摘 要：論述300MW機組鍋爐二次風(fēng)執(zhí)行機構(gòu)控制系統(tǒng)的構(gòu)成原理以及在運行過程中出現(xiàn)的問題分析和判斷，并進行了設(shè)備的改造和相應(yīng)氣控柜及邏輯的改進。通過文章的分析，希望對相關(guān)工作提代供幫助。

關(guān)鍵詞：二次風(fēng)；定位器；控制；改進

1 概述

二次風(fēng)使煤粉、空氣充分混合，同時供給煤粉及燃油所需的助燃空氣。二次風(fēng)氣動控制裝置根據(jù)鍋爐負荷變化和燃料的變化來控制二次風(fēng)擋板。為了有效地保證鍋爐燃燒和維持爐膛負壓一定，一般二次風(fēng)擋板開度大小通過燃燒器管理系統(tǒng)控制。擋板開關(guān)位置的指令信號通過煤層和油層啟停過程中的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)來實現(xiàn)。

根據(jù)二次風(fēng)起著不同的作用，二次風(fēng)分為輔助空氣、燃料和助燃風(fēng)，通過不同的方式分別進行控制， AA、A、AB、B、BC、C、CD為7層下部二次風(fēng)，CD2、D、DE、E、EE1、EE2為6層上部二次風(fēng)。

2 智能定位器控制原理

現(xiàn)場控制柜接受由DCS系統(tǒng)給出的4-20mA指令信號，壓力信號是通過控制柜中的智能定位器到相應(yīng)氣缸上、下缸進氣壓力的調(diào)節(jié)分布，連續(xù)線性調(diào)節(jié)氣缸，使氣缸在整個范圍內(nèi)任意0-100%精確調(diào)整。同時，該執(zhí)行機構(gòu)的位置變送器的位置將被轉(zhuǎn)換為4-20mA標準信號回傳至智能定位器，再通過一個4-20mA反饋信號功能模塊的智能定位器的反饋，然后發(fā)送到DCS。每4套執(zhí)行器的控制部分被集成了一個控制柜，其中每一層作為一個實際應(yīng)用的控制柜，四角同動。

3 原二次風(fēng)執(zhí)行器控制存在問題

在熱工人員長時間設(shè)備維護過程中發(fā)現(xiàn)機械式定位器控制精度低，執(zhí)行機構(gòu)卡澀、開關(guān)不靈活、出現(xiàn)不等的響應(yīng)時間等問題，而且調(diào)試過程繁瑣，反饋信號漂移不穩(wěn)定，經(jīng)常出現(xiàn)超調(diào)或不調(diào)而引起的DCS顯示壞點。同時執(zhí)行器所處的安裝的位置不易維護，給鍋爐燃燒運行所需的調(diào)節(jié)空氣的調(diào)節(jié)造成了很大的影響，帶來了安全隱患，影響鍋爐燃燒效率。

二次風(fēng)門氣動執(zhí)行器的控制模式是不合理的，一個電氣轉(zhuǎn)換器控制一層四個二次風(fēng)門，不能滿足安全生產(chǎn)的需要，一旦其中一個二次風(fēng)門故障，會導(dǎo)致同一層的三個二次風(fēng)門失控，極大地影響了鍋爐的穩(wěn)定燃燒。

3.1 原設(shè)計執(zhí)行機構(gòu)控制布置原理

原執(zhí)行機構(gòu)因設(shè)計安裝方式不足，13層二次風(fēng)執(zhí)行機構(gòu)，每層公用一個定位器控制同層的4角執(zhí)行器，造成的后果是一旦同層的任一執(zhí)行器卡澀、漏氣、故障，均能影響同層其他執(zhí)行機構(gòu)的動作，甚至執(zhí)行機構(gòu)無法控制；儀用空氣含水重，造成空氣過濾減壓閥內(nèi)堵塞排水口，造成水直接進入電氣轉(zhuǎn)換器、定位器和氣缸，嚴重影響產(chǎn)品質(zhì)量；控制柜的控制氣源到就地的定位器之間的不銹鋼管使用的都是卡套式接頭，在冬夏溫差較大時非常容易出現(xiàn)漏氣現(xiàn)象，嚴重影響執(zhí)行機構(gòu)的控制精度；同時也給熱控帶來很大的維護量，也造成爐膛中燃料燃燒不充分、煙氣大、排煙溫度高；機械式執(zhí)行器線性差，二次風(fēng)和周邊空氣調(diào)節(jié)不匹配，火焰偏離檢測區(qū)，火焰回流效果差，使火焰探測信號偏弱且不穩(wěn)定，特別是在煤層的底部更為明顯，不但火檢不穩(wěn)定，而且有煤粉下掉至撈渣池的現(xiàn)象的出現(xiàn)，嚴重影響燃燒，使燃燒空氣分布不夠，造成燃燒惡化，引起鍋爐滅火。

3.2 二次風(fēng)執(zhí)行機構(gòu)控制改造實施方案

3.2.1 對3號爐二次風(fēng)執(zhí)行器進行改造（由原來的瑞安儀表三廠氣動執(zhí)行機構(gòu)改為“ABB定位器、意大利STI/SC Φ63/125氣缸” ）。

