燃煤发电厂蒸汽吹灰器连续位置监控研究

杨淑琴 李军

摘要：通过干簧管原理实现长吹灰器连续位置监控。

关键词：吹灰器;干簧管;锅炉

在燃煤发电厂锅炉吹灰器一般采用前后限位开关来确定吹灰器是否进退到位，特别是长吹，基本都在十米以上，没有可靠的位置测量手段，无法及时确定吹灰器实际位置。

一、现状

在燃煤发电厂锅炉运行中一般采用蒸汽吹灰器对受热面进行定期吹扫，能减少附着在上面的结渣、积灰，控制烟气污染，从而提高锅炉效率和降低辅机电耗，提高锅炉效率的重要手段。同时，吹灰器也是锅炉不安全事件的高发设备，当吹枪卡涩，或电气原因造成吹灰器停滞在炉膛内，会对受热面造成伤害，严重的会造成爆管。目前的吹灰器控制是通过前后两个行程开关和时间判断吹灰器是否故障，不直观，也十份滞后，特别是在吹灰器进退初期，如果前进或退出很短的距离发生卡涩，等发出报警已经时间很长了，错过了及时处理故障的时机。

目前吹灰器厂家会在吹灰器电机轴增加一个多路回转的编码器，来反映吹灰器位置，由于这种方法只是反映电机转动的位移，无法实际显示吹灰器位置，当出现减速机脱开等情况时，会出现指示错误，特别是由于接触式测量，容易出现转动卡涩，脱落，可靠性差。

二、解决方案

受干簧管液位计的启发，我们考虑，能不能利用干簧管的原理设计一种吹灰器位置监控设备，实现长吹灰器的位置测量，因为蒸汽吹灰器位置显示不要太高的精度，能够稳定连续显示位置变化即可，蒸气吹灰器连续位置监控装置利用干簧管原理，通过吹枪头部运行轨迹，设定整个吹枪行走行程为测量量程，无死区的监视吹灰器运行状态，将吹灰器进入炉膛的实时位置通過显示器显示给运行人员。一旦发生卡涩或电气故障，吹灰器停止，可在迅速发出报警，提前通知运行人员及时处理故障，保护锅炉设备安全。

由于长吹灰器一般长度都大于10米，设计的位置装置应该为柔性或者分段连接方式，为保证传感器的可靠性和抗干扰能力，采取分段模式，通过快速接头连接，外壳为不锈钢材质，增加可靠性。最终确定图纸如下：

上图是单段传感器原理图，设计为2.5米，末端一根不确定长度，根据现场定制，每根设计250个干簧管，通过模糊运算得到连续位置。

上图是二线制控制转换电路，实现与DCS连接二线制，简化了控制回路，便于施工和调试。

根据原理图，绘制加工图如下：

在最终与设备制作方交流时，增加了一个手机调试模块，可通过手机连接到该装置进行零点和量程的调整，使调试更简单。

三、方案实施

确定好制作方案，制作样机，在干簧管的选材上，开始大家一致选择了日本某进口品牌的干簧管，制作好后，经过测试发现，精度准确，但是容易受外界干扰影响，测试时1.5米外正好有电焊工作，部分干簧管受干扰无激励闭合，经拆解干簧管发现，引脚和内部触片截面积都比较小，容易受磁场干扰;更换国内某知名品牌产品，问题解决，经过抗干扰测试，显示正常，一周连续抗疲劳测试，精度满足设计要求，可以进行现场安装。

此项目在某电厂#4机组实施，2020年4月完成设备设计，图纸绘制，五月完成产品制作并完成现场安装。5月18日安装冷态调试完成，冷态验收合格。5月20日启动后，正常投运，该装置实用效果良好。

在安装完成，试验正常后，我们对吹灰器逻辑进行了优化，当吹灰器在前进状态时，如果位置反馈停止超过5秒发轻故障，超过20秒发前进重故障提醒运行就地检查，反之，在退回状态时，位置反馈停止超过5秒发轻故障，超过20秒发退回重故障。通过直观的显示提醒运行注意。

四、实施效果

该方案的到了某电厂的高度认可和支持，在该电厂#6机组大修中，按此方案进行了改造，经过一段时间运行，效果良好，吹灰器卡涩处理时间缩短，运行周期内未出现吹灰器引发的重大缺陷和停炉事故。2020年5月30日，国家知识产权局受理了“一种吹灰器连续位置监控系统及方法”的专利申请，申请号：2020104779373。

五、结束语

该研究成果完善了火电厂目前吹灰器无法可靠连续监视位置的问题;对火力发电机组锅炉系统稳定运行提供了有力的保障，减少了因设备原因造成锅炉吹灰器吹损水冷壁的情况，对机组安全、稳定运行起了重要的作用。有良好的经济效益和社会效益。

参考文献

[1]阮友德，阮雄锋.《电气控制与PLC 第3版》.人民邮电出版社.

[2]吴举 编.《泰安热电锅炉运行规程》. 泰安热电有限公司技术资料.