胡明*

（萬華化學(xué)（寧波）熱電有限公司，浙江寧波，315000）

淺談給煤機(jī)控制與稱重系統(tǒng)的改造

胡明*

（萬華化學(xué)（寧波）熱電有限公司，浙江寧波，315000）

介紹了萬華化學(xué)（寧波）熱電有限公司一期3×220t/h--YG-220/9.8-M3型鍋爐給煤機(jī)運(yùn)行中存在的缺陷及其改造方案。改造前，控制和稱重系統(tǒng)受各種因素的制約，嚴(yán)重影響給煤機(jī)的運(yùn)行。通過改造，優(yōu)化了控制回路，改變了轉(zhuǎn)速和堵煤測(cè)點(diǎn)的檢測(cè)方式，故障率大大降低，保障了生產(chǎn)運(yùn)行。

給煤機(jī)；控制回路；XR2105控制器；轉(zhuǎn)速傳感器；堵煤探頭

引言

萬華化學(xué)（寧波）熱電有限公司一期 3×220t/h--YG-220/9.8-M3型鍋爐均由濟(jì)南鍋爐股份有限公司提供，每臺(tái)鍋爐配套4臺(tái)江蘇賽摩拉姆齊技術(shù)有限公司生產(chǎn)的10-55耐壓式稱重給煤機(jī)。10-55耐壓式給煤機(jī)調(diào)節(jié)回路包括XR2105積算器、變頻器、稱重傳感器、速度傳感器四部分組成，具有給煤機(jī)內(nèi)部超溫、出口落煤口堵煤、皮帶跑偏、輸送機(jī)變頻器故障及出口速關(guān)閥關(guān)閉等跳閘保護(hù)裝置，以保證給煤機(jī)安全運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)鍋爐運(yùn)行中連續(xù)均勻給煤，方便運(yùn)行人員根據(jù)實(shí)際給煤量來調(diào)整鍋爐的負(fù)荷。

1 設(shè)計(jì)控制、稱重及跳閘保護(hù)原理

1.1 控制原理

10-55耐壓式稱重給煤機(jī)控制方式為：將被檢測(cè)的重量信號(hào)及速度信號(hào)一同送入XR2105積算器進(jìn)行微積分處理并顯示以噸/小時(shí)為單位的瞬時(shí)流量及以噸為單位的累計(jì)量。其內(nèi)部調(diào)節(jié)器將實(shí)測(cè)瞬時(shí)流量信號(hào)值與經(jīng)過通訊板（電流板）來自于DCS的設(shè)定流量值進(jìn)行比較，并根據(jù)偏離大小輸出相應(yīng)的信號(hào)值，通過變頻器改變電機(jī)轉(zhuǎn)速的快慢以改變給料量使之與設(shè)定值一致，從而完成恒定給料流量的控制。如圖1、圖2所示：

圖1 控制器接線圖

圖2 控制原理圖

1.2 稱重原理

電子皮帶秤稱重橋架安裝于輸送機(jī)架上，當(dāng)物料經(jīng)過時(shí)，計(jì)量托輥檢測(cè)到皮帶機(jī)上的物料重量通過杠桿作用于稱重傳感器，產(chǎn)生一個(gè)正比于皮帶載荷的電壓信號(hào)。速度傳感器設(shè)計(jì)為EC40A6-P4AR-600型編碼器，直接連在大直徑測(cè)速滾筒上，提供一系列脈沖，每個(gè)脈沖表示一個(gè)皮帶運(yùn)動(dòng)單元，脈沖的頻率正比于皮帶速度。工作時(shí)，稱重傳感器將檢測(cè)到皮帶上的物料重量送入XR2105控制器，同時(shí)由測(cè)速傳感器皮帶輸送機(jī)的速度信號(hào)也送入XR2105控制器，儀表將速度信號(hào)與稱重信號(hào)進(jìn)行積分處理，得到瞬時(shí)流量及累計(jì)量。簡(jiǎn)要的計(jì)算公司為：

