ZGM－113G型磨煤機(jī)2種跳閘邏輯的分析與完善

童勁松

（皖能馬鞍山發(fā)電有限公司，安徽 馬鞍山243021）

1 設(shè)備概況

皖能馬鞍山發(fā)電有限公司＃1、＃2機(jī)組為660MW超臨界燃煤機(jī)組，鍋爐配置正壓直吹式制粉系統(tǒng)，磨煤機(jī)為北京電力設(shè)備總廠生產(chǎn)的ZGM－113G型中速磨，采用液壓變加載系統(tǒng)，加載壓力由給煤量信號(hào)控制。此種加載方式優(yōu)點(diǎn)是節(jié)能，可以快速響應(yīng)負(fù)荷調(diào)節(jié)的需要。

2 存在的問(wèn)題

投產(chǎn)初期，該廠磨煤機(jī)液壓油系統(tǒng)的若干保護(hù)邏輯不盡完善，影響了制粉系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性。據(jù)統(tǒng)計(jì)，該廠＃1、＃2機(jī)組分別于2012年4月和6月份投產(chǎn)，至9月初，＃1、＃2鍋爐12套制粉系統(tǒng)共發(fā)生了11次磨煤機(jī)跳閘故障，給鍋爐的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)了極大的隱患。導(dǎo)致磨煤機(jī)跳閘的原因主要有：（1）磨煤機(jī)控制保護(hù)系統(tǒng)中的熱控設(shè)備可靠性差，經(jīng)常發(fā)生保護(hù)誤動(dòng)現(xiàn)象，這方面原因致使磨煤機(jī)跳閘的幾率占70%以上；（2）磨煤機(jī)液壓系統(tǒng)在磨煤機(jī)斷煤時(shí)發(fā)生失壓現(xiàn)象，使磨煤機(jī)跳閘。上述跳閘均因液壓系統(tǒng)保護(hù)邏輯不完善引起，占跳閘總次數(shù)的90%以上。

3 控制改進(jìn)

為提高制粉系統(tǒng)可靠性，該廠抓住問(wèn)題的主要方面，有針對(duì)性地對(duì)磨煤機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行了邏輯、定值設(shè)置的改進(jìn)。

3.1 跳磨邏輯的完善——磨輥未升到位且給煤機(jī)斷煤或停運(yùn)

在給煤機(jī)斷煤或停運(yùn)時(shí)，磨煤機(jī)內(nèi)存留煤粉在磨輥研磨和一次風(fēng)攜帶下逐漸減少，如不及時(shí)將磨輥抬起來(lái)，必將導(dǎo)致磨煤機(jī)振動(dòng)，所以斷煤后應(yīng)及時(shí)提升磨輥。由磨煤機(jī)跳閘邏輯（圖1）可見(jiàn)，相應(yīng)保護(hù)邏輯為：自斷煤或給煤機(jī)停運(yùn)信號(hào)發(fā)出，在90s內(nèi)，磨煤機(jī)的3只磨輥必須抬起并上升到位，否則磨煤機(jī)跳閘。但由于監(jiān)測(cè)磨輥位置的接近開(kāi)關(guān)性能極不可靠，經(jīng)常是磨輥實(shí)際已經(jīng)升到位，而到位信號(hào)無(wú)法傳至DCS。這樣造成在夏季經(jīng)常發(fā)生給煤機(jī)斷煤而要求升磨輥時(shí)，因收不到升到位信號(hào)，邏輯保護(hù)動(dòng)作導(dǎo)致磨煤機(jī)跳閘的現(xiàn)象，經(jīng)常造成汽溫超溫甚至被迫減負(fù)荷。

該廠經(jīng)過(guò)反復(fù)的磨輥接近開(kāi)關(guān)消缺仍無(wú)效果后，最終決定選擇穩(wěn)定的參數(shù)來(lái)作為邏輯要素。整改思路是：用較為穩(wěn)定的液壓油壓力模擬量信號(hào)取代不可靠的磨輥行程開(kāi)關(guān)量信號(hào)，減少因控制設(shè)備自身不穩(wěn)定而導(dǎo)致的保護(hù)誤動(dòng)作。

