鍋爐特長非冷式煙溫探針運行故障處理

李濱

(廣東惠州平海發電廠有限公司，廣東 惠東 516363)

0 引言

廣東惠州平海發電廠有限公司(以下簡稱平海電廠)規劃6臺1 000 MW超超臨界燃煤機組，一期工程建設2臺機組。項目配置高效靜電除塵器，同步建設脫硫、脫硝裝置，鍋爐采用低氮燃燒技術。特長非冷式煙溫探針是在超超臨界機組雙切圓鍋爐里面運用的一種煙溫測量儀器，它在鍋爐點火升溫、升壓過程中發揮了重要的監測作用。

1 特長非冷式煙溫探針概況

1.1 特長非冷式煙溫探針

煙溫探針一般用在鍋爐過熱器或再熱器進口的關鍵區域，以防止鍋爐啟動過程中管壁金屬過熱。它由1個內含探測元件的槍管構成，槍管借助行走箱伸入或退出爐膛以測量沿鍋爐寬度的爐膛煙氣溫度。為了測量爐膛內各點的煙氣溫度，煙溫探針可停留在其行程上的每一個預定位置，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、行程開關等組成。

1.2 特長非冷式煙溫探針的3種運行方式

1.2.1 就地運行

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

(3)按“前進”按鈕，電動機啟動，槍管向前運動，“運行”指示燈亮。

當測得的溫度低于設定的報警溫度時，槍管一直向前運動，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動，以便煙溫探針連續監測該點的溫度(僅限于行程小于6 m的TS－O型煙溫探針)。對于行程大于8 m的TZ－O特長非冷式煙溫探針，不能在行程的任意位置停止槍管的運動以測溫。由于行程長，槍管的懸臂非常大，在高溫下停留會使槍管懸臂根部產生應力集中而引起材料塑性變形，使槍管產生疲勞損壞，嚴重時會造成斷管。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時按“停止”按鈕測溫，正常測溫應該在煙溫探針不斷前進和后退中進行。

(4)就地運行時，在集控室內的儀表顯示測得的煙氣溫度和槍管端部的位置。

(5)當槍管向前運行或停止時，按下“后退”按鈕會使槍管逆行，直到回到停運位置停止運行。

1)當槍管前行、逆行或停止時，按下“停機/復位”按鈕將使槍管退回至停運位置。

2)當煙溫探針監測到爐膛煙氣溫度達到或超過設定的報警溫度(540℃)時，槍管將自動退回至停運位置，并發出“煙氣溫度高”報警信號。

1.2.2 遠程運行

(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設定為遙控操作。

(3)按“前進”按鈕，電動機啟動，槍管向前運動，“運行”指示燈亮。當測得的溫度低于設定的報警溫度時，槍管一直向前運動，直至:后退行程開關RLS動作，使槍管自動逆行;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行;操作人員按下“停機/復位”按鈕，使槍管在其行程的任意位置立即逆行，直至回到停運位置停止運行。

(4)在遠程運行時，在集控室內的儀表顯示測得的煙氣溫度和探管端部的位置。

(5)當槍管向前運行或停止時，按下“后退”按鈕會使槍管逆行，直到:停止行程開關SLS動作，將使槍管運行自動變為向前;操作人員按下“前進”按鈕，將使槍管在其行程的任意位置立即由向后運行改為向前運行。