式中：

QMAX——單位：噸 /小時(shí) 稱重傳感器所測(cè)

L ——皮帶的長(zhǎng)度，單位：米

S ——3600 秒

V ——單位：米/秒 速度傳感器所測(cè)

1.3 跳閘保護(hù)原理

給煤機(jī)跳閘保護(hù)原理如圖3所示：

圖3 控制回路原理圖

從上圖可以看出，給煤機(jī)在運(yùn)行中無論是處于遠(yuǎn)控還是就地狀態(tài)，只要堵煤、跑偏、變頻器故障、超溫任一信號(hào)出現(xiàn)，給煤機(jī)都將跳閘。圖中需要重點(diǎn)介紹的是堵煤信號(hào)傳感器SQB設(shè)計(jì)為磁感應(yīng)式接近開關(guān)，安裝在給煤機(jī)內(nèi)部出口速關(guān)閥上部，當(dāng)落煤口堵煤時(shí)，煤流推動(dòng)堵煤測(cè)點(diǎn)前部的金屬檔板靠近感應(yīng)式接近開關(guān)，接近開關(guān)觸點(diǎn)閉合到達(dá)設(shè)定的時(shí)間后，KTS5動(dòng)作以達(dá)到檢測(cè)目的，其它信號(hào)檢測(cè)點(diǎn)均安裝在給煤機(jī)上部或控制柜內(nèi)直接動(dòng)作繼電器。

2 改造前存在的問題

2.1 控制回路缺陷

從上面給煤機(jī)控制原理圖可以看出，在XR2105控制器自動(dòng)控制（PID控制）狀態(tài)下，首先當(dāng)給煤機(jī)運(yùn)行中當(dāng)稱重部分故障時(shí)，XR2105控制器稱重顯示為零，而控制收到的DCS遠(yuǎn)控信號(hào)沒變，通過PID演算后輸出到變頻器的信號(hào)為20mADC，變頻器輸出為50HZ，輸送機(jī)以工頻方式運(yùn)行，給煤量無法調(diào)節(jié)，影響鍋爐運(yùn)行；其次此種控制方式，以XR2105控制器為中心，DCS給定信號(hào)通過XR2105比較后，輸出控制的是變頻器，而XR2105反饋的是煤量百分比，經(jīng)常給運(yùn)行人員帶來誤解，另外控制信號(hào)和反饋信號(hào)都接入電流板，給煤機(jī)電流板易發(fā)故障，故障發(fā)生后給煤機(jī)不能正常運(yùn)行，影響生產(chǎn)；再次是運(yùn)行中給煤量的變化，XR2105控制器自動(dòng)控制輸出變化頻繁，致使變頻器輸出頻率忽大忽小，導(dǎo)致輸送機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)裝置忽快忽慢，易損壞軸承和轉(zhuǎn)動(dòng)部件，造成設(shè)備故障，影響生產(chǎn)運(yùn)行。

2.2 稱重系統(tǒng)缺陷

由于原給煤機(jī)設(shè)計(jì)中，皮帶秤測(cè)速裝置選用的是旋轉(zhuǎn)編碼器結(jié)構(gòu)，連在輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)軸上，安裝在給煤機(jī)殼體內(nèi)部，因此測(cè)速裝置受給煤機(jī)殼體內(nèi)環(huán)境和輸送轉(zhuǎn)動(dòng)裝置的影響很大，極易產(chǎn)生松動(dòng)、高溫時(shí)信號(hào)無輸出等故障，造成稱重顯示錯(cuò)誤，而且一旦測(cè)速裝置故障，往往需要停給煤機(jī)，與鍋爐本體隔離，由于內(nèi)部環(huán)境惡劣，固定螺絲拆卸和信號(hào)線拆接非常困難，耗時(shí)耗力，工作效率低下，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)影響生產(chǎn)運(yùn)行。

