大屯发电厂#6炉给煤机控制系统的分析与优化

李腊梅

(上海能源大屯发电厂,江苏徐州 221611)

大屯发电厂#6炉所使用的给煤机是称重式给煤机,给煤机系统是电厂制粉系统中的重要组成部分,主要是要根据磨煤机或锅炉负载的需要调节给煤量,把原煤匀速送进磨煤机并且对给煤量进行统计的一种控制装置,在此过程中给煤机系统起着至关重要的作用,给煤机能否长时间、长周期的正常运转会直接影响发电厂的经济效益,它犹如人的嘴,如果给煤机不正常就会造成锅炉的“食物”中断,从而严重影响正常发电负荷。本文通过对给煤机系统进行一定的研究分析、并且根据实际的运行情况,提出相关的解决措施,大大提高给煤机控制系统的稳定性,进而增加了给煤机的安全性和经济性。

1 给煤机工作原理

给煤机系统主要包括给煤机本体、传动部分、各种安全保护装置、测速装置、称重传感器、流量控制调节器、安全回路控制及标定部分。其中的测速装置、称重传感器、流量控制调节器及安全回路控制器对整个给煤机控制系统的安全、性能及可靠性上起着至关重要的作用。

称重式给煤机控制的物理量通常是燃料的流量(即给煤率,单位是吨/每小时)。为实现这一功能,CS2024型给煤机通过称重传感器测量单位皮带长度上煤的重量,同时通过测速发电机测量并换算出皮带的转动速度,二者的乘积得出实际给煤率,与要求给煤率进行比较,然后调节皮带电机的速度,使给煤率控制在指令值上。

#6炉曾因一台给煤机故障短路而造成所有给煤机失电而全停,造成压火停机的严重事故,给大屯发电厂带来了严重的经济损失。暴露在外的控制箱常年经受风雨也已锈坏,有时在雨季因雨水浸透还会造成电源短路。针对我厂#6炉给煤机出现的问题,我们此次主要对给煤机就地控制柜,给煤机断煤信号装置、给煤机称重传感器、进行了改造和优化。

2 给煤机改造优化

我厂#6号炉给煤机系统存在以下问题：

(1)由于给煤机附近粉尘较多,控制柜又无密封设计,导致接点积灰、磨损、老化和松动,使控制系统的故障经常发生,增加了现场维护的工作量。

(2)原控制柜柜内布线繁琐混乱,在出现故障时查找故障点非常困难,由于给煤机的设计与现场安装并非十分吻合,现场的接线槽内电缆多而乱,部分电缆采用单芯,每到雨季时,常因电缆受潮出现故障,导致给煤机停机,检修过程繁杂,给平时的维护工作造成很大压力。

(3)柜内强电和弱电导线绞接在一起,相互干扰严重,电气回路设计不合理,使控制信号受到干扰,原来#6炉给煤机采用两个控制柜,6台给煤机集中控制,就地有很多接线盒和一个气动插板门控制箱,长期在漏天环境中,容易出现很多问题。

(4)原来最早的给煤机系统是拉姆齐的控制系统,该系统由于运行时间长,缺乏系统维护,运行中常常出现故障,联系厂家、申报备品都有困难,所以就进行了不断改造。

(5)6台给煤机采用两路电源,#1,#2,#3用一路,#4,#5,#6用另一路,一旦失电就会全停,造成左右侧床温偏差过大,左右侧汽温偏差过大,如操作不当,可能造成停机停炉,严重影响机组稳定运行。

针对上述缺陷,我们对#6炉给煤机系统进行了改造：

(1)对每一台给煤机用单个的控制箱进行控制并单独取一路电源,新的就地控制柜密封性较好,柜内布线更为合理,将给煤机就地控制柜安装在给煤机机体上,装有电子称重控制和专用测速系统以及显示器和指示灯等。由于控制原件装在给煤机上,克服了负荷传感器输出信号弱而输送距离长的缺点,同时也减少了外界的电磁干扰对负荷传感器输出导线的影响,提高了系统的可靠性。

