一次风机控制回路的更换与优化.pdf

2 0 0 6年第 2 4卷第 5期 内蒙古电力技术 I NNER M 0NG0LI A EL ECTRI C P 0W ER 5 5 一 次风机控制 回路 的更换 与优化 R e p l a c e me n t a n d Op t i mi z a t i o n t o C o n t r o l L o o p o f P r i ma r y F u n 王文 彬 ， 郭景晨 ， 王 冠丁 内蒙古国华准格 尔发 电有限公司 ， 内蒙古 准格 尔0 1 0 3 0 0 f 摘要】针对国华准格 尔发 电有限公司 以下简 称 准 电一 次风机 油 泵联 锁及 主辅 电源切换 回路 原 设计存在的问题 ． 改用 P L C控制装置代替继 电器控 制 ． 用压力变送器代替压力开关。改造后， 不仅优化 了控制 回路 ． 而且 简化 了就地 控制 箱 的线路 ， 提 高 了 一 次风机 的稳 定性 ．同时也 大 大降低 了辅机 系统 的 故障率。同类现象可借鉴。 f 关键 词1 P L C控制 ； 润 滑 油 ； 电源切换 ； 联锁 f 中图分 类号】T K3 2 3 『 文 献标识 码1 B f 文章编号】1 0 0 8 6 2 1 8 2 0 0 6 0 5 0 0 5 5 0 1 0 引言 国华准电 2台机组共有 2台一次风机 ，每台风 机配备 1 个润滑油站 ， 1 个润滑油站配 2台油泵 。 投 产初期油站采用就地控制箱控制油泵 ，即油泵的联 锁及主辅 电源切换全部靠继电器来实现。依靠继电 器联锁 2台油泵和切换主辅电源 ． 存在联锁不可靠、 主辅电源切换不安全 、 切换时油压波动等问题。 经过 认真分析 ． 本厂决定采用 P L C控制器取代原有继 电 器控制 ．利用 电源转换器的电感效应改善主辅电源 切换时油压的波动。 1 存在 的问题 一 次风机是发电机组的主要辅机 ，它的工作是 否稳定直接影响到机组 的安全 ，而一次风机的油站 又是一次风机安全运行 的重要保障。本厂一次风机 油站采用上海润滑设 备厂生产的 X YZ 一 1 0 G A型稀 油站 由于一次风机油站采用的继电器控制回路不 稳定 ． 造成一次风机多次非故障停运 ， 直接影响机组 的安全稳定运行。 油站控制回路主要存在以下问题压力联动 回 路动作不可靠 ， 主辅电源切换时有时拒动 ， 控制 回路 线路复杂、维护不便 。 2 控制装置更换与 电源切换 回路优化 2 ． 1 装 置更 换 针对上述问题 ．本厂对原有控制装置进行 了更 换 用 P L C控制装置代替原有继电器 ， 使用可靠性 较高 的压力 变送 器代 替压 力 开关 。 2 ． 2电源切 换 回路优 化 优化后的油泵电源切换回路逻辑见图 l 所示。 A泵启动 图 1 优化后的油泵 电源切换回路 下转第 5 7页 [ 收稿 日期】 2 0 0 6 - 0 8 - 1 4 [ 作者简介】王文彬 1 9 7 2 一 ， 男 ， 内蒙古人 ， 毕业于内蒙古 工业 大学 ， 学 士学位 ， 助理工程师 ， 现从事热控管理工作 。 维普资讯 5 6 内 蒙古电力技术 I N N E R MO N G O L I A E L E C T R I C P O WE R 2 0 0 6年第 2 4卷第 5期 循环流化床锅炉燃烧调整及运行控制 C o mb u s t i o n Re g u l a t i o n a n d Op e r a t i o n C o n t r o l o f Ci r c u l a t e d F l u i d i z e d B e d B o i l e r 尚寿 军 ， 刘祥 1 ． 包头第三热电厂 ， 内蒙古 包头0 1 4 0 4 0 ； 2 ． 达拉特发 电厂， 内蒙古达拉特0 1 4 3 0 0 【 摘 要】从循 环流 化床 锅 炉 的燃 烧和 传 热机 理 入手， 结合循环流化床锅炉的结构特点， 论述 了常规 情况下低倍率循环流化床锅炉燃烧工况控制和运行 调 整 问题 。 [ 关键词】循环流化床锅炉 ； 燃烧控制 ； 运行调 整 [ 中 图分 类 号】 T K 2 2 7 ． 1 『 文献标 识码1 B [ 文章 编号】 l 0 0 8 6 2 l 8 2 0 0 6 0 5 0 0 5 6 0 2 我国从 2 0世纪 8 0年代初开始研制循环流化床 锅炉， 短短几十年， 循环流化床锅炉已从实验室发展 到大规模的商业化应用，成为可供选择的成熟的发 电设备。但 目前有关循环流化床锅炉操作运行方面 的资料还较少 ， 笔者根据锅炉运行的经验 ， 对低倍率 循环流化床锅 炉运行参数的控制 与调整进行 了简 述 ， 希望能对有关人员有所启发。 l 循环流化床锅 炉结构 循环流化床锅炉主要由燃烧系统 、气固分离循 环系统、 对流烟道三部分组成。 其中燃烧系统包括风 室 、 布风板 、 燃烧室 、 炉膛 、 给煤系统等 ； 气 固分离循 环系统包括物料分离装置和返料装置两部分；对流 烟道包括过热器 、 省煤器 、 空气预热器等。 2 循环流化床锅炉燃烧及传热特性 循环流化床锅炉属低温燃烧。燃料由炉前或两 侧给煤系统送人炉膛 ，送风一般设有一次风和二次 风 一次风先进入风室 ，再由布风板下部送人燃烧 室 ， 用来保证料层流化 ； 二次风沿炉膛高度四角切圆 送人 ， 主要是增加炉膛的氧量 ， 保证燃料燃尽。炉膛 内的物料在一定的流化风作用下 ， 发生剧烈扰动 ， 部 分固体颗料在高速气流的携带下向上运动，其中较 大颗料因重力作用沿炉膛内壁向下流动，较小颗料 随烟气飞出炉膛进入水平烟道，通过对流受热面进 人物料分离装置，进人分离装置的烟气经过气固分 离后，被分离下来的颗料沿分离装置下部的返料装 置送 回炉膛，经过分离 的烟气通过对流烟道内的受 热面吸热后， 离开锅炉。 因为循环流化床锅炉设有高 效率的分离装置，被分离的颗料经过返料器又被送 回炉膛 ， 使锅炉炉膛 内有足够高的灰浓度 ， 因此 ， 循 环流化床锅炉不同于常规锅炉炉膛 ，不仅有辐射传 热方式 ， 而且还有热对流及热传导等传热方式 ， 大大 提高了炉膛的传热系数 ， 确保锅炉达到额定出力。 3 循环流化床锅 炉主要参数 的控制与调整 3 ． 1 热力参 数 3 ． 1 ． 1 料 层 温度 料层温度是指燃烧密相区内流化物料的温度 ， 是关系到锅炉安全稳定运行的关键参数。料层温度 的测定一般采用不锈钢套管或铁铝瓷耐磨热电偶作 一 次元件 ，布置在距布风板 2 0 0 ～ 5 0 0 mm的燃烧室 密相层中， 如循环流化床锅炉的床数为 1 个以上 ， 需 每床加装测温热电偶 ；如循环流化床锅炉的床数为 1 个 ，测温不锈钢套管或铁铝瓷耐磨热 电偶需插入 炉墙深度 l 5 ～ 2 5 m m， 数量不得少于 2只。在运行过 程中要加强对料层温度的监视 ，一般将料层温度控 制在 8 5 0 ～ 9 5 0 o C 温度过高， 容易使流化床体结焦造 成停炉事故； 温度太低 ， 易发生低温结焦及灭火。必 须严格控制料层温度， 最高不能超过 1 0 5 0 o C， 最低 不应低于 8 0 0 o C 。 在锅炉运行 中， 当料层温度发生变 化时 ， 可通过调节给煤量 、 一次风量及送 回燃烧室的 返料量调整料层温度在控制范围之内。当料层温度 【 收稿 日期] 2 0 0 5 1 2 1 4 ； 【 修改 日期] 2 0 0 6 0 2 1 6 【 作者简介]尚寿军 1 9 7 0 一 ， 男 ， 山东省人 ， 毕业于沈阳电力专科学校 ， 助理工程师 ， 现从事生产管理工作 。 维普资讯 2 0 0 6年第 2 4卷第 5期 内蒙古电力技术 5 7 超过 1 0 5 0℃时 ， 应适 当减少给煤量 ． 相应增加一次 风量， 并减少返料量 ， 使料层温度降低 ； 当料层温度 低于 8 0 0℃时． 应首先检查是否有断煤现象 ． 并适 当 增加给煤量． 减少一次风量 ， 加大返料 量 ， 使料层温 度升高； 一旦料层温度低于 7 0 0℃， 应做压火处理 ， 待查 明温度降低原因并排除后再启动。 3 ． 1 ． 2 料 层 差压 料层差压是反映燃烧室料层厚度的参数。