改进给煤机控制系统的稳定性

2018-08-18杨敬

科学与财富 2018年22期

杨敬

摘要：针对STOCK给煤机故障频发的问题，经过对其工作原理的研究和分析，现场找到原因做好对策，提出改进办法，有效的提高给煤机控制系统的稳定性。

关键词：给煤机；改进；稳定性

一、概述

广州石化动力二站采用的给煤机是申克旗下的STOCK公司生产的EG-2490型秤重给煤机。2013年两套CFB炉的给煤机共发生波动23次，最为突出的是#2CFB 3#给煤机，一台就多达11次，严重干扰了安全生产。每次跳停时给煤机控制器上都没有记录，导致跳机故障原因分析困难。由于CFB装置锅炉对炼油化工装置提供主蒸汽，给煤机运行出现异常若不能及时恢复，将给安全生产带来巨大压力。

二、给煤机控制原理

用户向给煤机控制器CPU发出4-20MA控制指令，CPU接受指令后向电源板发出频率信号，经电源板处理，频率信号变为电流信号输出给变频器，变频器接受到指令后，向电机发出指令，同时给煤机有自己的称重系统，会对实际的给煤量进行测量，同时测量点击转速，电机转速与称重因数分别传输到CPU，经CPU计算后得出实际给煤率，然后与用户指令对比，对二者的差值进行PID调节，形成闭环调节。

三、典型跳闸原因分析与防范

3.1出口堵料开关及给煤机软故障

我厂#2CFB装置 #2给煤机09年投用，14年3月1日给煤机共发生8次跳停，前7次DCS系统和给煤机控制器均没有任何的停机报警信息，进行检查均没有发现问题。最后一次DCS系统采集到堵料开关动作，联锁停机，给煤机控制器仍旧没有停车报警信息。经检查没有堵料，堵料开关仍无法复位，后改备用组的堵料开关，给煤机重新恢复投用。

针对#2给煤机将可能导致给煤机跳停的原因列出，逐个模拟试验。试验出口堵料开关动作后，无延时跳停给煤机，且给煤机无跳闸记录。检查出口堵料开关动作跳闸设置，原设定延时2秒，分别修改成5秒（最长可延时时间）和0秒（切除出口堵料开关联锁），再试验出口堵料开关还是无延时停给煤机。判定堵料回路故障，延时跳停功能失效（无法抗干扰）且跳停后无报警记录，判断频繁跳停原因为堵料开关及给煤机存在软故障。

针对堵料开关无延时，我们对该回路进行改造，出口堵料开关的接点由常闭接点改成常开，在机柜内增加一个延时断开继电器，将延时时间设成5秒，解决了延时跳停功能失效的问题。

检查堵料开关的内部，发现保护罩无固定，在燃料冲击下会剧烈震动，而模拟测试证实堵料开关挡板会被活动的保护罩带动，偶尔会卡住造成无法复位。此外转轴积聚煤灰不能自由复位，增加了被保护罩带动的几率。采取对保护罩加螺栓固定、清洗润滑转轴等措施，排除该故障。

3.2给煤机跳停自启故障

#2CFB的#3给煤机跳停次数最多，基本上每次跳停都会自启，现场控制器没有任何报警信息。分析DCS历史曲线，可知给煤机运行信号丢失，但DCS系统并未发出停给煤机信号，可以判定问题在给煤机。

由主控原理图可知，给煤机启停回路是串接启停指令并自保持的硬接线回路。给煤机启动回路中串联了多付实现逻辑控制的辅助接点，当给煤机处在正常运行时，启动回路中这些辅助接点为闭合状态，使给煤机控制继电器带电。一旦由于某个接点信号抖动或接触不良就会使给煤机控制继电器失电，引起给煤机跳闸。且像远程自动停止一样，控制器将无任何报警。K3、K6、FBDR、FB、FD和FS共六个继电器参与控制，继电器本体损坏或松动，或回路中接线松动都有可能造成给煤机跳停。