(2)通过现场勘查,更换电缆,解决了电缆多而且乱的现象,为了彻底解决这个问题,我们将所有电缆整理一遍,并将单芯电缆换成屏蔽电缆,将中间多余的去除,接头多的电缆全部换成整根的,同时拆除现场的接线盒以及气动门控制箱,集中到一个控制箱内;把多余或中间有接头电缆全部进行更换,减少故障点和寄生回路的出现。避免了外界因素对其造成的影响,将故障率降低到零。改造之后电缆中间没有接头,也不存在漏电,短接现象了。

(3)移除原有的室外控制柜,改到室内控制柜,解决了出口气动门的电源柜在雨季由于进水造成电源短路的现象,出口气动门的电源柜常年在外经受风雨的干扰,虽然已经安装挡雨棚,但也保证不了雨天时的正常运行。为了彻底解决上述安全隐患,我们将其分别改到了新增加的两台给煤机控制箱内,从而达到了摆脱雨水浸袭的效果,出口气动门的电源经改造已放在新增加的两台控制柜中,这样减少了中间环节,增加了系统的可靠性。

(4)更换积分器,采用了上海发电设备成套设计研究所的CS2024型电子称重式给煤机,解决了积分器抗干扰能力差,给煤机流量不稳定的问题,此微机控制系统可用于条件恶劣,电源干扰频繁的工业环境,它采用特殊的电路,特殊软件子程序和非易失性存储器存储数据,程序和操作参数。这就使系统能在瞬时断电后恢复运行控制,微处理器装在给煤机微机控制柜内,在控制柜门上装有有机玻璃门,以便接触键盘,键盘是密封显示板的一部分,该显示板与控制柜门之间是密封的,给煤机控制器包含三个硬件包：电源板,C P U板,电动机速度控制器。另外有附加输入输出组件,可通过各种组合来满足不同的数字量或模拟量控制要求。

(5)由原先的两路电源改成三路电源,解决了因一台给煤机故障短路而造成所有给煤机失电而全停的毛病。首先改造的是#2、5给煤机,将其改为徐州华能的控制系统,同时电源也单独使用了一路,不再和#1、3、4、6电源公用。由于原来6台给煤机采用A、B两路电源,两路电源采用电气互为备用,正常时,1,2,3台用一路,4,5,6用另一路,一旦一路失电,另一路会快速切换,但是不能无扰。所以会造成一侧给煤机全部停运,大大影响了锅炉的安全稳定运行,后经分析决定将两路电源所带负荷分散,改成一路带1、3、5,一路带2、4、6,这样即使有一路电源有问题也不会造成锅炉一侧给煤机全停。有效保证锅炉安全稳定运行。

3 给煤机断煤信号装置装设

给煤机断煤信号装置是给煤机保护的重要组成部分之一。此次#6炉给煤机新装设的断煤装置主要构成是一个旋叶报警器(LSFB),如图1。

图1 LSFB

安装在皮带上的旋叶报警器(LSFP)用来检查皮带上是否有煤,由一个安装在一水平轴端上的不锈钢挡板和套在另一端上的微动开关构成。

当皮带上无煤时,煤层厚度下降,挡板向左摆动,使右侧的凸轮跟着转动,触动无煤信号限位开关,导致旋叶报警器触点闭合,发断煤信号,停给煤机。

4 给煤机称重部分优化

DCS系统最后需要的给煤量反馈为：给煤量(rate)=载荷(load)×速度(speed)。也就是说重量与速度这两个参数都必须测量准确,无论哪一个出现偏差都会影响到整个系统测量的准确性。

重量与速度的测量是通过给煤机的称重系统和测速部分来完成的。称重系统是整个给煤机的核心之一,它关系到计量的准确性。核心部件是称重传感器。测速部分也是给煤机的核心之一,它的核心部件是测速传感器。

#6炉运行期间出现了给煤机流量不稳定的问题,经过我们的反复论证和思考,决定对给煤机的称重系统和测速部分进行优化。在更换了抗干扰能力更强的积算器和装设了新的测速装置后,给煤机流量未发生过太大的波动。

5 结语

这次改造后,经过几个月的运行检验,改造效果明显。以往运行中出现的问题和缺陷基本没再出现过,大大降低了给煤机控制系统就地联锁、报警等信号的误发率或拒发率,保证系统运行的稳定性及安全性。减少了给煤机的日常维护量,减轻了检修工作的压力。有效避免了给煤机故障停机、停炉的风险,保证了#6机组的安全稳定运行。