ZGM－113G型磨煤機2種跳閘邏輯的分析與完善

童勁松

（皖能馬鞍山發電有限公司，安徽 馬鞍山243021）

1 設備概況

皖能馬鞍山發電有限公司＃1、＃2機組為660MW超臨界燃煤機組，鍋爐配置正壓直吹式制粉系統，磨煤機為北京電力設備總廠生產的ZGM－113G型中速磨，采用液壓變加載系統，加載壓力由給煤量信號控制。此種加載方式優點是節能，可以快速響應負荷調節的需要。

2 存在的問題

投產初期，該廠磨煤機液壓油系統的若干保護邏輯不盡完善，影響了制粉系統的運行穩定性。據統計，該廠＃1、＃2機組分別于2012年4月和6月份投產，至9月初，＃1、＃2鍋爐12套制粉系統共發生了11次磨煤機跳閘故障，給鍋爐的安全穩定運行帶來了極大的隱患。導致磨煤機跳閘的原因主要有：（1）磨煤機控制保護系統中的熱控設備可靠性差，經常發生保護誤動現象，這方面原因致使磨煤機跳閘的幾率占70%以上；（2）磨煤機液壓系統在磨煤機斷煤時發生失壓現象，使磨煤機跳閘。上述跳閘均因液壓系統保護邏輯不完善引起，占跳閘總次數的90%以上。

3 控制改進

為提高制粉系統可靠性，該廠抓住問題的主要方面，有針對性地對磨煤機控制系統進行了邏輯、定值設置的改進。

3.1 跳磨邏輯的完善——磨輥未升到位且給煤機斷煤或停運

在給煤機斷煤或停運時，磨煤機內存留煤粉在磨輥研磨和一次風攜帶下逐漸減少，如不及時將磨輥抬起來，必將導致磨煤機振動，所以斷煤后應及時提升磨輥。由磨煤機跳閘邏輯（圖1）可見，相應保護邏輯為：自斷煤或給煤機停運信號發出，在90s內，磨煤機的3只磨輥必須抬起并上升到位，否則磨煤機跳閘。但由于監測磨輥位置的接近開關性能極不可靠，經常是磨輥實際已經升到位，而到位信號無法傳至DCS。這樣造成在夏季經常發生給煤機斷煤而要求升磨輥時，因收不到升到位信號，邏輯保護動作導致磨煤機跳閘的現象，經常造成汽溫超溫甚至被迫減負荷。

該廠經過反復的磨輥接近開關消缺仍無效果后，最終決定選擇穩定的參數來作為邏輯要素。整改思路是：用較為穩定的液壓油壓力模擬量信號取代不可靠的磨輥行程開關量信號，減少因控制設備自身不穩定而導致的保護誤動作。

圖1 磨輥未提升跳磨煤機邏輯

通過觀察多臺液壓油站的油壓在磨煤機啟動時的變化趨勢（圖2）發現，在磨輥升到位時，系統油壓均在9.2MPa左右（油站系統調試時，將升降磨輥電磁閥的溢流閥定值設定在9.2MPa，磨輥升到位時，油壓由溢流閥控制）。故對該跳磨邏輯進行如下改動：將升磨輥到位信號改為油壓信號，即原90s內磨煤機3只磨輥同時升到位，改為油壓達到8MPa（略低于9.2MPa，取一定的裕度）時即認為磨輥已升到位?？紤]到運行人員主觀反應及液壓系統升磨輥程序所需的時間，將90s延長至120s。經觀察，將此邏輯改動后的近4個月時間內，沒有再發生因給煤機斷煤或堵煤而導致的磨煤機跳閘現象，大大提高了制粉系統的可靠性。

