1 000 MW機組磨煤機石子排渣門控制系統改造及應用

摘 要：為解決某電廠1 000 MW機組磨煤機石子排渣門控制系統存在的問題，對磨煤機石子排渣門控制回路及控制設備進行了研究，提出了相應的改造方法并加以實施，改造后應用效果良好，故障率大幅降低。

關鍵詞：磨煤機;排渣門;控制系統;改造

1 設備概況

某電廠3、4號1 000 MW機組HP1163/Dyn中速磨煤機，設計石子煤排放率不高于0.1%[1]。磨煤機石子煤排渣箱底部設計為氣動二次排渣門，與上部一次排渣門互為聯鎖。石子排渣氣動門采用就地控制方式，磨煤機石子排渣控制系統包含排渣一次門（入口門）和排渣二次門（出口門）兩個氣動閥門。正常情況時，入口排渣一次門始終處于打開狀態，出口排渣二次門處于關閉狀態，只有在清理石子煤收集斗時，清理磨煤機排出的石子或渣塊，必須先關掉入口排渣門后，才可以操作排渣二次門進行排渣。長期以來，3、4號爐磨煤機的石子煤排放量較大，石子煤排放是造成磨煤機區域粉塵污染的最大來源。磨煤機運行中，由于石子煤排渣門動作頻繁且運行工況較惡劣，磨損嚴重，近期在正常運行過程中多臺次出現石子煤排渣門關不嚴導致石子煤粉塵被吹出，排渣時渣箱內的正壓氣體攜帶大量粉塵噴出箱外，排渣過程揚塵嚴重，不僅污染生產環境，而且對排渣人員的人身健康造成傷害，嚴重干擾了3、4號爐的安全、文明生產。

2 磨煤機石子排渣門控制系統存在的問題

（1）3、4號爐石子排渣門老化嚴重，密封不好，或者氣缸開關不到位，一次、二次排渣門行程開關壓不到，最終導致石子排渣門關不嚴，反饋引起的排渣門互鎖，導致就地控制柜按鈕操作不了，影響排渣門的正常排渣操作。

（2）控制回路設計復雜，不易于分析及處理問題。兩個閥門的開關互相閉鎖，即當排渣一次門打開時，排渣二次門不允許打開;排渣一次門必須在關閉狀態才能打開排渣二次門[2]。在電氣邏輯控制回路上的設計是，用排渣門的開關位置信號作為電氣回路中通斷接點的方式做閥門的開關閉鎖條件。氣動回路中只采用一個直通式電磁閥來控制門的開關，互鎖方式復雜，排查故障原因較麻煩，處理缺陷很不便捷。

（3）故障原因不易排查。兩個閥門互鎖的方式經常會因為門的機械卡澀開關不到位或位置行程開關損壞無反饋信號而導致閥門無法開關，假如在磨組正常運行過程中，兩個閥門突然故障無法打開，這種緊急狀況將影響磨組正常排渣，其嚴重后果是迫使磨煤機停運。

（4）排渣不及時導致排渣二次門燒壞。為了保證磨內的壓力穩定，其中一個門關閉時才允許開啟另一個門。經磨煤機處理過的石子煤經煤斗一次門排出到石子煤斗中暫存，再由人工打開二次門排出到下方的鋼槽內待轉運。但實際運行中，排出的石子煤轉運不及時，屢次發生自燃，燒到煤斗下方的二次門，將二次門下方的控制回路轉接盒和行程開關燒損，磨煤機無法排渣，被迫停運。

（5）現3、4號爐磨煤機石子煤斗進出口氣動門控制電纜各有一個轉接盒，石子煤斗容量較大，石子煤出口門離存石子鋼槽很近，現場空間小，高溫和粉塵嚴重威脅到出口門的控制電纜和接線盒。特別是在放石子時灰塵較大，轉接盒內容易積塵，導致線路故障，而且設計時接線盒安裝在出口門下方，位置低，對查找故障、更換開關和電磁閥等維護工作非常不便。

（6）磨煤機石子排渣門現場工作環境惡劣（圖1），排渣一次門、二次門卡澀故障頻繁。磨煤機排渣門設計存在缺陷，排渣一次門、二次門卡澀故障率高，且原行程開關不耐高溫，導致反饋異常而無法正確開關排渣門，維護工作量大。

（7）機組運行以來，磨煤機排石子閘板門經常出現控制和反饋信號回路故障，導致閘板門無法動作，或者反饋信號不正常。經過排查，故障多出現在電纜轉接盒中，接線接觸不良，而且轉接盒也增加了控制線路故障排查環節。

