徐 坤

（華電淄博熱電有限公司，山東淄博255054）

0 引言

在機(jī)組運(yùn)行中，磨煤機(jī)料位是運(yùn)行人員對(duì)機(jī)組制粉系統(tǒng)進(jìn)行控制的重要參數(shù)之一。給煤機(jī)自動(dòng)的良好與否直接關(guān)系到磨煤機(jī)出力是否能夠達(dá)到燃燒要求。磨煤機(jī)內(nèi)粉位過(guò)低，會(huì)導(dǎo)致分離器出口風(fēng)速過(guò)高，磨煤機(jī)出力明顯不足，導(dǎo)致電耗基本不變的情況下，磨煤機(jī)出粉過(guò)少、過(guò)細(xì)，進(jìn)而影響燃燒效率。粉位過(guò)高時(shí)，磨煤機(jī)出力將隨之降低，直至堵磨。由于煤比例過(guò)高，煤與煤之間的接觸過(guò)多，研磨效率降低，出粉過(guò)粗，磨煤機(jī)分離器回粉量會(huì)增加，另外進(jìn)入爐膛內(nèi)的大顆粒煤粉比例增加，會(huì)導(dǎo)致不完全燃燒損失增加。由此可見，磨煤機(jī)料位在機(jī)組制粉系統(tǒng)中有著重要的意義。

1 磨煤機(jī)料位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)工作原理及現(xiàn)狀

1.1 磨煤機(jī)料位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)工作原理

料位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是使用槽罐慢速度噴氣原理的物位測(cè)量系統(tǒng)，在測(cè)量系統(tǒng)中，流量控制器控制測(cè)量空氣以一定的速度（差壓）流動(dòng)。管線壓差取決于被測(cè)對(duì)象的比重w和噴氣點(diǎn)與自由大氣之間的距離h（ΔP=wh）。

在磨煤機(jī)內(nèi)，兩個(gè)探頭（一個(gè)在上面，一個(gè)在下面）不斷接受慢速噴氣，在這種情況下，兩根管線之間得出的差壓信號(hào)，就能代表上下兩個(gè)探頭之間的煤粉粉位。磨煤機(jī)兩側(cè)料位信號(hào)傳送至DCS后經(jīng)過(guò)PID計(jì)算分別控制相應(yīng)磨的給煤機(jī)轉(zhuǎn)速，從而實(shí)現(xiàn)磨煤機(jī)料位控制，通過(guò)給煤機(jī)轉(zhuǎn)速正作用對(duì)磨煤機(jī)料位進(jìn)行影響，同時(shí)，磨煤機(jī)料位作為負(fù)反饋參與PID調(diào)節(jié)。

根據(jù)廠家設(shè)計(jì)，控制箱內(nèi)PLC每15 min進(jìn)行一次吹掃，防止煤粉堵塞取樣管路造成測(cè)量失靈。吹掃前3 s，輸出“正在吹掃”開關(guān)量至DCS閉鎖料位信號(hào)，避免吹掃時(shí)料位信號(hào)波動(dòng)，導(dǎo)致設(shè)備誤動(dòng)作。

1.2 磨煤機(jī)料位系統(tǒng)工作現(xiàn)狀

2016年度，磨煤機(jī)料位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要出現(xiàn)的異常及次數(shù)統(tǒng)計(jì)如下：（1）未到吹掃時(shí)間進(jìn)行吹掃，三次；（2）料位指示偏低，十次；（3）料位突降并保持，兩次；（4）料位指示波動(dòng)大，兩次。

料位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)失靈最直接的影響就是磨煤機(jī)料位自動(dòng)退出，對(duì)制粉系統(tǒng)安全運(yùn)行十分不利。

2 料位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)異常情況分析及處理

2.1 故障現(xiàn)象1：未到吹掃時(shí)間進(jìn)行吹掃

在兩次吹掃周期中，電磁閥動(dòng)作進(jìn)行了一起全過(guò)程吹掃，持續(xù)時(shí)間約3 min，較正常吹掃時(shí)間長(zhǎng)，并且PLC未發(fā)出“正在吹掃”指令，導(dǎo)致不正確的料位信號(hào)參與自動(dòng)，使給煤機(jī)誤動(dòng)作，自動(dòng)失靈。

此現(xiàn)象為PLC誤動(dòng)作導(dǎo)致，就地檢查電磁閥、氣源管路工作正常，對(duì)PLC復(fù)位后，恢復(fù)正常，此后該現(xiàn)象又再發(fā)生過(guò)兩次。

