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引言
某熱電有限公司一期3×220t/h--YG-220/9.8-M3型鍋爐均由濟(jì)南某股份有限公司提供，每臺(tái)鍋爐配套4臺(tái)江蘇某技術(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(lái)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(guò)通訊板（電流板）來(lái)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(guò)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：

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(guò)時(shí)，計(jì)量托輥檢測(cè)到皮帶機(jī)上的物料重量通過(guò)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)算公式為：

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：

從上圖可以看出，給煤機(jī)在運(yùn)行中無(wú)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(wèn)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(guò)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(wú)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(guò)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(lái)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(wú)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(wú)需改動(dòng)，簡(jiǎn)單方便。
改造的控制方式如圖4所示：

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(lái)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(lái)安裝接近開關(guān)，利用接近開關(guān)來(lái)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(guò)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(lái)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(lái)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(lái)了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。
5結(jié)束語(yǔ)
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(lái)，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。

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