浅谈循环流化床锅炉返料送风机运行优化自动控制.pdf

价值工程 图 2 图 1 ZG 系列罗茨鼓风机机组渊带隔声罩冤外形安装尺寸图 0 引言 锅炉热控设计是一个重要的的过程，尤其是在循环流 化床中由于锅炉燃烧及受热的动态积蓄效应导致高温灰分 及残炭的循环效率直接影响温度分布的变化，只要保证硫 化风的硫化作用，瞬间的燃料中断也不会影响锅炉炉膛灭 火， 所以炉膛结焦与灭火相对而言， 结焦摆放在了第一位。 影响 CFB （Circulating fluidized bed， 是指循环流化床） 锅炉结焦的因素一般有 淤燃料的影响； 于运行参数的影 响； 盂返料的影响； 榆设备结构的影响； 虞运行人员操作的 影响。 由于返料故障引起的结焦造成的高温结焦， 如果处理 不及时渣块在床料中存在并随着时间的推移， 焦块将越来 越大， 造成流化困难， 堵塞排渣管， 最后被迫停炉。 新疆骑马山热力有限公司属于孤网运行系统由于多 起返料风中断引起的事故， 给我公司安全生产造成了重大 损失， 分析设备存在的隐患后改造优化并取得良好效果。 1 设备结构 淤新疆骑马山热力有限公司目前有 2 台 65T/H 循环流 化床锅炉, 该炉型具有双分离器、双返料 器，且左右并列布置于炉膛和尾部竖直对 流烟道中间。返料器分松动风室和流化风 室， 两返料器所有松动风、 流化风均来自同 一返料风机， 经返料风母管送风， 返料风机 2 台 （1 用 1 备） 。返料风机结构如图 1。 如图看出返料风机基本结构由三部 分构成 1）电动机及 V 带传动部件； 2） 罗 茨鼓风机及配套设备； 3） 输送管道及机械 安全泄压配套装置。 于电气结构，动力 380V 三相电源经 隔离刀送至变频器，经变频器直接拖动电 动机 （如图 2） ， 电气回路由三部分构成 1） 隔离刀闸； 2） 施耐德 ATV61 系列普通变频器； 3） 电力电缆。 盂杭州和利时 MACSV 分散控制 DCS 系统实现远方 控制。 2 事故发生的案例分析 返料中止事故原因机理分析 排除循环流化床本系统 要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要 作者简介院马新华 （1968-） ， 男， 新疆乌鲁木齐人， 高级技师， 供热 工程师， 注册安全工程师。 浅谈循环流化床锅炉返料送风机运行优化自动控制 Research on Automatic Control of Circulating Fluidized Bed Boiler Return Blower Operation Optimization 马新华 MA Xin-hua （新疆骑马山热力有限公司， 乌鲁木齐 830000； 新疆维泰热力股份有限公司， 乌鲁木齐 830000） （Xinjiang Qimashan Thermal Co.， Ltd.， Urumqi 830000， China； Xinjiang Weitai Thermal Co.， Ltd.， Urumqi 830000， China） 摘要院针对循环硫化床锅炉返料风机中断事故， 从热控自动化 DCS 优化控制策略出发， 通过分析事故原因着手， 分析设备结构、 电气特性， 发掘改造 DCS 控制策略， 弥补减小事故发生， 改善循环硫化床锅炉的安全运行。 Abstract In view of the interruption of the return air of the circulating sulfurized bed boiler, this paper starts from the thermal control automation DCS optimization control strategy, analyzes the cause of the accident, the equipment structure and electrical characteristics, to explore and re the DCS control strategy to make up for and reduce the occurrence of the accident, so as to improve the safe operation of circulating sulfurized bed boiler. 关键词院循环硫化床锅炉返料风机重要性； 设备结构； 电气特性； 控制策略优化； 减小事故发生及扩大 Key words importance of recirculation fan of circulating fluidized bed boiler； equipment structure； electrical characteristics； control strategy optimization； reducing accident occurrence and expansion 中图分类号院U231.3文献标识码院A文章编号院1006-4311 （2020） 06-0158-02 158 Value Engineering 结构及运行调控所发生返料中止因素，分析风 机故障及电气回路设备选型及所设计的控制策 略不合理造成的返料中止，由于两返料器返料 风均来自同一风机、 同一母管， 故一侧返料风机 出现问题必然要直接影响另一侧， 带动反应， 最 终导致返料全部中止， 必然促使 CFB 锅炉反料 温度速度上升， 料层同时缓慢上升， 炉膛差压波 动减小， 床温迅速上升， 造成事故。