燃煤發電廠蒸汽吹灰器連續位置監控研究

楊淑琴 李軍

摘要：通過干簧管原理實現長吹灰器連續位置監控。

關鍵詞：吹灰器;干簧管;鍋爐

在燃煤發電廠鍋爐吹灰器一般采用前后限位開關來確定吹灰器是否進退到位，特別是長吹，基本都在十米以上，沒有可靠的位置測量手段，無法及時確定吹灰器實際位置。

一、現狀

在燃煤發電廠鍋爐運行中一般采用蒸汽吹灰器對受熱面進行定期吹掃，能減少附著在上面的結渣、積灰，控制煙氣污染，從而提高鍋爐效率和降低輔機電耗，提高鍋爐效率的重要手段。同時，吹灰器也是鍋爐不安全事件的高發設備，當吹槍卡澀，或電氣原因造成吹灰器停滯在爐膛內，會對受熱面造成傷害，嚴重的會造成爆管。目前的吹灰器控制是通過前后兩個行程開關和時間判斷吹灰器是否故障，不直觀，也十份滯后，特別是在吹灰器進退初期，如果前進或退出很短的距離發生卡澀，等發出報警已經時間很長了，錯過了及時處理故障的時機。

目前吹灰器廠家會在吹灰器電機軸增加一個多路回轉的編碼器，來反映吹灰器位置，由于這種方法只是反映電機轉動的位移，無法實際顯示吹灰器位置，當出現減速機脫開等情況時，會出現指示錯誤，特別是由于接觸式測量，容易出現轉動卡澀，脫落，可靠性差。

二、解決方案

受干簧管液位計的啟發，我們考慮，能不能利用干簧管的原理設計一種吹灰器位置監控設備，實現長吹灰器的位置測量，因為蒸汽吹灰器位置顯示不要太高的精度，能夠穩定連續顯示位置變化即可，蒸氣吹灰器連續位置監控裝置利用干簧管原理，通過吹槍頭部運行軌跡，設定整個吹槍行走行程為測量量程，無死區的監視吹灰器運行狀態，將吹灰器進入爐膛的實時位置通過顯示器顯示給運行人員。一旦發生卡澀或電氣故障，吹灰器停止，可在迅速發出報警，提前通知運行人員及時處理故障，保護鍋爐設備安全。

由于長吹灰器一般長度都大于10米，設計的位置裝置應該為柔性或者分段連接方式，為保證傳感器的可靠性和抗干擾能力，采取分段模式，通過快速接頭連接，外殼為不銹鋼材質，增加可靠性。最終確定圖紙如下：

上圖是單段傳感器原理圖，設計為2.5米，末端一根不確定長度，根據現場定制，每根設計250個干簧管，通過模糊運算得到連續位置。

上圖是二線制控制轉換電路，實現與DCS連接二線制，簡化了控制回路，便于施工和調試。

根據原理圖，繪制加工圖如下：

在最終與設備制作方交流時，增加了一個手機調試模塊，可通過手機連接到該裝置進行零點和量程的調整，使調試更簡單。

三、方案實施

確定好制作方案，制作樣機，在干簧管的選材上，開始大家一致選擇了日本某進口品牌的干簧管，制作好后，經過測試發現，精度準確，但是容易受外界干擾影響，測試時1.5米外正好有電焊工作，部分干簧管受干擾無激勵閉合，經拆解干簧管發現，引腳和內部觸片截面積都比較小，容易受磁場干擾;更換國內某知名品牌產品，問題解決，經過抗干擾測試，顯示正常，一周連續抗疲勞測試，精度滿足設計要求，可以進行現場安裝。

此項目在某電廠#4機組實施，2020年4月完成設備設計，圖紙繪制，五月完成產品制作并完成現場安裝。5月18日安裝冷態調試完成，冷態驗收合格。5月20日啟動后，正常投運，該裝置實用效果良好。

在安裝完成，試驗正常后，我們對吹灰器邏輯進行了優化，當吹灰器在前進狀態時，如果位置反饋停止超過5秒發輕故障，超過20秒發前進重故障提醒運行就地檢查，反之，在退回狀態時，位置反饋停止超過5秒發輕故障，超過20秒發退回重故障。通過直觀的顯示提醒運行注意。

四、實施效果

該方案的到了某電廠的高度認可和支持，在該電廠#6機組大修中，按此方案進行了改造，經過一段時間運行，效果良好，吹灰器卡澀處理時間縮短，運行周期內未出現吹灰器引發的重大缺陷和停爐事故。2020年5月30日，國家知識產權局受理了“一種吹灰器連續位置監控系統及方法”的專利申請，申請號：2020104779373。

五、結束語

該研究成果完善了火電廠目前吹灰器無法可靠連續監視位置的問題;對火力發電機組鍋爐系統穩定運行提供了有力的保障，減少了因設備原因造成鍋爐吹灰器吹損水冷壁的情況，對機組安全、穩定運行起了重要的作用。有良好的經濟效益和社會效益。

參考文獻

[1]阮友德，阮雄鋒.《電氣控制與PLC 第3版》.人民郵電出版社.

[2]吳舉 編.《泰安熱電鍋爐運行規程》. 泰安熱電有限公司技術資料.