圖2 磨煤機啟動時油壓趨勢

另外，在磨煤機跳閘事件中，曾經發生過2次給煤機誤報斷煤和堵煤（堵煤信號聯鎖給煤機停運）信號，導致保護邏輯因未收到磨輥升到位信號而跳閘的現象。對此，我們主要從設備自身可靠性方面進行處理：（1）在檢查斷煤信號裝置時，發現該接觸式保護開關行程較短，當給煤機下煤不暢時，即使未斷煤，由于煤層厚度變化，極易使該裝置短時脫離接觸，從而誤發斷煤信號。對此，我們將該開關行程加長，同時取煤量的模擬信號進行助判，減少了斷煤信號誤發幾率。（2）將堵煤聯鎖跳閘給煤機的保護邏輯修改為堵煤發語音報警，由運行人員根據相關參數、現場實際情況判斷是否停運給煤機。通過上述2個給煤機保護信號聯鎖邏輯的修正，減少了信號不穩定對保護聯鎖的影響，避免了因磨煤機跳閘，停運制粉給鍋爐帶來的降負荷、燃燒調整惡化等一系列不良后果。

3.2 增加磨煤機油壓低跳閘邏輯——液壓油油壓低于2MPa延時5s，語音報警；延時10min，磨煤機跳閘

磨煤機正常運行時，液壓系統壓力一般在4.5MPa（液壓油站比例溢流閥定值設定在4.5～14.5MPa，即系統最低油壓為4.5MPa）以上，僅在升降磨輥操作期間，降磨輥操作時可能存在低于2MPa的階段，但時間小于5s（3s左右）。此前，該廠無磨煤機的低油壓保護邏輯。

2012年10月9日，＃1爐升爐過程中，D磨煤機運行（煤量55t／h，液壓油油壓13.5MPa），熱風調節門從70%逐漸開大，入口一次風量從90t／h逐漸下降至60t／h。運行人員檢查操作員畫面發現：液壓加載油壓為0.79MPa，液動換向閥狀態顯示黃色，3個磨輥顯示在抬起位置，輸入降磨輥指令不動作，綜合現象判斷為磨煤機堵煤，被迫停磨。就地檢查液壓油站所有壓力表沒有油壓顯示，磨輥因堵煤在抬起位置。

事后在工程師站調出當時的磨煤機及液壓系統各參數歷史趨勢，發現在磨煤機正常運行時，運行人員誤將液壓油系統的液動閥關閉，導致系統加載油壓消失（系統壓力0.79MPa），但沒有及時發現。這時，制粉出力降低，而給煤量仍維持高位，運行30min后，該磨煤機堵煤，造成磨煤機風門開度及風量異常。為了避免此類現象再次出現，我們主要從控制方面進行了整改：（1）加強對制粉系統的有效監控。我們首先在集控操作員站的制粉系統畫面上增加了各臺磨煤機變加載油壓顯示點，與磨煤機的電流、給煤率、風量參數等并列顯示。增加運行人員的監控手段，避免了因翻看畫面不及時（制粉系統的液壓系統畫面單獨設立，油壓低無報警，導致運行人員必須經常翻看畫面才能注意到油壓變化）而導致的無法及時觀察系統異常現象的問題。（2）對液壓系統的保護邏輯進行整改，即增加磨煤機跳閘邏輯——液壓油油壓低于2MPa，延時5s報警，延時10min跳閘。這里的延時5s是考慮磨煤機降磨輥時可能出現的3s左右油壓低于2MPa階段，延時10min是給運行人員足夠的工況判斷、操作調整及現場應急處理的時間（因為出現此現象，要恢復油壓只有運行人員到就地油站進行應急手動操作）。延時10min是因為即使變加載無壓力，磨輥的自重（磨輥單重10t，3只約30t）仍能保持一定研磨能力，10min內，如處理得當，磨煤機仍可繼續正常運行，不會造成堵煤被迫停運的后果。

4 結語

對磨煤機相關控制邏輯進行整改后，經過近4個月的觀察，沒有再次發生因為磨輥未升到位信號誤報、給煤機斷煤及堵煤、磨煤機液壓油油壓低等導致磨煤機跳閘的現象，大大提高了制粉系統的可靠性，同時也為來年迎峰度夏、雨季斷煤頻繁時期制粉系統的安全穩定運行提前打下了基礎。