2.3 保護(hù)電源和測(cè)點(diǎn)選用缺陷

從給煤機(jī)控制回路原理圖可以看出，該控制回路電源和保護(hù)回路電源取自同一電源，運(yùn)行中當(dāng)保護(hù)測(cè)點(diǎn)或線路發(fā)生故障短路時(shí)，電源開關(guān)跳閘，給煤機(jī)速關(guān)閥因失去控制電源而不能迅速關(guān)閉，爐膛內(nèi)煙氣反串，嚴(yán)重影響給煤機(jī)的安全運(yùn)行。另外，上文中提到堵煤信號(hào)傳感器SQB設(shè)計(jì)為磁感應(yīng)式接近開關(guān)，安裝在給煤機(jī)內(nèi)部出口速關(guān)閥上部，靠煤流推動(dòng)金屬檔板以達(dá)到檢測(cè)目的，由于前部殼體內(nèi)運(yùn)行環(huán)境惡劣，高溫、潮濕和銹蝕均會(huì)造成堵煤檢測(cè)信號(hào)誤動(dòng)或拒動(dòng)，也會(huì)影響給煤機(jī)安全運(yùn)行，而且在給煤機(jī)內(nèi)部更換和維護(hù)極不方便。

3 具體改造措施

3.1 控制回路改造

由于公司幾臺(tái)鍋爐供熱方式為母管制，蒸發(fā)量的變化多靠人工干預(yù)，給煤機(jī)流量積算控制器XR2105在我公司僅作煤量監(jiān)視用，控制方式不需要那么復(fù)雜，由DCS輸出直接控制變頻器，運(yùn)行中即使給料機(jī)控制器或稱重系統(tǒng)部件出現(xiàn)故障，運(yùn)行人員也可根據(jù)DCS改變變頻大小控制給煤量，既簡(jiǎn)單又明了。具體做法是把XR2105控制器電流板上輸入和輸出信號(hào)短接（1和4、2和5短接），在DCS上把變頻器反饋信號(hào)作為手操器的跟蹤量，其他無需改動(dòng)，簡(jiǎn)單方便。

改造的控制方式如圖4所示：

圖4 改造后的控制原理圖

3.2 測(cè)速裝置改造

EC40A6-P4AR-600型編碼器，在轉(zhuǎn)動(dòng)中提供的一系列脈沖，每個(gè)脈沖表示一個(gè)皮帶運(yùn)動(dòng)單元，脈沖的頻率正比于皮帶速度。根據(jù)此測(cè)量原理，我們改用LT18A3-8-J/EZ型接近開關(guān)（三線制24VDC）來測(cè)量輸送機(jī)風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速以達(dá)到測(cè)速的同樣效果，以實(shí)現(xiàn)把測(cè)速裝置已到殼體外部的目的，方便檢修人員維護(hù)和更換。具體做法是在輸送機(jī)風(fēng)扇的風(fēng)葉上裝配一個(gè)金屬感應(yīng)件（注意只需一個(gè)即可），在風(fēng)扇的外殼上打一個(gè)孔并利用電機(jī)本體來安裝接近開關(guān)，利用接近開關(guān)來測(cè)量風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)的脈沖，最后在空皮帶運(yùn)行時(shí)，通過XR2105控制器菜單重新建立皮帶的自測(cè)周期即可測(cè)得皮帶的轉(zhuǎn)速，達(dá)到同樣的積算效果。

3.3 保護(hù)回路電源和堵煤檢測(cè)裝置的改造

對(duì)于控制回路電源電源和保護(hù)回路電源不獨(dú)立存在的缺陷，我們根據(jù)給煤機(jī)控制原理圖，把保護(hù)回路單獨(dú)設(shè)了一路電源開關(guān)，并把保護(hù)電源消失的信號(hào)加到給煤機(jī)和速關(guān)閥的保護(hù)中，當(dāng)保護(hù)測(cè)點(diǎn)或電纜故障造成保護(hù)電源開關(guān)跳閘時(shí)，DCS報(bào)警，同時(shí)關(guān)閉速關(guān)閥和停給煤機(jī)，保證了給煤機(jī)的安全運(yùn)行。