圖1 磨輥未提升跳磨煤機(jī)邏輯

通過(guò)觀察多臺(tái)液壓油站的油壓在磨煤機(jī)啟動(dòng)時(shí)的變化趨勢(shì)（圖2）發(fā)現(xiàn)，在磨輥升到位時(shí)，系統(tǒng)油壓均在9.2MPa左右（油站系統(tǒng)調(diào)試時(shí)，將升降磨輥電磁閥的溢流閥定值設(shè)定在9.2MPa，磨輥升到位時(shí)，油壓由溢流閥控制）。故對(duì)該跳磨邏輯進(jìn)行如下改動(dòng)：將升磨輥到位信號(hào)改為油壓信號(hào)，即原90s內(nèi)磨煤機(jī)3只磨輥同時(shí)升到位，改為油壓達(dá)到8MPa（略低于9.2MPa，取一定的裕度）時(shí)即認(rèn)為磨輥已升到位?？紤]到運(yùn)行人員主觀反應(yīng)及液壓系統(tǒng)升磨輥程序所需的時(shí)間，將90s延長(zhǎng)至120s。經(jīng)觀察，將此邏輯改動(dòng)后的近4個(gè)月時(shí)間內(nèi)，沒(méi)有再發(fā)生因給煤機(jī)斷煤或堵煤而導(dǎo)致的磨煤機(jī)跳閘現(xiàn)象，大大提高了制粉系統(tǒng)的可靠性。

圖2 磨煤機(jī)啟動(dòng)時(shí)油壓趨勢(shì)

另外，在磨煤機(jī)跳閘事件中，曾經(jīng)發(fā)生過(guò)2次給煤機(jī)誤報(bào)斷煤和堵煤（堵煤信號(hào)聯(lián)鎖給煤機(jī)停運(yùn)）信號(hào)，導(dǎo)致保護(hù)邏輯因未收到磨輥升到位信號(hào)而跳閘的現(xiàn)象。對(duì)此，我們主要從設(shè)備自身可靠性方面進(jìn)行處理：（1）在檢查斷煤信號(hào)裝置時(shí)，發(fā)現(xiàn)該接觸式保護(hù)開(kāi)關(guān)行程較短，當(dāng)給煤機(jī)下煤不暢時(shí)，即使未斷煤，由于煤層厚度變化，極易使該裝置短時(shí)脫離接觸，從而誤發(fā)斷煤信號(hào)。對(duì)此，我們將該開(kāi)關(guān)行程加長(zhǎng)，同時(shí)取煤量的模擬信號(hào)進(jìn)行助判，減少了斷煤信號(hào)誤發(fā)幾率。（2）將堵煤聯(lián)鎖跳閘給煤機(jī)的保護(hù)邏輯修改為堵煤發(fā)語(yǔ)音報(bào)警，由運(yùn)行人員根據(jù)相關(guān)參數(shù)、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況判斷是否停運(yùn)給煤機(jī)。通過(guò)上述2個(gè)給煤機(jī)保護(hù)信號(hào)聯(lián)鎖邏輯的修正，減少了信號(hào)不穩(wěn)定對(duì)保護(hù)聯(lián)鎖的影響，避免了因磨煤機(jī)跳閘，停運(yùn)制粉給鍋爐帶來(lái)的降負(fù)荷、燃燒調(diào)整惡化等一系列不良后果。

3.2 增加磨煤機(jī)油壓低跳閘邏輯——液壓油油壓低于2MPa延時(shí)5s，語(yǔ)音報(bào)警；延時(shí)10min，磨煤機(jī)跳閘

磨煤機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，液壓系統(tǒng)壓力一般在4.5MPa（液壓油站比例溢流閥定值設(shè)定在4.5～14.5MPa，即系統(tǒng)最低油壓為4.5MPa）以上，僅在升降磨輥操作期間，降磨輥操作時(shí)可能存在低于2MPa的階段，但時(shí)間小于5s（3s左右）。此前，該廠無(wú)磨煤機(jī)的低油壓保護(hù)邏輯。