處理方法：對(duì)該磨煤機(jī)料位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)PLC進(jìn)行更換，徹底消除隱患。

2.2 故障現(xiàn)象2：料位指示偏低

當(dāng)一次吹掃過(guò)程結(jié)束后，料位一直維持在較低值，存在明顯誤差，但是由于變化幅度較小，不容易被運(yùn)行人員發(fā)現(xiàn)。在料位設(shè)定值和監(jiān)測(cè)值偏差積累時(shí)間較長(zhǎng)后容易出現(xiàn)“滿罐”，磨煤機(jī)“跑粉”。

就地觀察磨煤機(jī)料位自動(dòng)吹掃系統(tǒng)，周期及動(dòng)作時(shí)間均正常，但負(fù)壓側(cè)吹掃進(jìn)行的接點(diǎn)無(wú)法斷開，導(dǎo)致負(fù)壓側(cè)管路持續(xù)串入吹掃壓縮空氣，造成粉位指示偏低。

處理方法：對(duì)PLC進(jìn)行復(fù)位后缺陷無(wú)法消除，需改變DO節(jié)點(diǎn)。將負(fù)壓側(cè)吹掃電磁閥輸出控制線與正壓側(cè)吹掃電磁閥控制線并在一起，屏蔽原輸出接點(diǎn)，使正負(fù)壓管路同時(shí)吹掃，消除PLC負(fù)壓側(cè)接點(diǎn)動(dòng)作異常的影響。

2.3 故障現(xiàn)象3：料位突降并保持

該現(xiàn)象多次出現(xiàn)在磨煤機(jī)啟動(dòng)初期，料位剛剛建立，兩側(cè)料位同時(shí)突然上升后下降至最低值并保持，在保持期間，PLC仍然輸出吹掃信號(hào)，并且吹掃電磁閥動(dòng)作。在經(jīng)過(guò)三個(gè)周期的吹掃后，料位突然恢復(fù)監(jiān)視，并且由于之前料位偏低，給煤機(jī)轉(zhuǎn)速升高，導(dǎo)致磨煤機(jī)內(nèi)實(shí)際料位較高?；謴?fù)監(jiān)視后，在PID的作用下，給煤機(jī)轉(zhuǎn)速下降，料位逐漸恢復(fù)。

引起該現(xiàn)象的原因主要有三點(diǎn)：

第一，正壓側(cè)管路堵塞。在吹掃一次完成后，大量的粉積累到正壓側(cè)管路，導(dǎo)致管路堵塞。

第二，正壓側(cè)管路存在漏點(diǎn)。長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后，系統(tǒng)中可能存在漏點(diǎn)，導(dǎo)致差壓偏低；在多次吹掃后，煤粉在漏點(diǎn)處累計(jì)，使差壓暫時(shí)恢復(fù)；待煤粉無(wú)法堵塞漏點(diǎn)時(shí)，差壓再次失靈。

第三，磨煤機(jī)內(nèi)部粉位建立不穩(wěn)定。該現(xiàn)象多次出現(xiàn)在磨煤機(jī)剛剛啟動(dòng)不久，粉位建立完成較早時(shí)期，該時(shí)期磨煤機(jī)內(nèi)部粉位建立不穩(wěn)定，當(dāng)較大壓力的吹掃空氣進(jìn)入到磨煤機(jī)內(nèi)部時(shí)，會(huì)引起較松散部位坍塌，導(dǎo)致料位偏低。

處理方法：除正常自動(dòng)吹掃外，對(duì)傳壓管路進(jìn)行人工吹掃并持續(xù)較長(zhǎng)時(shí)間；同時(shí)檢查傳壓管路及活節(jié)部位，消除管路漏點(diǎn)；加大對(duì)磨煤機(jī)啟動(dòng)后的粉位人工監(jiān)測(cè)，出現(xiàn)異常及時(shí)進(jìn)行人工調(diào)節(jié)。

2.4 故障現(xiàn)象4：料位測(cè)量值波動(dòng)大

該故障現(xiàn)象也多數(shù)出現(xiàn)在料位建立初期，或者給煤機(jī)剛剛投入時(shí)。這段時(shí)期磨煤機(jī)內(nèi)料位建立不穩(wěn)定，容易受到容量風(fēng)、冷熱一次風(fēng)及吹掃壓縮空氣的影響。

處理方法：工作人員對(duì)傳壓管路多次吹掃后，料位指示基本準(zhǔn)確。

3 對(duì)料位自動(dòng)控制系統(tǒng)的優(yōu)化

為保證機(jī)組磨煤機(jī)料位監(jiān)視準(zhǔn)確，給煤機(jī)自動(dòng)投入效果良好，在分析以上問(wèn)題的基礎(chǔ)上，對(duì)料位自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)采取以下優(yōu)化措施：

