李濱

(廣東惠州平海發(fā)電廠有限公司，廣東 惠東 516363)

0 引言

廣東惠州平海發(fā)電廠有限公司(以下簡(jiǎn)稱平海電廠)規(guī)劃6臺(tái)1 000 MW超超臨界燃煤機(jī)組，一期工程建設(shè)2臺(tái)機(jī)組。項(xiàng)目配置高效靜電除塵器，同步建設(shè)脫硫、脫硝裝置，鍋爐采用低氮燃燒技術(shù)。特長(zhǎng)非冷式煙溫探針是在超超臨界機(jī)組雙切圓鍋爐里面運(yùn)用的一種煙溫測(cè)量?jī)x器，它在鍋爐點(diǎn)火升溫、升壓過程中發(fā)揮了重要的監(jiān)測(cè)作用。

1 特長(zhǎng)非冷式煙溫探針概況

1.1 特長(zhǎng)非冷式煙溫探針

煙溫探針一般用在鍋爐過熱器或再熱器進(jìn)口的關(guān)鍵區(qū)域，以防止鍋爐啟動(dòng)過程中管壁金屬過熱。它由1個(gè)內(nèi)含探測(cè)元件的槍管構(gòu)成，槍管借助行走箱伸入或退出爐膛以測(cè)量沿鍋爐寬度的爐膛煙氣溫度。為了測(cè)量爐膛內(nèi)各點(diǎn)的煙氣溫度，煙溫探針可停留在其行程上的每一個(gè)預(yù)定位置，通過位置指示儀顯示出電偶末端在爐膛的位置。

煙溫探針電氣部分主要由控制柜、就地控制箱以及熱電偶、電位器、行程開關(guān)等組成。

1.2 特長(zhǎng)非冷式煙溫探針的3種運(yùn)行方式

1.2.1 就地運(yùn)行

(1)合上電源，就地控制箱上“電源”指示燈亮;(2)設(shè)定選擇開關(guān)為就地控制;

(3)按“前進(jìn)”按鈕，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，槍管向前運(yùn)動(dòng)，“運(yùn)行”指示燈亮。

當(dāng)測(cè)得的溫度低于設(shè)定的報(bào)警溫度時(shí)，槍管一直向前運(yùn)動(dòng)，直至操作人員按下“停止”按鈕，使槍管在其行程的任意位置立即停止運(yùn)動(dòng)，以便煙溫探針連續(xù)監(jiān)測(cè)該點(diǎn)的溫度(僅限于行程小于6 m的TS－O型煙溫探針)。對(duì)于行程大于8 m的TZ－O特長(zhǎng)非冷式煙溫探針，不能在行程的任意位置停止槍管的運(yùn)動(dòng)以測(cè)溫。由于行程長(zhǎng)，槍管的懸臂非常大，在高溫下停留會(huì)使槍管懸臂根部產(chǎn)生應(yīng)力集中而引起材料塑性變形，使槍管產(chǎn)生疲勞損壞，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成斷管。建議6～8 m行程的TS－O型煙溫探針也不要在行程大于6 m時(shí)按“停止”按鈕測(cè)溫，正常測(cè)溫應(yīng)該在煙溫探針不斷前進(jìn)和后退中進(jìn)行。

(4)就地運(yùn)行時(shí)，在集控室內(nèi)的儀表顯示測(cè)得的煙氣溫度和槍管端部的位置。

(5)當(dāng)槍管向前運(yùn)行或停止時(shí)，按下“后退”按鈕會(huì)使槍管逆行，直到回到停運(yùn)位置停止運(yùn)行。

1)當(dāng)槍管前行、逆行或停止時(shí)，按下“停機(jī)/復(fù)位”按鈕將使槍管退回至停運(yùn)位置。

2)當(dāng)煙溫探針監(jiān)測(cè)到爐膛煙氣溫度達(dá)到或超過設(shè)定的報(bào)警溫度(540℃)時(shí)，槍管將自動(dòng)退回至停運(yùn)位置，并發(fā)出“煙氣溫度高”報(bào)警信號(hào)。

1.2.2 遠(yuǎn)程運(yùn)行

(1)合上電源，就地控制箱上“電源”指示燈亮。

(2)在就地控制箱上將選擇開關(guān)設(shè)定為遙控操作。

(3)按“前進(jìn)”按鈕，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，槍管向前運(yùn)動(dòng)，“運(yùn)行”指示燈亮。當(dāng)測(cè)得的溫度低于設(shè)定的報(bào)警溫度時(shí)，槍管一直向前運(yùn)動(dòng)，直至:后退行程開關(guān)RLS動(dòng)作，使槍管自動(dòng)逆行;操作人員按下“后退”按鈕，使槍管在其行程的任意位置立即逆向運(yùn)行;操作人員按下“停機(jī)/復(fù)位”按鈕，使槍管在其行程的任意位置立即逆行，直至回到停運(yùn)位置停止運(yùn)行。