2016 年 10 月我公司 CFB 锅炉在调试试运行期间由于电 动机轴承抱死造成运行返料风机电机烧毁造成 罗茨鼓风机停运， 返料风终止， CFB 床料结焦， 发生被迫停 炉事故。设备故障导致事故因素发生外， 备用风机在发生 故障时没有立即联锁启动也是造成事故扩大的原因， 在检 查设计逻辑时发现， 两台风机控制逻辑中自启动条件只有 电气故障信号 （即电源消失故障） 联锁才能启动备用风机， 由于电气故障没能有效联锁启动备用风机 （电源消失故障 没有出现） ， 最终导致备用风机联锁启动失败。 2016 年 11 月运行中的返料风机由于传动几条 V 字 带连续断裂造成返料风中断，由于控制逻辑不满足条件， 备用返料风机没有正常启动，两分钟内 CFB 锅炉床温迅 速上升， 运行调整失败， 紧急停炉， 后发现炉膛床料五分之 二严重结焦， 发生事故， 造成比较严重后果。 通过分析两台 风机运行状态及设备结构、 电气特性后， 决定实施优化两 台风机控制策略。 图 3 3 返料风机系统结构分析优化策略 依据风机故障的事故状态分析， 除去运行人员承担责 任外， 导致返料风终止的原因还有控制逻辑不完善的因素 也是造成事故发生之一， 考虑现场设备结构、 电气控制特 性如下分析 淤一台运行， 母管制分别供给双分离器、 双返料器， 一 台备用， 电力拖动依靠软连接实现拖动； 于双输送管路双 风压、 风量测量测点； 盂返料风机的结构因素 （泄压阀、 逆 止阀门） ； 榆返料风机终止送风事故时 CFB 锅炉床温迅速 上升， 此时床温上升趋势发生时的两侧返料风管风压节点 分别为 9.6kPa 以下,瞬时风量各为 240m3以下； 虞变频器 选用普通型， 当发生电压冲击尤其是欠电压时， 运行控制 变频器保护动作， 需要人员到变频器上手动复位， 才能重 新启动。 根据以上分析特点实施控制逻辑的完善如下 淤增加风压、 风量控制逻辑， 同时考虑风压、 风量在 运行中测点容易误报因素 （灰尘堵塞取样点） ， 将双返料 器的测点约束为同时满足； 于加入电机停运状态比逻辑 增大判断电机故障因素与运行状态的同时满足逻辑关 系； 盂普通变频器不带远传 DO 复位端子， 只能依靠优化 控制逻辑完善设备结构， 减小影响生产及事故发生扩大 的因素。 完善后的逻辑关系如图 4。 淤增加两侧风压与 10kPa 比较后, 两侧风量与 250m3 比较后二选二输出触发量然后任选其一， 可以排除单个取 压点、 风量取样点堵塞误报信号的假信号， 增大安全因素。 于增加停运状态与电机电流与逻辑， 增大判断电机是否运 行的条件， 将风压、 风量、 电机运行条件任选其一后在和联 锁按钮与关系。 盂综合返料风机的电气、 结构、 输送的管阀 系统， 通盘考虑可能发生的设备故障因素， 降低运行人员 的对设备故障发生后进行事故处理的步骤， 同时优化增大 检修人员处理设备缺陷的安全因素。 榆将运行返料风机的 运行各个状态作为备用风机的联锁启动条件， 增加两套联 锁按钮， 互为联锁、 互为备用。 4 优化后的结果 事实证明， 经过优化后的返料风机控制逻辑， 在我公 司起到了保护及降低事故扩大的优势， 2017 年 3 月， 我厂 正在运行的的返料风机由于泄压阀脱落，造成风压泄露， 但优化后的控制逻辑在第一时间就将备用风机迅速联锁 启动， 没有造成事故进一步的扩大， 2017 年 6 月， 我公司 35kV 外线短路， 瞬间造成电源欠压， 最终波及动力电源， 运行中的返料风机保护动作， 停止运行， 经过优化后的返 料风机控制逻辑第一时间将备用风机启动成功， 再次为我 公司安全生产提供了有力保障， 通过上述实践检验， 对返 料风机控制优化改造的措施是可行的。 5 结束语 DCS 系统控制策略的优化一直是热控人员研究的一 个方向， 本文从发生的几例事故中， 经过研究分析， 结合设 备结构、 特性分析现场设备运行条件的控制策略， 提供了 一个角度。 参考文献院 [1]ZG 系列罗茨鼓风机组使用说明书. 山东章丘鼓风机厂有 限公司. [2] 杭州和利时 DCS 系统 macsv 系统 FM 系列功能块组态 说明 和利时组态系列手册. [3]后峡电厂历年事故案列文档及事故防范措施. [4]施耐德 ATV 系列普通变频器功能使用说明. [5]李建华.风机功率提升-风速计改造及机组控制策略优化 [J].价值工程， 2019， 38 （30） 155-156. 图 4 159