風(fēng)冷式除渣系統(tǒng)的熱控儀表選型及保護(hù)

文_王健 大唐環(huán)境產(chǎn)業(yè)集團(tuán)股份有限公司

除渣系統(tǒng)是火電廠煤粉爐底渣處理設(shè)備，保障設(shè)備持續(xù)良好運(yùn)行是鍋爐系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行的重要基礎(chǔ)。本文以風(fēng)冷式除渣系統(tǒng)的儀表控制設(shè)備的選型、工作原理、安裝位置及作用，及同類型產(chǎn)品的功能對(duì)比進(jìn)行淺述，旨為加強(qiáng)對(duì)干渣系統(tǒng)的深入了解，及對(duì)除渣設(shè)備的運(yùn)行、日常檢修維護(hù)起到輔助作用。

1 除渣系統(tǒng)的分類及工藝流程

1.1 除渣系統(tǒng)的分類

煤粉鍋爐除渣系統(tǒng)按冷卻方式分為水冷式除渣系統(tǒng)及風(fēng)冷式除渣系統(tǒng)。風(fēng)冷式除渣系統(tǒng)按照輸送鋼帶的結(jié)構(gòu)類型，分為網(wǎng)帶式、鏈板式、鱗斗式。風(fēng)冷式排渣機(jī)又叫干式排渣機(jī)，簡(jiǎn)稱“干渣機(jī)”，干式排渣系統(tǒng)是指依靠鍋爐負(fù)壓，引入適量受控的環(huán)境空氣，對(duì)熱渣進(jìn)行冷卻和輸送。整套干式排渣系統(tǒng)主要流程為：鍋爐落渣→輸送并冷卻→破碎→存儲(chǔ)到渣倉→定期卸渣等幾個(gè)主要環(huán)節(jié)。

1.2 除渣系統(tǒng)的主要工藝流程及設(shè)備構(gòu)成

干渣機(jī)工藝系統(tǒng)構(gòu)成是根據(jù)廠區(qū)提供的區(qū)域條件，目前國內(nèi)采取的主要形式為輸送鋼帶一步上倉式（圖1）、二級(jí)輸送式（圖2）和斗式提升式（圖3）。

2 干式除渣系統(tǒng)主要設(shè)備的熱工儀表保護(hù)及說明

以大唐三門峽火電廠三期擴(kuò)建工程2×1000MW超超臨界機(jī)組項(xiàng)目干渣機(jī)為例，該項(xiàng)目系統(tǒng)工藝流程：鍋爐渣井→液壓關(guān)斷門→輸送鏈鋼帶→碎渣機(jī)→斗提機(jī)→渣倉貯渣→卸渣設(shè)備，各環(huán)節(jié)的作用即將高溫爐灰渣冷卻、輸送、再破碎、存儲(chǔ)。在高溫爐渣輸送冷卻過程中，設(shè)置了溫度、壓力、物料檢測(cè)，電動(dòng)執(zhí)行器及保障設(shè)備安全運(yùn)行等各類型熱工儀表。各個(gè)儀表信號(hào)反饋到就地控制箱或上傳在程控單元，發(fā)揮著報(bào)警，停機(jī)、各設(shè)備啟動(dòng)連鎖的作用。

按照工藝流程對(duì)各干渣機(jī)各子系統(tǒng)，即液壓系統(tǒng)、干渣機(jī)系統(tǒng)、后續(xù)輸送系統(tǒng)、貯渣四個(gè)環(huán)節(jié)，對(duì)每環(huán)節(jié)采用的儀表類型、作用及安裝位置等進(jìn)行說明。

2.1 液壓系統(tǒng)

液壓系統(tǒng)主要由液壓泵、液壓關(guān)斷門、液壓張緊裝置等部件構(gòu)成。

（1）液壓泵站是液壓關(guān)斷門的動(dòng)力源，液壓張緊到位是干渣機(jī)運(yùn)行的前提條件，保障整個(gè)油路壓力值穩(wěn)定是整個(gè)系統(tǒng)啟動(dòng)的基礎(chǔ)。其中，壓力信號(hào)上傳采用壓力變送器，測(cè)量點(diǎn)有液壓站總油壓、輸送鏈張緊油路壓力、清掃鏈張緊油路壓力。通過壓力值的反饋，給遠(yuǎn)程操作人員提供判斷是否具備啟動(dòng)油泵，進(jìn)行液壓關(guān)斷門動(dòng)作、干渣機(jī)運(yùn)行等后續(xù)環(huán)節(jié)。

