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        鍋爐二次風(fēng)系統(tǒng)問題分析及其解決

        2015-04-17 19:21:17喬辛夷高貴文
        機(jī)電信息 2015年24期
        關(guān)鍵詞:控制板執(zhí)行器風(fēng)量

        喬辛夷 高貴文 沈 靖

        (上海電力股份有限公司吳涇熱電廠,上海200241)

        1 二次風(fēng)系統(tǒng)概況

        二次風(fēng)控制系統(tǒng)主要包括:

        (1)DCS控制系統(tǒng)內(nèi)根據(jù)總風(fēng)量、爐膛與風(fēng)箱差壓、燃料量等參數(shù)的設(shè)定及測算所得的過程量,經(jīng)過調(diào)節(jié)器計算輸出對應(yīng)二次風(fēng)執(zhí)行器的開度指令,控制現(xiàn)場二次風(fēng)執(zhí)行器的開、關(guān)。

        (2)現(xiàn)場差壓、壓力測點、變送器,現(xiàn)場二次風(fēng)執(zhí)行器。

        我廠8、9號爐二次風(fēng)系統(tǒng)自投運(yùn)以來故障頻發(fā),使得班組缺陷數(shù)量居高不下。2013年月均故障次數(shù)為12.75次,而11月份更是高達(dá)19次,嚴(yán)重影響了機(jī)組的燃燒效率及低氮環(huán)保運(yùn)行。

        2 二次風(fēng)系統(tǒng)故障原因分析及確定

        2.1 可能的原因

        我們根據(jù)實際情況,利用頭腦風(fēng)暴的方法,經(jīng)過熱烈討論,將較可能引起二次風(fēng)控制系統(tǒng)故障的各種因素一一列出,得到了以下6個因素:

        (1)二次風(fēng)量測算方面有:1)二次風(fēng)風(fēng)量測量不準(zhǔn)確;2)一次風(fēng)壓力壞值傳遞。

        (2)二次風(fēng)執(zhí)行器故障方面有:1)執(zhí)行器反饋與指令偏差大;2)執(zhí)行器力矩設(shè)置過小;3)執(zhí)行器控制板受環(huán)境溫度影響大;4)執(zhí)行器電池壽命過短。

        我們對每個因素進(jìn)行了分析確認(rèn)。

        2.2 各個因素逐一分析

        2.2.1 因素1:二次風(fēng)風(fēng)量測量不準(zhǔn)確

        我們請風(fēng)量標(biāo)定專業(yè)人員至現(xiàn)場試驗,將實際風(fēng)量和計算機(jī)顯示風(fēng)量進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計比較。結(jié)果顯示,實測風(fēng)量與計算機(jī)上顯示的風(fēng)量接近,平均誤差(絕對值)1.93%,最大誤差(絕對值)3.22%,均達(dá)到DL/T774—2004標(biāo)準(zhǔn)中5%以內(nèi)的要求,風(fēng)量測量準(zhǔn)確。

        2.2.2 因素2:一次風(fēng)壓力壞值傳遞

        (1)我們先調(diào)查了DCS系統(tǒng)內(nèi)的相關(guān)邏輯算法,發(fā)現(xiàn)一次風(fēng)壓力、流量、總風(fēng)量存在一定的計算關(guān)系,且邏輯中算法塊也設(shè)置有壞值傳遞功能,即一次風(fēng)壓力出現(xiàn)壞值會導(dǎo)致二次風(fēng)、總風(fēng)量出現(xiàn)壞值。

        (2)我們經(jīng)過分析得出一次風(fēng)壓力出現(xiàn)壞值的原因:1)停磨煤機(jī)關(guān)閉出口門;2)測壓管路積灰堵塞。

        2.2.3 因素3:執(zhí)行器反饋與指令偏差大

        我們查看了缺陷記錄和歷史趨勢,并抽取了5只執(zhí)行器進(jìn)行試驗,分別發(fā)送0%、25%、50%、75%、100%的指令信號,記錄反饋數(shù)值。結(jié)果顯示,執(zhí)行器的反饋與指令偏差均在2%以內(nèi),符合DL/T774—2004標(biāo)準(zhǔn)中的要求。

        2.2.4 因素4:執(zhí)行器力矩設(shè)置過小

        對此,我們抽查了執(zhí)行器的力矩設(shè)置值,與二次風(fēng)執(zhí)行器指導(dǎo)手冊ACK09-02B中的推薦值進(jìn)行比較,并查詢有無出現(xiàn)力矩保護(hù)動作的情況發(fā)生。統(tǒng)計結(jié)果表明,二次風(fēng)執(zhí)行器的力矩設(shè)定值均在50%以上,符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

        2.2.5 因素5:執(zhí)行器控制板受環(huán)境溫度影響大

        控制板是二次風(fēng)執(zhí)行器的核心部件之一,如果控制板發(fā)生故障,將導(dǎo)致執(zhí)行器無法正常運(yùn)作。我們調(diào)查發(fā)現(xiàn),在酷暑和寒冬期間執(zhí)行器控制板常有異常出現(xiàn),導(dǎo)致執(zhí)行器報警、不動作等情況。