（8）石子煤斗的兩個閘板門氣缸各安裝有一個空氣過濾器，由于現場溫度較高，空氣過濾器濾缸采用塑料材質，因此使用壽命不長。現場兩個進出口門各配有一個壓縮空氣過濾器，此配置非必要，而且實際生產以來，12臺磨的過濾器已多次更換。

3 磨煤機石子排渣門控制系統改造及應用

為解決磨煤機排渣門設計缺陷導致的設備損壞、設備停運、維護工作量大等問題，經過多次觀察及歸納總結，在不改變石子煤斗閘板門控制功能的前提下，提出了一系列改進措施：

（1）對3、4號爐磨煤機排渣門進行改造。本系統采用專門針對中速磨煤機排渣系統開發生產的排渣門，該排渣門從結構設計上根本解決了排渣過程中出現的卡澀等問題，門板采用耐磨合金，能有效解決門板受熱和石子煤燃燒引起的門板變形問題，并且使用壽命較長，密封面采用堆焊材料，密封填料采用耐高溫專用石墨盤根，閥板部位整體包圍，能有效解決目前其他各類產品出現的內漏、外漏等各種問題。

（2）摒棄原來舊的整個就地控制箱，基于優化改進控制邏輯設計新就地控制箱及氣動管路（圖2）。在電氣控制回路上的設計對比原來的不同之處在于，改為直接用電氣回路中的繼電器干接點來實現電磁閥通斷互鎖，進而實現閥門的開關閉鎖。

（3）將安裝在二次門閘板上的行程開關改裝到閘板門的氣缸上面，遠離高溫的石子煤斗出口和鋼槽，消除了行程開關高溫烤壞和燒損的可能。出口門電纜固定好，防止下垂接觸高溫石子煤。

（4）拆除二次門閘板下方的線路轉接盒，將控制箱出線直接安裝在電磁閥和行程開關上。

（5）增加氣動門電磁閥箱，將暴露在灰塵和高溫環境中易故障的電磁閥改裝到密封的箱子中，避免了電磁閥因進灰而縮短使用壽命的情況。

（6）電氣回路的控制邏輯簡明直接。原來的互鎖方式存在當門的開關反饋信號發生異常時會導致門無法開關的問題，經常因為門的機械卡澀開關不到位或位置行程開關損壞無反饋信號而導致門無法開關，且氣動回路中只采用一個直通式電磁閥來控制門的開關，互鎖方式復雜，排查故障原因較麻煩，處理缺陷很不便捷。經修改回路控制邏輯后解決了此問題，使得開關互鎖更安全有效。

（7）原控制箱結構不符合工業密封要求，半門扇型的操作面板導致箱內大量進灰積塵，交流接觸器常因觸點粘有煤粉而吸合不良，產生頻繁的通斷接觸放電而導致控制回路過流跳閘，這是多次出現的故障。新控制箱（圖3）的密封性達到IP66等級，并用繼電器替代交流接觸器，很好地解決了這一問題。

（8）每臺磨排渣門接線盒拆除，使用就地電纜直接接到電磁閥和行程開關處。更改了行程開關安裝位置，防止被燒損，低成本，徹底消除了設計缺陷。

（9）兩個閘板門并不同時開關，因此兩個空氣過濾器可以通過改管線合二為一，節省損耗。將壓縮空氣管道改管，將過濾器由兩個改成公用一個，減少過濾器損耗。

4 結語

本文針對某廠3、4號爐磨煤機石子排渣門控制系統存在的問題進行了歸納及總結，提出了相應的改造方法并加以實施，改造后應用效果良好，消除了磨煤機排渣系統設計缺陷造成的排渣系統著火導致停磨的問題[3]，系統運行穩定，基本達到年故障率低于1次/臺，投用以來運行安全穩定，故障率低，日常維護工作量少，應用效果良好，磨煤機未再因為排渣系統故障而停運。

[參考文獻]

[1] 周長文.HP1003型磨煤機石子煤增多的原因及治理[J].山東工業技術，2017（11）：272-273.

[2] 郭洪義.發電廠中速磨煤機排渣量大的原因分析及處理[J].華電技術，2013，35（9）：41-43.

[3] 馮軍濤，董文華.中速輥式磨煤機排渣系統改造[J].消費導刊，2018（41）：145.

收稿日期：2021-04-29

作者簡介：吳小松（1984—），男，江西南昌人，熱能與動力助理工程師，主要從事火力發電廠熱控設備檢修維護及管理工作。