（2）液壓關(guān)斷門位于鍋爐過渡渣井的下部，除滿足液壓關(guān)斷門隔斷爐渣的使用要求，還具有攔截大焦塊、預(yù)冷卻、預(yù)破碎的功能。液壓關(guān)斷門中的擠壓頭采用液壓缸驅(qū)動(dòng)，打開或關(guān)閉均為水平移動(dòng)。對(duì)于關(guān)斷門的開關(guān)到位檢測(cè)，通過就地位置開關(guān)檢測(cè)油缸運(yùn)行行程是否到位，到位后信號(hào)上傳至程控系統(tǒng)?，F(xiàn)三門峽項(xiàng)目的關(guān)斷門采用限位開關(guān)檢測(cè)方式，共設(shè)液壓關(guān)斷門14對(duì)。油缸推桿動(dòng)作到位時(shí)，觸碰到限位開關(guān)，限位開關(guān)上傳信號(hào)為開關(guān)量，將開或關(guān)到位的信號(hào)反饋到就地及DCS，通過就地控制箱的指示燈及DCS的畫面，可直觀觀察到每對(duì)門的位置狀態(tài)。限位開關(guān)檢測(cè)關(guān)斷門開關(guān)到位，簡(jiǎn)單直觀，上傳信號(hào)為開關(guān)量?，F(xiàn)有些電廠在液壓關(guān)斷門檢測(cè)過程中采用位繩位移傳感，該檢測(cè)元件的特點(diǎn)是輸出模擬量信號(hào)，關(guān)斷門的動(dòng)作狀態(tài)反饋更精準(zhǔn)，但要依靠程序控制單元對(duì)狀態(tài)進(jìn)行辨別。

2.2 干渣機(jī)輸送鏈及清掃鏈

干除渣系統(tǒng)的核心設(shè)備就是輸送鋼帶及清掃鏈，它不僅負(fù)責(zé)爐渣的運(yùn)輸，在輸送過程中，利用自然風(fēng)對(duì)熱渣進(jìn)行冷卻。輸送網(wǎng)帶采用變頻調(diào)速。為保證平穩(wěn)運(yùn)行及對(duì)易發(fā)現(xiàn)的故障點(diǎn)具備聯(lián)鎖保護(hù)報(bào)警功能，在設(shè)計(jì)過程增設(shè)了斷鏈、打滑、進(jìn)風(fēng)量調(diào)節(jié)及排渣溫度等多個(gè)檢測(cè)點(diǎn)。

（1）鋼帶的斷鏈及打滑判斷，采用屏蔽式接近開關(guān)，安裝于干渣機(jī)尾部。檢測(cè)原理，通過檢測(cè)鋼帶尾軸有規(guī)律運(yùn)轉(zhuǎn)，上傳脈沖信號(hào)至程控系統(tǒng)。當(dāng)出現(xiàn)斷鏈及打滑現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)，信號(hào)消失或一直為長信號(hào)，由此進(jìn)行判斷。根據(jù)以往項(xiàng)目，當(dāng)此故障出現(xiàn)時(shí)，多為鋼帶打滑故障，這時(shí)就要觀察張緊壓力值是否出現(xiàn)下降，要及時(shí)進(jìn)行鏈條張緊。

（2）干渣機(jī)排渣溫度要求控制在100℃以下，這種干渣機(jī)性能的一項(xiàng)重要標(biāo)準(zhǔn)。干渣機(jī)頭部落料段裝設(shè)雙支鎧裝熱電阻，用于檢測(cè)落渣溫度。由于煤質(zhì)或一些突發(fā)狀態(tài)，當(dāng)排渣渣溫出現(xiàn)高于100℃情況，可控制調(diào)節(jié)干渣機(jī)頭部的可調(diào)節(jié)進(jìn)風(fēng)門，或啟動(dòng)落料口噴淋裝置，增加進(jìn)風(fēng)量及噴淋降溫。

三門峽項(xiàng)目，排渣溫度與風(fēng)門可調(diào)控制關(guān)系：干渣機(jī)出口渣溫50℃，主風(fēng)門對(duì)應(yīng)開度30%，渣溫達(dá)140℃，主風(fēng)門開度100%；當(dāng)渣溫在50～140℃時(shí)，主風(fēng)門對(duì)應(yīng)開度為30%～100%。

2.3 后續(xù)輸送設(shè)備

(1)碎渣機(jī)主要故障源是落料破碎過程中大渣卡阻堵料，這時(shí)需過對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)。三門峽對(duì)碎渣機(jī)堵轉(zhuǎn)檢測(cè)采用接近開關(guān)，安裝于軸側(cè)，通過轉(zhuǎn)動(dòng)軸的脈沖信號(hào)進(jìn)行判斷。當(dāng)出現(xiàn)卡堵信號(hào)，進(jìn)行反轉(zhuǎn)。通過三次的正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)，來消除故卡阻情況，如果三次故障仍未消除，即需要人為干預(yù)現(xiàn)場(chǎng)處理。