        2.2.6 因素6:執(zhí)行器電池壽命過短

        我們根據(jù)ACK09-02B中的規(guī)定,在檢修和日常消缺過程中,對內(nèi)部電池電壓進(jìn)行檢測并做記錄統(tǒng)計。結(jié)果顯示,內(nèi)部電池的電壓都保持在3.60V左右,未出現(xiàn)失電的情況,同時電池的使用時間都不足3年,全部在10年的使用壽命以內(nèi)。

        2.3 引起我廠8、9號爐二次風(fēng)系統(tǒng)故障的主要原因確定

        經(jīng)過以上分析,我們找到了引起二次風(fēng)控制系統(tǒng)故障的兩個主要原因:

        (1)一次風(fēng)壓力壞值傳遞。

        (2)控制板受環(huán)境溫度影響大。

        3 選擇對策方案及實施

        3.1 方案的確定

        我們利用頭腦風(fēng)暴法,針對各主要原因提出了各種方案。為找到最佳解決方案,我們對初步方案按照“有效性”、“經(jīng)濟(jì)性”、“難易度”和“可持續(xù)時間”4個方面進(jìn)行評估,最終選出以下兩個最佳方案:

        (1)改進(jìn)控制板,使用“金華”執(zhí)行器控制板。

        (2)改進(jìn)邏輯,避免一次風(fēng)壓力壞值傳遞影響到總風(fēng)量。

        3.2 方案的實施

        3.2.1 改進(jìn)控制板,使用“金華”執(zhí)行器控制板

        2014年3—6月期間,我們結(jié)合檢修,提前與供應(yīng)商取得聯(lián)系,提供產(chǎn)品要求。并于廠家送來新控制板后進(jìn)行了測試,結(jié)果符合我們的要求。

        在對原有控制板進(jìn)行改進(jìn)的同時,我們對原有執(zhí)行器環(huán)境進(jìn)行了清掃維護(hù),力求使執(zhí)行器運(yùn)行更順暢。

        實施效果檢查:在采用新控制板后,對歷史記錄的調(diào)查顯示,2014年6—12月間發(fā)生控制板異常導(dǎo)致二次風(fēng)故障次數(shù)為0次,同比2013年6—12月間的23次大大降低,控制板受環(huán)境溫度影響大的問題得到有效解決,達(dá)到預(yù)計目標(biāo)。

        3.2.2 改進(jìn)邏輯,避免一次風(fēng)壓力壞值傳遞影響到總風(fēng)量

        2014年3—6月期間,在與設(shè)備、運(yùn)行部等各相關(guān)部門聯(lián)系,請明華專業(yè)人員至現(xiàn)場研究討論后得出了修正一次風(fēng)流量上游算法傳遞壞值的改進(jìn)方法。然后對DCS計算機(jī)控制系統(tǒng)內(nèi)邏輯進(jìn)行了改進(jìn),完成后對原始資料和修正后資料做好備份,整理歸檔。

        實施效果檢查:改進(jìn)后,我們又對2014年7—12月間一次風(fēng)壓力壞值傳遞致總風(fēng)量異常的情況進(jìn)行了統(tǒng)計結(jié)果顯示,一次風(fēng)壓力壞值傳遞致總風(fēng)量異常的情況未出現(xiàn),我們實現(xiàn)了預(yù)定目標(biāo)。

        4 經(jīng)濟(jì)效益和社會效益分析

        我們統(tǒng)計的8、9號鍋爐2014年二次風(fēng)控制系統(tǒng)故障次數(shù)顯示,二次風(fēng)故障次數(shù)從原來的12.75次/月降低到了0.5次/月,改進(jìn)成功。

        4.1 經(jīng)濟(jì)效益

        (1)二次風(fēng)系統(tǒng)設(shè)備的正常運(yùn)作保障了鍋爐的燃燒效率及機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行,有效降低了鍋爐省煤器出口氮氧化物含量,從而節(jié)約了氨氣的使用量。

        改進(jìn)成本:材料費(fèi)18 000元+安裝調(diào)試費(fèi)用3 000元=21 000元。

        鍋爐省煤器出口NOx含量從原來的超過500μg/m3下降至現(xiàn)在的300μg/m3,從而使得氨氣流量從原來的單側(cè)55m3/h降低至40m3/h,換算成噸數(shù)為(55-40)×0.002 738=0.041 07t/h。以每噸氨氣流量13 000元計算,每天可節(jié)約資金:0.041 07×2×13 000×24=25 627.68元。

        (2)二次風(fēng)系統(tǒng)設(shè)備的良好運(yùn)作,提高了鍋爐自動調(diào)節(jié)水平、負(fù)荷響應(yīng)速度,隱形經(jīng)濟(jì)效益不可估量。

        4.2 社會效益

        隨著鍋爐風(fēng)煤配比更加合理,摻燒低值煤時機(jī)組運(yùn)行將更加安全、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定。

        鍋爐省煤器出口NOx含量從原來的超過500μg/m3下降至現(xiàn)在的300μg/m3。為脫硝出口 NOx含量保持在75μg/m3(國家標(biāo)準(zhǔn)為100μg/m3以內(nèi))提供了良好的基礎(chǔ)和保障,為節(jié)能減排和低NOx排放、樹立企業(yè)的良好公眾形象作出了貢獻(xiàn)。

        [1]黃新元.電站鍋爐運(yùn)行與燃燒調(diào)整[M].北京:中國電力出版社,2003.

        [2]李遵基.熱工自動控制系統(tǒng)[M].北京:中國電力出版社,1997.

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