(6)當槍管前行、逆行或停止時，按下“停機/復位”按鈕將使槍管退回至停運位置。

(7)當煙溫探針監測到爐膛煙氣溫度達到或超過設定的報警溫度時，槍管將自動退回至停運位置，并發出“煙氣溫度高”報警信號。1.2.3 長期停機期間探針運行

在一般情況下，探針運行頻繁，因而其運行能力在任何時候都有保證;若很少運行，至少每14 d應運行1次，以保證所有活動部件尤其是限位開關的動作能力。

2 探針故障分析與處理

對實際應用中出現的故障情況進行了分析，找到了相應的解決方法，下面對實際應用中遇到的故障以及相應的處理方法做進一步論述。

2.1 探針故障現象

以#1鍋爐A側煙溫探針故障為例，當運行人員將A側煙溫探針投入自動運行(投入后煙溫探針會自動前進、后退做往返運動，直到運行人員操作復位按鈕后到退出位置停止)，煙溫探針退出運行到反饋顯示為35%位置時，運行人員在遠方將A側煙溫探針再次點擊操作伸入爐膛，此時爐膛顯示溫度約380℃，A側煙溫探針全部伸入爐膛(位置反饋105%，顯示正常)，無煙溫探針故障報警，畫面反饋顯示煙溫探針停止運行。

根據畫面反饋顯示情況，運行人員在分散控制系統(DCS)上操作了復位按鈕(即無論煙溫探針在前進或后退位，執行該指令后煙溫探針退到退出位置后停止)，指令正常，DCS檢測到復位指令的反饋，煙溫探針就地沒有退出動作，A側煙溫探針狀態顯示為白色(停止狀態)。對熱控系統進行檢查，反饋DCS邏輯和畫面報警反饋系統正常，請運行人員再操作，運行人員在DCS上操作了1次后退按鈕，煙溫探針就地沒有退出動作，直到DCS顯示該煙溫探針溫度高報警(540℃)。此時，運行人員沒有注意到報警信息，使探針一直維持在全進(105%)狀態。

在維持此狀態18 h后，現場人員才發現槍管燒彎，立即組織人員往外拉出槍管，在拉出8 m后發現槍管已斷裂了一半，為防止造成不可預估的后果，決定把煙溫探針槍管固定住并在斷裂處補焊、加固，防止槍管進一步斷裂。

2.2 故障原因分析

2.2.1 煙溫探針的控制原理

當就地或遠方發送前進指令時，R4繼電器閉合，使R1繼電器閉合并保持，使得前進回路TPE接觸器帶電，煙溫探針前進，碰到后退行程開關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SLS后，TPR接觸器失電，TPE接觸器帶電，使得煙溫探針往返進入爐膛測量溫度。當就地或遠方發送復位按鈕時，R7繼電器閉合，使得R12繼電器閉合并保持，同時給遠方DCS發已復位信號(此信號在停止行程開關SLS動作后消失);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，當煙溫探針退出碰觸到停止行程開關后停止運行。

2.2.2 故障實例

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

當天，運行人員在遠方DCS發送前進指令時，R4繼電器閉合，使R1繼電器閉合并保持，使得TPE接觸器帶電，煙溫探針前進并碰觸后退位行程開關RLS后，TPE接觸器失電。此時，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，當運行人員就地將煙溫探針切換到就地操作時，在遠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，退出回路TPR接觸器動作，煙溫探針自動退出了約50 cm后，因槍桿變形機械卡澀造成電機熱偶動作。

2.2.3 R4繼電器因感應電壓而保持的原因分析

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

(2)現場檢查發現，在遠方時該繼電器的感應電壓為60 V左右。

(3)運行人員在機組啟動時首次(2011－04－12 T 14:40)正常投入A側煙溫探針后，于15:00啟動了A送風機，15:19啟動了A一次風機，15:46啟動了A磨煤機，這些大型轉動設備可能會增加感應電壓。因無法復原當時的運行條件，無法進一步考證。

(4)B側的煙溫探針因電纜相對較短，感應電壓相對較小。

在煙溫探針正常運行過程中，當再次對煙溫探針進行前進操作時，誘發了因感應電壓造成煙溫探針無法退出的故障。

3 結束語

綜上所述，雖然特長非冷式煙溫探針可以準確、實時地對鍋爐的溫度進行監測)但其自身還存在一定的缺陷。該類型探針有3種工作狀態，在自動狀態時，探針在爐膛內做往復運動，其目的是測量爐膛的平均煙溫。這樣的驅動方式導致電氣回路稍顯復雜，在運行途中，一旦停止運行就容易導致探針無法退出而燒壞探針。

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

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