跳停后无报警的原因分为四类，其一：电气供电出现波动导致跳停，但#2CFB共有四台给煤机是同一路供电，检查控制柜内的电源模块正常，判定供电正常；其二：电源板存在异常，可通过测量电源板上的5个稳压器电压来判断，按照说明书确认电源板正常，更换过电源板后但故障持续；其三：CPU板存在异常，无法确认，但更换CPU板后故障持续；其四：给煤机存在软故障，实际有原因跳停但给煤机无法记录。

2#CFB #3给煤机最终升级成最新版本DT-9，同时将电机的380VAC电与仪表控制柜分离，DT-9控制器供电由改成UPS供电，升级完成后，#3给煤机没有再出现故障。

3.3 给煤机测速探头不同源

2013年11月22日#1CFB #2给煤机给煤量时大时小，工艺发现后把设定值从37%降到35%，再降到30%，發现给煤量还是无法满足设定值，波动大，于是手动重启给煤机两次，22：57重启后正常运行，整个波动过程为20分钟。

分析历史趋势图发现首先给煤率下降，给煤机自动调节，加大转速来满足给煤率。该过程反复出现，皮带秤的瞬时重量不足即皮带料不足，要满足给定值，必须加大转速。皮带上的燃料时断时续，所以给煤机的给煤率就时大时小。经试验发现，给煤机的测速探头松动。检修单位拆检过电机盖，电机盖有共三个螺母，加装的时候少安装了一个，造成盖子晃动，盖子晃动就造成给煤机测速探头不稳，从而造成皮带上料不足的假象。

DCS上看到的给煤机的转速是电气的变频器发出，而给煤机现场测速是用磁电探头测量盖子的转速，所以在盖子晃动时DCS显示的转速只有上升没有下降，而实际磁电探头测速不稳，使给煤机误判电机转速在下降，从而造成瞬时给料量时大时小。

该问题的解决方法是改造安装测速探头。制作一个独立支架焊接在电机旁边的支架上，调整好距离，使磁电测速探头脱离电机盖，固定在支架上，解决问题。

3.4作业干扰

2013年12月3号在线检修#1CFB #1给煤机的刮板机电机，期间出现给煤机跳停和波动。14点给煤机突然间由8T/H上升到11.5T/H，5秒后恢复正常。14：57现场投运其刮板机，无反应，检查中#1给煤机跳停。15点 DCS和现场无操作，给煤机再次跳停，检查给煤机未发现任何报警信息。

刮板机电机装在给煤机电机下方，其就地开关装在给煤机控制柜门上，使用连杆连动操作。刮板机的状态有DI信号进给煤机，但不是给煤机跳停条件。检查历史趋势发现，14：55确实给煤机的给煤率上升了，但电机电流未变化，称重信号也无异常，判断是现场有振动造成测速探头晃动，振动可能由大力敲击设备引起。

四、结论和建议

本文针对EG-2490型称重式给煤机的运行维护和经验进行了总结，对导致给煤机跳闸的典型故障原因作了深入分析，并制定了一系列切实可行的防范措施。通过设备检修和精心维护，使得给煤机的故障率不断降低，从而保证了锅炉运行的稳定性。实践证明攻关后未再发生过一起给煤机跳闸事件。

由于给煤机的原型号EG-2409存在固有的缺陷，厂家设计出更完善的DT-9控制器，我们在2#CFB3#给煤机试用解决了长期跳停的问题，建议将其它给煤机改造成DT-9。DT-9维护更简单，可记录的内容多，而且方便查找和诊断。

参考文献：

[1]陈莺，给煤机控制系统改造[A]. 2010年全国发电厂热工自动化专业会议论文集[C].2010

[2]李强.STOCK给煤机应用中的典型故障及处理方法[A]. 2012电站自动化信息化学术和技术交流会议论文集[C].2012

[3]魏向国.EG-2490型称重式给煤机故障诊断分析及应对措施[A].2010年全国发电厂热工自动化专业会议论文集[C].2010