對(duì)原有堵煤檢測(cè)裝置在煤種不好或運(yùn)行環(huán)境惡劣的情況下，易造成給煤機(jī)保護(hù)誤動(dòng)或拒動(dòng)帶來的困擾，我們根據(jù)給煤機(jī)實(shí)際運(yùn)行工況，并查閱了大量的相關(guān)資料，最后選用SIP型阻旋式料位開關(guān)來代替原有的堵煤檢測(cè)裝置，當(dāng)給煤機(jī)前部落煤口有物料堆積碰到該料位開關(guān)時(shí)，發(fā)出跳閘信號(hào)從而達(dá)到保護(hù)目的。這種改造的好處是即時(shí)檢測(cè)裝置電器元件損壞，也不需要打開給煤機(jī)殼體，可直接在外部更換。

4 改造的效果

改造后的給煤機(jī)，用DCS直接控制變頻器，輸送機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)均衡平穩(wěn)，延長(zhǎng)了轉(zhuǎn)動(dòng)部件的壽命；控制線和反饋線從積算儀電流板上分開，電流板的故障率降低；將測(cè)速和堵煤檢測(cè)裝置移至殼體外部，檢測(cè)部件不再受高溫等外部環(huán)境的影響，損耗率減小也方便了檢修維護(hù)，至15年9月改造完成后，給煤機(jī)運(yùn)行缺陷大大降低，即節(jié)約了維修成本，也保障了生產(chǎn)的安全運(yùn)行，給公司帶來了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

5 結(jié)束語

在鍋爐運(yùn)行中，給煤機(jī)起著極其重要的作用，給煤機(jī)的正常運(yùn)行與否，直接影響到生產(chǎn)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效益。因此，如何保證給煤機(jī)安全、可靠、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行，是我們每個(gè)檢修技術(shù)人員的職責(zé)。愿我們的同行攜起手來，記錄檢修維護(hù)、改造優(yōu)化中的一點(diǎn)一滴，共同分享我們的檢修成果吧。

[1]GB/T7721-2008連續(xù)累計(jì)自動(dòng)衡器(皮帶秤).

[2]DL/T513-93NJG型耐壓式計(jì)量給煤機(jī).

[3]JG195-2002連續(xù)累計(jì)自動(dòng)衡器計(jì)量檢定規(guī)程.

[4]JC/T917-2003建材工業(yè)用帶式定量給煤機(jī).

[5]DL/T 5109.5-2004電力建設(shè)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范、規(guī)程、標(biāo)準(zhǔn).

Transformation of Coal Feeder Control and Weighing System

HU Ming*
(Wanhua chemical (Ningbo) Thermal Power Co. Ltd. Zhejiang Ningbo,315000,China)

Wanhua chemical (Ningbo) Thermal Power Co. Ltd. to defects of first stage boiler（3×220t/h--YG-220/9.8-M3）coal feeder operation and its modification scheme. Before the transformation,Control and weighing system is restricted by many factors,Seriously affect the operation of coal feeder. By Retrofitting,The control loop is optimized,Change the speed and the detection method of coal plugging point,The failure rate is greatly reduced,Guaranteed the production operation.

coal feeder; control loop; XR2105controller; revolution speed transduce; Coal plugging probe

TP223

A

1672-9129(2017)06-0106-03

10.19551/j.cnki.issn1672-9129.2017.06.036

胡明. 淺談給煤機(jī)控制與稱重系統(tǒng)的改造[J]. 數(shù)碼設(shè)計(jì),2017,6(6)： 106-108.

Cite：HU Ming. Transformation of Coal Feeder Control and Weighing System[J]. Peak Data Science,2017,6(6)： 106-108.

2017-02-07；

2017-03-15。

胡明（1972-），男，浙江寧波，高級(jí)工程師。研究方向：自動(dòng)化控制。

Email：huminghu@whchem.com