（3）斗提機(jī)的斷鏈檢測(cè)及堵料檢測(cè)。斷鏈檢測(cè)采用的旋轉(zhuǎn)控測(cè)儀。當(dāng)設(shè)備發(fā)生卡轉(zhuǎn)，堵轉(zhuǎn)、皮帶打滑、傳動(dòng)帶脫落故障時(shí)，被傳動(dòng)軸將慢轉(zhuǎn)或停轉(zhuǎn)，此時(shí)檢測(cè)片也隨之慢轉(zhuǎn)或停轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)探測(cè)儀將接收不到檢測(cè)片的均勻間隔脈沖信號(hào)。在工藝指定時(shí)間內(nèi)(3～17s)未接收到轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)，旋轉(zhuǎn)探測(cè)儀將由閉合狀態(tài)轉(zhuǎn)為斷開，中間繼電器也斷開，交流接觸器斷開，在3～17s內(nèi)及時(shí)停機(jī)，可靠的保護(hù)設(shè)備安裝位置見圖4。

三門峽項(xiàng)目斗提機(jī)的堵料開關(guān)檢測(cè)安裝于溜槽側(cè)壁，本檢測(cè)器采用側(cè)壓活動(dòng)門結(jié)構(gòu)，當(dāng)斗提機(jī)落渣段發(fā)生堵塞時(shí)，堆積的物料必?cái)D壓活動(dòng)門，使之偏移而啟動(dòng)行程開關(guān)，發(fā)出報(bào)警信號(hào)。當(dāng)故障排除后，活動(dòng)門在壓簧作下自動(dòng)復(fù)位。

2.4 貯渣、卸渣

灰渣在經(jīng)過輸送，破碎，進(jìn)入到渣倉的介質(zhì)正常為直徑10mm左右的灰渣。在固態(tài)物料料位測(cè)量方面，目前常用的檢測(cè)方式有重錘式和雷達(dá)式，對(duì)這兩種物料檢測(cè)方式進(jìn)行對(duì)比。

雷達(dá)式連料計(jì)與重錘式料位計(jì)相比，故障率低，性能更優(yōu)越，在渣倉連續(xù)料位檢測(cè)方面被更多的業(yè)主認(rèn)可。

渣倉料位檢測(cè)除需要監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)的連續(xù)料位值外，在渣倉側(cè)壁還裝設(shè)了料位開關(guān)，用于渣倉高料位檢測(cè)。檢測(cè)儀表采用射頻導(dǎo)納式料位開關(guān)，它的測(cè)量原理是：射頻導(dǎo)納是一種從電容式發(fā)展起來的新型物位控制技術(shù)，與電容式物位檢測(cè)技術(shù)相比，防掛料，抗干擾、準(zhǔn)確可靠，通用性等方面更為優(yōu)越。當(dāng)渣倉料位開關(guān)檢測(cè)到高料位信號(hào)時(shí)進(jìn)行報(bào)警，提示運(yùn)行人員及時(shí)卸渣，如果在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)報(bào)警信號(hào)未消除，與上一級(jí)的設(shè)備進(jìn)行故障連鎖要停機(jī)處理。

3 結(jié)論

如果把干渣機(jī)比做一個(gè)身體，那每個(gè)檢測(cè)儀表就是身體各個(gè)神經(jīng)元，當(dāng)每個(gè)神經(jīng)元出現(xiàn)問題，就會(huì)出現(xiàn)報(bào)警、停機(jī)，需要人為干預(yù)等環(huán)節(jié)，進(jìn)而影響設(shè)備的使用運(yùn)轉(zhuǎn)。所以熟悉掌握檢測(cè)儀表的工作原理、安裝位置及設(shè)備間的聯(lián)鎖關(guān)系非常必要，既有利于設(shè)備的良好運(yùn)行，又有利于運(yùn)行人員的操作及檢維修工作。當(dāng)然隨著科技的進(jìn)步，檢測(cè)儀表在精準(zhǔn)、抗干擾、適用性等方面會(huì)越來越強(qiáng)。本文僅對(duì)干式除渣系統(tǒng)中常用儀表進(jìn)行介紹，希望對(duì)從事于火電廠熱控專業(yè)及干渣機(jī)設(shè)備運(yùn)行維護(hù)人員有一定的幫助指導(dǎo)作用。