通常 将所测得的风室与燃烧室上界面之间的压力差值作 为料层差压的监测数值 ，运行时通过监视料层差压 值来得到料层的厚度。 料层厚度越大． 测得的差压值 越高 。 在锅炉运行中． 料层厚度会直接影响锅炉的流 化质量 ， 如料层厚度过大 ， 有可能引起流化不好 ， 造 成炉膛结焦或灭火。一般来说 ，料层差压应控制在 4 0 0 0 ～ 6 0 0 0 P a 。料层 的厚度可以通过炉底放渣管 排放底料的方法来调节。 用户在使用过程 中， 应根据 所燃用煤种设定一个料层差压的上限和下限，作为 排放底料开始和终止的基准点。 3 ． 2 返料量 循环流化床锅炉运行操作时返料量的控制不同 于常规锅炉。根据循环流化床锅炉燃烧及传热的特 性 ，返料量的控制对循环流化床锅炉的燃烧起的作 用如下 1 在炉膛里 ， 返料灰实质上是一种热载体， 它 将燃烧室里的热量带到炉膛上部 ，使炉膛 内的温度 场分布均匀 ．并通过多种传热方式与水冷壁进行换 热． 因此有较高的传热系数 其传热效率约为煤粉炉 的 4 ～ 6倍 ， 通过调整返料量可以控制料层温度 ， 并 进一步调节锅炉负荷。 2 返料量的多少与锅炉分离装置的分离效率 有着直接的关系 分离器的分离效率越高 ， 烟气中分 离出的灰量越大，从而锅炉对负荷 的调节富裕量越 大， 操作运行相对越容易 。 3 ． 3 风 量 的调整 在锅炉运行过程 中．往往只靠调整风门开度的 大小来调节风量。 而对循环流化床锅炉来说 ． 对风量 的控制要求 比较高。对风量的调整原则是在一次风 量满足流化的前提下 ， 相应地调整二次风 。 因为一次 风量的大小直接关系到流化的质量 ．循环流化床锅 炉在运行前要进行冷态试验 ，并作出在不同料层厚 度下的临界流化风量曲线 ，在运行时以此作为风量 调整的下限． 如果风量低于此值 ， 料层就可能流化不 好 ． 时间稍长就会发生结焦。 对二次风量的调整主要 是依据烟气 中的含氧量多少 ．通常以过热器的氧量 为准 ， 一般控制在 3 ％～ 5 ％， 如含氧量过高 ． 说明风量 过大 ． 会增加锅炉的排烟热损失 ； 如过小 ， 又会引起 燃烧不完全 ，增加化学不完全燃烧损失和机械不完 全燃烧损失 ； 如果在运行中总风量不够 ， 应逐渐加大 送引风量 ， 满足燃烧要求 ， 并不断调节一 、 二次风量 ， 使锅炉达到最佳的经济运行指标。 4 结语 综上所述．循环流化床锅炉主要参数的控制与 调整对其安全稳定运行至关重要 ，在运行 中不仅要 结合所燃用煤质及负荷的情况 ， 严格监控料层差压 、 温度 ． 还要不断通过调整给煤量 、 风量及返料量 ， 使 锅炉达到最佳的运行效果 ．从而最大限度地发挥循 环流化床锅炉高效节能的优势。 编 辑 王金 丽 上接第 5 5页 通过上述逻辑改动 ．实现了 2台泵在各种情况 的联锁 ；根据一次风机轴承油压过大时润滑油会外 漏的现象 ．在控制 回路增加了油压大于 3 0 0 k P a时 延时、 停运主泵 的功能 ； 在 P L C内部根据压力 变送 器的测量值转化出 3对开关量节点 ，用以改善开关 节点的抖动现象 。 另外 ， 由于原控制 回路的控制电源 都是从 主辅 电源切换装置后 的总 动力 电源上取 出 的．在电源进行切换的瞬间必然会造成控制电源瞬 时失电， 使 2台油泵同时停运。 为此在控制电源上增 加了 1个 2 2 0 V a C ／ 2 4 V D C 的电源转换器 ． 专 门给 P L C供 电。在电源失 电的瞬间电源转换器的缓 冲作用可 以保证 P L C不失电 ． 在 电源恢复后 ． 通 过 P L C控制可以迅速启动备用泵保证油压 ．同时改善 了电源切换功能。 3 结论 一 次风机油 站控制 回路使 用 P L C控制器代替 继电器控制后 ． 不仅使油泵间联锁更为可靠 ， 而且简 化了就地控制箱的线路 ，提高了主辅 电源切换和油 站控制的安全性 ， 保证 了一次风机的安全稳定运行 ， 辅机的故障率也随之大大降低。 另外 ．如果将这种技术推广到各种小型控制 系 统内部 ， 既可降低投资成本 ， 又可增加设备控制的可 靠性。 编辑 刘宇萍 维普资讯