关来测量风扇转动的脉冲，最后在空皮带运行时，通过XR2105控制器菜单重新建立皮带的自测周期即可测得皮带的转速，达到同样的积算效果。

3.3 保护回路电源和堵煤检测装置的改造

对于控制回路电源电源和保护回路电源不独立存在的缺陷，我们根据给煤机控制原理图，把保护回路单独设了一路电源开关，并把保护电源消失的信号加到给煤机和速关阀的保护中，当保护测点或电缆故障造成保护电源开关跳闸时，DCS报警，同时关闭速关阀和停给煤机，保证了给煤机的安全运行。

对原有堵煤检测装置在煤种不好或运行环境恶劣的情况下，易造成给煤机保护误动或拒动带来的困扰，我们根据给煤机实际运行工况，并查阅了大量的相关资料，最后选用SIP型阻旋式料位开关来代替原有的堵煤检测装置，当给煤机前部落煤口有物料堆积碰到该料位开关时，发出跳闸信号从而达到保护目的。这种改造的好处是即时检测装置电器元件损坏，也不需要打开给煤机壳体，可直接在外部更换。

4 改造的效果

改造后的给煤机，用DCS直接控制变频器，输送机转动均衡平稳，延长了转动部件的寿命；控制线和反馈线从积算仪电流板上分开，电流板的故障率降低；将测速和堵煤检测装置移至壳体外部，检测部件不再受高温等外部环境的影响，损耗率减小也方便了检修维护，至15年9月改造完成后，给煤机运行缺陷大大降低，即节约了维修成本，也保障了生产的安全运行，给公司带来了可观的经济效益。

5 结束语

在锅炉运行中，给煤机起着极其重要的作用，给煤机的正常运行与否，直接影响到生产运行的经济效益。因此，如何保证给煤机安全、可靠、经济地运行，是我们每个检修技术人员的职责。愿我们的同行携起手来，记录检修维护、改造优化中的一点一滴，共同分享我们的检修成果吧。

[1]GB/T7721-2008连续累计自动衡器(皮带秤).

[2]DL/T513-93NJG型耐压式计量给煤机.

[3]JG195-2002连续累计自动衡器计量检定规程.

[4]JC/T917-2003建材工业用带式定量给煤机.

[5]DL/T 5109.5-2004电力建设工程施工及验收规范、规程、标准.

Transformation of Coal Feeder Control and Weighing System

HU Ming*
(Wanhua chemical (Ningbo) Thermal Power Co. Ltd. Zhejiang Ningbo,315000,China)

Wanhua chemical (Ningbo) Thermal Power Co. Ltd. to defects of first stage boiler（3×220t/h--YG-220/9.8-M3）coal feeder operation and its modification scheme. Before the transformation,Control and weighing system is restricted by many factors,Seriously affect the operation of coal feeder. By Retrofitting,The control loop is optimized,Change the speed and the detection method of coal plugging point,The failure rate is greatly reduced,Guaranteed the production operation.

coal feeder; control loop; XR2105controller; revolution speed transduce; Coal plugging probe

TP223

A

1672-9129(2017)06-0106-03

10.19551/j.cnki.issn1672-9129.2017.06.036

胡明. 浅谈给煤机控制与称重系统的改造[J]. 数码设计,2017,6(6)： 106-108.

Cite：HU Ming. Transformation of Coal Feeder Control and Weighing System[J]. Peak Data Science,2017,6(6)： 106-108.

2017-02-07；

2017-03-15。

胡明（1972-），男，浙江宁波，高级工程师。研究方向：自动化控制。

Email：huminghu@whchem.com