3.1 優(yōu)化DCS組態(tài)，降低異常料位影響

3.1.1 增加同磨甲、乙側(cè)料位偏差大報(bào)警

目前的組態(tài)邏輯中，對(duì)同磨甲、乙側(cè)料位信號(hào)取平均后與設(shè)定值進(jìn)行偏差運(yùn)算，然后用于PID調(diào)節(jié)輸入量。在計(jì)入PID運(yùn)算前只有一品質(zhì)判斷模塊，當(dāng)任意料位信號(hào)壞點(diǎn)時(shí)（輸入信號(hào)丟失或超限），給煤機(jī)控制指令切手動(dòng)。當(dāng)發(fā)生某一料位信號(hào)異常但并未超限時(shí)（輸入信號(hào)在上下限之間為好點(diǎn)），異常的料位信號(hào)參與給煤機(jī)控制自動(dòng)并且運(yùn)行人員不易發(fā)現(xiàn)。擾動(dòng)的加入和輸入量測(cè)量不準(zhǔn)確大大增加了自動(dòng)超調(diào)的可能性，對(duì)機(jī)組安全運(yùn)行不利。

在吹掃信號(hào)屏蔽后的料位信號(hào)處增加甲、乙料位輸入偏差大報(bào)警，可以有效幫助運(yùn)行人員觀察到料位監(jiān)測(cè)異常，及時(shí)對(duì)自動(dòng)進(jìn)行調(diào)整。

3.1.2 對(duì)給煤機(jī)指令輸出增加限幅

目前的組態(tài)邏輯中，給煤機(jī)指令限幅參數(shù)為10/20 ms，即1 s中可以增加指令30%。按照目前使用的沈陽(yáng)STOCK給煤機(jī)設(shè)定全功率出力為60 t/h，當(dāng)料位異常引起給煤機(jī)（兩臺(tái)）轉(zhuǎn)速波動(dòng)時(shí)，加入磨煤機(jī)的超調(diào)煤量相當(dāng)大，對(duì)燃燒器入口風(fēng)速、磨煤機(jī)電流及各磨煤機(jī)風(fēng)量調(diào)節(jié)影響波動(dòng)較大。

適當(dāng)增加給煤機(jī)指令限幅，可降低料位波動(dòng)對(duì)給煤機(jī)指令的影響，避免指令變化過(guò)快，造成煤量波動(dòng)。

3.2 料位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)硬件優(yōu)化

目前系統(tǒng)內(nèi)連續(xù)吹掃空氣根據(jù)廠家要求，緩沖罐內(nèi)壓力維持在0.08 MPa，即80 kPa，系統(tǒng)與緩沖罐差壓維持在2.5 kPa。在此工況下，檢測(cè)差壓料位為較準(zhǔn)確值?，F(xiàn)系統(tǒng)通過(guò)就地WP-90C數(shù)顯表PID運(yùn)算，輸出4～20 mA至調(diào)節(jié)進(jìn)氣閥控制，可靠性較低。當(dāng)數(shù)顯表故障時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)無(wú)法滿足監(jiān)測(cè)壓力，可能導(dǎo)致監(jiān)測(cè)失靈。

將系統(tǒng)與緩沖罐差壓信號(hào)引至DCS，通過(guò)DCS輸出閥門開度信號(hào)，可替代數(shù)顯表計(jì)算作用，大大提高系統(tǒng)可靠性。通過(guò)機(jī)組檢修機(jī)會(huì)，已對(duì)#5機(jī)組B磨煤機(jī)差壓料位進(jìn)行改造，運(yùn)行良好。

4 結(jié)語(yǔ)

本文針對(duì)目前雙進(jìn)雙出磨煤機(jī)料位自動(dòng)監(jiān)測(cè)和控制系統(tǒng)出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行了分析和總結(jié)。通過(guò)查找末端因素，制定優(yōu)化措施并加以實(shí)施，取得了較好的效果，有效提高了機(jī)組制粉系統(tǒng)安全可靠性，具有一定的推廣意義。

[1]肖玉生，王志海.雙進(jìn)雙出磨煤機(jī)料位測(cè)量準(zhǔn)確性探討[J].山東電力技術(shù)，2013（1）：68-72.

[2]曲星宇.雙進(jìn)雙出磨煤機(jī)料位智能檢測(cè)與控制[D].沈陽(yáng)：沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)，2010.