1 000 MW機組磨煤機石子排渣門控制系統(tǒng)改造及應(yīng)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(tǒng)存在的問題，對磨煤機石子排渣門控制回路及控制設(shè)備進行了研究，提出了相應(yīng)的改造方法并加以實施，改造后應(yīng)用效果良好，故障率大幅降低。

關(guān)鍵詞：磨煤機;排渣門;控制系統(tǒng);改造

1 設(shè)備概況

某電廠3、4號1 000 MW機組HP1163/Dyn中速磨煤機，設(shè)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(shè)計為氣動二次排渣門，與上部一次排渣門互為聯(lián)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(tǒng)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(tài)，出口排渣二次門處于關(guān)閉狀態(tài)，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(guān)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(qū)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(yán)重，近期在正常運行過程中多臺次出現(xiàn)石子煤排渣門關(guān)不嚴(yán)導(dǎo)致石子煤粉塵被吹出，排渣時渣箱內(nèi)的正壓氣體攜帶大量粉塵噴出箱外，排渣過程揚塵嚴(yán)重，不僅污染生產(chǎn)環(huán)境，而且對排渣人員的人身健康造成傷害，嚴(yán)重干擾了3、4號爐的安全、文明生產(chǎn)。

2 磨煤機石子排渣門控制系統(tǒng)存在的問題

（1）3、4號爐石子排渣門老化嚴(yán)重，密封不好，或者氣缸開關(guān)不到位，一次、二次排渣門行程開關(guān)壓不到，最終導(dǎo)致石子排渣門關(guān)不嚴(yán)，反饋引起的排渣門互鎖，導(dǎo)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(shè)計復(fù)雜，不易于分析及處理問題。兩個閥門的開關(guān)互相閉鎖，即當(dāng)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(guān)閉狀態(tài)才能打開排渣二次門[2]。在電氣邏輯控制回路上的設(shè)計是，用排渣門的開關(guān)位置信號作為電氣回路中通斷接點的方式做閥門的開關(guān)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(guān)，互鎖方式復(fù)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(jīng)常會因為門的機械卡澀開關(guān)不到位或位置行程開關(guān)損壞無反饋信號而導(dǎo)致閥門無法開關(guān)，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(yán)重后果是迫使磨煤機停運。

（4）排渣不及時導(dǎo)致排渣二次門燒壞。為了保證磨內(nèi)的壓力穩(wěn)定，其中一個門關(guān)閉時才允許開啟另一個門。經(jīng)磨煤機處理過的石子煤經(jīng)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(nèi)待轉(zhuǎn)運。但實際運行中，排出的石子煤轉(zhuǎn)運不及時，屢次發(fā)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(zhuǎn)接盒和行程開關(guān)燒損，磨煤機無法排渣，被迫停運。

（5）現(xiàn)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(zhuǎn)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(xiàn)場空間小，高溫和粉塵嚴(yán)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(zhuǎn)接盒內(nèi)容易積塵，導(dǎo)致線路故障，而且設(shè)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(guān)和電磁閥等維護工作非常不便。

（6）磨煤機石子排渣門現(xiàn)場工作環(huán)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(shè)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(guān)不耐高溫，導(dǎo)致反饋異常而無法正確開關(guān)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(jīng)常出現(xiàn)控制和反饋信號回路故障，導(dǎo)致閘板門無法動作，或者反饋信號不正常。經(jīng)過排查，故障多出現(xiàn)在電纜轉(zhuǎn)接盒中，接線接觸不良，而且轉(zhuǎn)接盒也增加了控制線路故障排查環(huán)節(jié)。

（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(xiàn)場溫度較高，空氣過濾器濾缸采用塑料材質(zhì)，因此使用壽命不長。現(xiàn)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(chǎn)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(tǒng)改造及應(yīng)用

為解決磨煤機排渣門設(shè)計缺陷導(dǎo)致的設(shè)備損壞、設(shè)備停運、維護工作量大等問題，經(jīng)過多次觀察及歸納總結(jié)，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(tǒng)采用專門針對中速磨煤機排渣系統(tǒng)開發(fā)生產(chǎn)的排渣門，該排渣門從結(jié)構(gòu)設(shè)計上根本解決了排渣過程中出現(xiàn)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(chǎn)品出現(xiàn)的內(nèi)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(yōu)化改進控制邏輯設(shè)計新就地控制箱及氣動管路（圖2）。在電氣控制回路上的設(shè)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(xiàn)電磁閥通斷互鎖，進而實現(xiàn)閥門的開關(guān)閉鎖。

（3）將安裝在二次門閘板上的行程開關(guān)改裝到閘板門的氣缸上面，遠(yuǎn)離高溫的石子煤斗出口和鋼槽，消除了行程開關(guān)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(zhuǎn)接盒，將控制箱出線直接安裝在電磁閥和行程開關(guān)上。

（5）增加氣動門電磁閥箱，將暴露在灰塵和高溫環(huán)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(dāng)門的開關(guān)反饋信號發(fā)生異常時會導(dǎo)致門無法開關(guān)的問題，經(jīng)常因為門的機械卡澀開關(guān)不到位或位置行程開關(guān)損壞無反饋信號而導(dǎo)致門無法開關(guān)，且氣動回路中只采用一個直通式電磁閥來控制門的開關(guān)，互鎖方式復(fù)雜，排查故障原因較麻煩，處理缺陷很不便捷。經(jīng)修改回路控制邏輯后解決了此問題，使得開關(guān)互鎖更安全有效。

（7）原控制箱結(jié)構(gòu)不符合工業(yè)密封要求，半門扇型的操作面板導(dǎo)致箱內(nèi)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(chǎn)生頻繁的通斷接觸放電而導(dǎo)致控制回路過流跳閘，這是多次出現(xiàn)的故障。新控制箱（圖3）的密封性達(dá)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(guān)處。更改了行程開關(guān)安裝位置，防止被燒損，低成本，徹底消除了設(shè)計缺陷。

（9）兩個閘板門并不同時開關(guān)，因此兩個空氣過濾器可以通過改管線合二為一，節(jié)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(jié)語

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

[參考文獻(xiàn)]

[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(yè)技術(shù)，2017（11）：272-273.

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

[3] 馮軍濤，董文華.中速輥式磨煤機排渣系統(tǒng)改造[J].消費導(dǎo)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(fā)電廠熱控設(shè)備檢修維護及管理工作。