(4)在遠(yuǎn)程運(yùn)行時(shí)，在集控室內(nèi)的儀表顯示測(cè)得的煙氣溫度和探管端部的位置。

(5)當(dāng)槍管向前運(yùn)行或停止時(shí)，按下“后退”按鈕會(huì)使槍管逆行，直到:停止行程開關(guān)SLS動(dòng)作，將使槍管運(yùn)行自動(dòng)變?yōu)橄蚯?操作人員按下“前進(jìn)”按鈕，將使槍管在其行程的任意位置立即由向后運(yùn)行改為向前運(yùn)行。

(6)當(dāng)槍管前行、逆行或停止時(shí)，按下“停機(jī)/復(fù)位”按鈕將使槍管退回至停運(yùn)位置。

(7)當(dāng)煙溫探針監(jiān)測(cè)到爐膛煙氣溫度達(dá)到或超過設(shè)定的報(bào)警溫度時(shí)，槍管將自動(dòng)退回至停運(yùn)位置，并發(fā)出“煙氣溫度高”報(bào)警信號(hào)。1.2.3 長(zhǎng)期停機(jī)期間探針運(yùn)行

在一般情況下，探針運(yùn)行頻繁，因而其運(yùn)行能力在任何時(shí)候都有保證;若很少運(yùn)行，至少每14 d應(yīng)運(yùn)行1次，以保證所有活動(dòng)部件尤其是限位開關(guān)的動(dòng)作能力。

2 探針故障分析與處理

對(duì)實(shí)際應(yīng)用中出現(xiàn)的故障情況進(jìn)行了分析，找到了相應(yīng)的解決方法，下面對(duì)實(shí)際應(yīng)用中遇到的故障以及相應(yīng)的處理方法做進(jìn)一步論述。

2.1 探針故障現(xiàn)象

以#1鍋爐A側(cè)煙溫探針故障為例，當(dāng)運(yùn)行人員將A側(cè)煙溫探針投入自動(dòng)運(yùn)行(投入后煙溫探針會(huì)自動(dòng)前進(jìn)、后退做往返運(yùn)動(dòng)，直到運(yùn)行人員操作復(fù)位按鈕后到退出位置停止)，煙溫探針退出運(yùn)行到反饋顯示為35%位置時(shí)，運(yùn)行人員在遠(yuǎn)方將A側(cè)煙溫探針再次點(diǎn)擊操作伸入爐膛，此時(shí)爐膛顯示溫度約380℃，A側(cè)煙溫探針全部伸入爐膛(位置反饋105%，顯示正常)，無煙溫探針故障報(bào)警，畫面反饋顯示煙溫探針停止運(yùn)行。

根據(jù)畫面反饋顯示情況，運(yùn)行人員在分散控制系統(tǒng)(DCS)上操作了復(fù)位按鈕(即無論煙溫探針在前進(jìn)或后退位，執(zhí)行該指令后煙溫探針退到退出位置后停止)，指令正常，DCS檢測(cè)到復(fù)位指令的反饋，煙溫探針就地沒有退出動(dòng)作，A側(cè)煙溫探針狀態(tài)顯示為白色(停止?fàn)顟B(tài))。對(duì)熱控系統(tǒng)進(jìn)行檢查，反饋DCS邏輯和畫面報(bào)警反饋系統(tǒng)正常，請(qǐng)運(yùn)行人員再操作，運(yùn)行人員在DCS上操作了1次后退按鈕，煙溫探針就地沒有退出動(dòng)作，直到DCS顯示該煙溫探針溫度高報(bào)警(540℃)。此時(shí)，運(yùn)行人員沒有注意到報(bào)警信息，使探針一直維持在全進(jìn)(105%)狀態(tài)。

在維持此狀態(tài)18 h后，現(xiàn)場(chǎng)人員才發(fā)現(xiàn)槍管燒彎，立即組織人員往外拉出槍管，在拉出8 m后發(fā)現(xiàn)槍管已斷裂了一半，為防止造成不可預(yù)估的后果，決定把煙溫探針槍管固定住并在斷裂處補(bǔ)焊、加固，防止槍管進(jìn)一步斷裂。