3.2.2 將原設(shè)計為一控四的氣路控制方式改為一控一的控制方式。將原機械定位器改為ABB智能定位器，原三路工作氣源只需一路通過銅管連接至氣缸即可。

3.2.3 氣動執(zhí)行機構(gòu)智能定位器直接接受DCS給出的指令信號4～20mA，根據(jù)所接受的信號來控制氣缸活塞的位移，從而完成對風(fēng)門的控制。同時集成于智能定位器內(nèi)部位置變送器，可以把輸出軸0～125mm的機械行程轉(zhuǎn)換成線性的4～20mA電信號輸出給DCS控制系統(tǒng)作為反饋。

3.2.4 改造13層二次風(fēng)執(zhí)行機構(gòu)調(diào)節(jié)靈活、可靠、準確，能夠滿足就地手動控制和遠端程序控制的要求；二次風(fēng)執(zhí)行機構(gòu)具備層操功能和單操功能畫面，CRT上具有層操和單操切換畫面。

4 執(zhí)行機構(gòu)改進安裝

4.1 需要主要設(shè)備、材料

ABB TZID-C1010521001智能定位器（帶壓力模塊表頭、氣源接頭7個/套、連接件）；ABB定位器、意大利STI/SC Φ63/125氣缸（包括附件：減壓過濾器、金屬軟管、φ8的截止閥、STI/SC支架）：52套；控制電纜：7800米；I/A'50系列FBM204卡輸出，通道隔離卡件。

4.2 實施步驟及技術(shù)措施

4.2.1 切斷原氣動執(zhí)行器的三路氣源，將原機械執(zhí)行機構(gòu)拆卸（若原減壓閥良好則無需更換），在執(zhí)行器安裝支架上安裝智能定位器，定位器的輸出軸與反饋環(huán)節(jié)用軸卡安裝牢固，并確保在50%位置執(zhí)行機構(gòu)的行程，定位器四底腳螺絲要固定良好，只需用銅管連接一路工作氣源至定位器，確保緊密密封，無泄漏。

4.2.2 如有空余槽位，則安裝DCS 的I/O FBM204卡件，卡件的模擬量AO輸出通道接入原來的執(zhí)行器的反饋信號電纜，作為氣動執(zhí)行器的指令信號。

4.2.3 打開氣動執(zhí)行機構(gòu)的工作氣源，同時調(diào)整減壓閥壓力到定位器工作壓力即可，通過可視化操作面板進入定位器自動整定程序，此時氣動執(zhí)行機構(gòu)將在全開全關(guān)行程自動整定。當(dāng)自整定完畢后，指令信號可通過AO卡件輸出作用于就地的氣動執(zhí)行器，以檢驗執(zhí)行機構(gòu)的行程與反饋信號是否相符。

5 技改后應(yīng)用效果

5.1 綜合定位器直接裝配在執(zhí)行器上，沒有控制柜。就地系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，電器接線和氣源管路連接方便，調(diào)試易于操作。

5.2 通過改造后，二次風(fēng)執(zhí)行機構(gòu)調(diào)節(jié)靈活、可靠、準確，能夠滿足就地手動控制和遠端程序控制的要求；具備層操功能和單操功能畫面，CRT上具有層操和單操切換畫面。

5.3 通過技術(shù)改造，首先從根本上解決二次風(fēng)執(zhí)行機構(gòu)調(diào)節(jié)受限問題，從而解決熱控人員維護量大的問題。

5.4 實現(xiàn)更高的控制精度，解決調(diào)節(jié)執(zhí)行與運行工況、運行人員的監(jiān)控調(diào)節(jié)偏差較大的問題。

6 技改后存在的問題

6.1 控制部分智能閥門定位器的電路板，受溫度環(huán)境的影響較大，若在高溫下長期運行可能被燒毀，或在進水這種情況下，如果更換主板、反饋板，會相應(yīng)的增加維護費用。

6.2 智能定位器空氣潔凈度要求較高，如果不能保證清潔空氣壓縮裝置，很容易使定位器內(nèi)部堵塞。

7 結(jié)束語

以上對鍋爐二次風(fēng)門氣動控制系統(tǒng)由機械式定位器到智能式定位器的改造進行了討論，此改造工作也可同時應(yīng)用于機械式調(diào)門的改造應(yīng)用，可極大地減小熱工人員的維護量，提高自動化水平。隨著不斷發(fā)展的設(shè)計水平和自動化技術(shù)，火電廠的自動控制方案將更加進步和完善。

參考文獻

[1]葉江祺.熱工測量和控制儀表的安裝[M].北京：中國電力出版社.

[2]連城發(fā)電公司3號爐二次風(fēng)執(zhí)行機構(gòu)改造可研[Z].

作者簡介：崔治亮，男，助理工程師，本科，靖遠第二發(fā)電有限公司熱控班檢修工，從事發(fā)電廠熱工控制自動、保護、汽輪發(fā)電機組在線監(jiān)測及控制系統(tǒng)等檢修工作。