2012年10月9日，＃1爐升爐過(guò)程中，D磨煤機(jī)運(yùn)行（煤量55t／h，液壓油油壓13.5MPa），熱風(fēng)調(diào)節(jié)門從70%逐漸開(kāi)大，入口一次風(fēng)量從90t／h逐漸下降至60t／h。運(yùn)行人員檢查操作員畫(huà)面發(fā)現(xiàn)：液壓加載油壓為0.79MPa，液動(dòng)換向閥狀態(tài)顯示黃色，3個(gè)磨輥顯示在抬起位置，輸入降磨輥指令不動(dòng)作，綜合現(xiàn)象判斷為磨煤機(jī)堵煤，被迫停磨。就地檢查液壓油站所有壓力表沒(méi)有油壓顯示，磨輥因堵煤在抬起位置。

事后在工程師站調(diào)出當(dāng)時(shí)的磨煤機(jī)及液壓系統(tǒng)各參數(shù)歷史趨勢(shì)，發(fā)現(xiàn)在磨煤機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，運(yùn)行人員誤將液壓油系統(tǒng)的液動(dòng)閥關(guān)閉，導(dǎo)致系統(tǒng)加載油壓消失（系統(tǒng)壓力0.79MPa），但沒(méi)有及時(shí)發(fā)現(xiàn)。這時(shí)，制粉出力降低，而給煤量仍維持高位，運(yùn)行30min后，該磨煤機(jī)堵煤，造成磨煤機(jī)風(fēng)門開(kāi)度及風(fēng)量異常。為了避免此類現(xiàn)象再次出現(xiàn)，我們主要從控制方面進(jìn)行了整改：（1）加強(qiáng)對(duì)制粉系統(tǒng)的有效監(jiān)控。我們首先在集控操作員站的制粉系統(tǒng)畫(huà)面上增加了各臺(tái)磨煤機(jī)變加載油壓顯示點(diǎn)，與磨煤機(jī)的電流、給煤率、風(fēng)量參數(shù)等并列顯示。增加運(yùn)行人員的監(jiān)控手段，避免了因翻看畫(huà)面不及時(shí)（制粉系統(tǒng)的液壓系統(tǒng)畫(huà)面單獨(dú)設(shè)立，油壓低無(wú)報(bào)警，導(dǎo)致運(yùn)行人員必須經(jīng)常翻看畫(huà)面才能注意到油壓變化）而導(dǎo)致的無(wú)法及時(shí)觀察系統(tǒng)異?，F(xiàn)象的問(wèn)題。（2）對(duì)液壓系統(tǒng)的保護(hù)邏輯進(jìn)行整改，即增加磨煤機(jī)跳閘邏輯——液壓油油壓低于2MPa，延時(shí)5s報(bào)警，延時(shí)10min跳閘。這里的延時(shí)5s是考慮磨煤機(jī)降磨輥時(shí)可能出現(xiàn)的3s左右油壓低于2MPa階段，延時(shí)10min是給運(yùn)行人員足夠的工況判斷、操作調(diào)整及現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急處理的時(shí)間（因?yàn)槌霈F(xiàn)此現(xiàn)象，要恢復(fù)油壓只有運(yùn)行人員到就地油站進(jìn)行應(yīng)急手動(dòng)操作）。延時(shí)10min是因?yàn)榧词棺兗虞d無(wú)壓力，磨輥的自重（磨輥單重10t，3只約30t）仍能保持一定研磨能力，10min內(nèi)，如處理得當(dāng)，磨煤機(jī)仍可繼續(xù)正常運(yùn)行，不會(huì)造成堵煤被迫停運(yùn)的后果。

4 結(jié)語(yǔ)

對(duì)磨煤機(jī)相關(guān)控制邏輯進(jìn)行整改后，經(jīng)過(guò)近4個(gè)月的觀察，沒(méi)有再次發(fā)生因?yàn)槟ポ佄瓷轿恍盘?hào)誤報(bào)、給煤機(jī)斷煤及堵煤、磨煤機(jī)液壓油油壓低等導(dǎo)致磨煤機(jī)跳閘的現(xiàn)象，大大提高了制粉系統(tǒng)的可靠性，同時(shí)也為來(lái)年迎峰度夏、雨季斷煤頻繁時(shí)期制粉系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行提前打下了基礎(chǔ)。