2.2 故障原因分析

2.2.1 煙溫探針的控制原理

當(dāng)就地或遠(yuǎn)方發(fā)送前進(jìn)指令時(shí)，R4繼電器閉合，使R1繼電器閉合并保持，使得前進(jìn)回路TPE接觸器帶電，煙溫探針前進(jìn)，碰到后退行程開關(guān)RLS后，TPE接觸器失電，TPR接觸器帶電，煙溫探針后退。碰到停止行程開關(guān)SLS后，TPR接觸器失電，TPE接觸器帶電，使得煙溫探針往返進(jìn)入爐膛測(cè)量溫度。當(dāng)就地或遠(yuǎn)方發(fā)送復(fù)位按鈕時(shí)，R7繼電器閉合，使得R12繼電器閉合并保持，同時(shí)給遠(yuǎn)方DCS發(fā)已復(fù)位信號(hào)(此信號(hào)在停止行程開關(guān)SLS動(dòng)作后消失);另外，R7繼電器閉合后，TPE接觸器及R1繼電器失電，使TPR接觸器帶電，當(dāng)煙溫探針退出碰觸到停止行程開關(guān)后停止運(yùn)行。

2.2.2 故障實(shí)例

根據(jù)煙溫探針的控制原理，使用排除法發(fā)現(xiàn)，只有當(dāng)R4接觸器保持閉合(推斷可能因感應(yīng)電壓而保持)時(shí)，推斷的現(xiàn)象才與操作、檢查的現(xiàn)象符合。

當(dāng)天，運(yùn)行人員在遠(yuǎn)方DCS發(fā)送前進(jìn)指令時(shí)，R4繼電器閉合，使R1繼電器閉合并保持，使得TPE接觸器帶電，煙溫探針前進(jìn)并碰觸后退位行程開關(guān)RLS后，TPE接觸器失電。此時(shí)，R4繼電器仍保持閉合，后退回路接觸器TPR無法帶電，煙溫探針停止運(yùn)行。在R4繼電器保持閉合的情況下，煙溫探針的后退回路無法帶電，即煙溫探針無法退出。2011－04－13 T 11:39，當(dāng)運(yùn)行人員就地將煙溫探針切換到就地操作時(shí)，在遠(yuǎn)方切換到就地操作后，R4繼電器無法保持且因煙溫探針未在退出狀態(tài)，退出回路TPR接觸器動(dòng)作，煙溫探針自動(dòng)退出了約50 cm后，因槍桿變形機(jī)械卡澀造成電機(jī)熱偶動(dòng)作。

2.2.3 R4繼電器因感應(yīng)電壓而保持的原因分析

(1)R4繼電器線圈電壓是AC 220 V，A側(cè)煙溫探針控制柜到DCS機(jī)柜的電纜約160 m，B側(cè)煙溫探針控制柜到DCS的電纜約120 m，形成感應(yīng)電壓。

(2)現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)，在遠(yuǎn)方時(shí)該繼電器的感應(yīng)電壓為60 V左右。

(3)運(yùn)行人員在機(jī)組啟動(dòng)時(shí)首次(2011－04－12 T 14:40)正常投入A側(cè)煙溫探針后，于15:00啟動(dòng)了A送風(fēng)機(jī)，15:19啟動(dòng)了A一次風(fēng)機(jī)，15:46啟動(dòng)了A磨煤機(jī)，這些大型轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備可能會(huì)增加感應(yīng)電壓。因無法復(fù)原當(dāng)時(shí)的運(yùn)行條件，無法進(jìn)一步考證。

(4)B側(cè)的煙溫探針因電纜相對(duì)較短，感應(yīng)電壓相對(duì)較小。

在煙溫探針正常運(yùn)行過程中，當(dāng)再次對(duì)煙溫探針進(jìn)行前進(jìn)操作時(shí)，誘發(fā)了因感應(yīng)電壓造成煙溫探針無法退出的故障。

3 結(jié)束語

綜上所述，雖然特長(zhǎng)非冷式煙溫探針可以準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)地對(duì)鍋爐的溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè))但其自身還存在一定的缺陷。該類型探針有3種工作狀態(tài)，在自動(dòng)狀態(tài)時(shí)，探針在爐膛內(nèi)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，其目的是測(cè)量爐膛的平均煙溫。這樣的驅(qū)動(dòng)方式導(dǎo)致電氣回路稍顯復(fù)雜，在運(yùn)行途中，一旦停止運(yùn)行就容易導(dǎo)致探針無法退出而燒壞探針。

［1］韓吉田，歸柯庭，施明恒，等.一種新型電容測(cè)溫探針的研究 ［J］.儀器儀表學(xué)報(bào)，1997(4):71 －74.

［2］羅硯鑫，羅慶康.爐膛煙溫探針程控系統(tǒng)的改進(jìn)［J］.華北電力技術(shù)，1992(5):56－58.