張 洋

(晉能控股山西電力塔山發(fā)電公司，大同 037006)

0 引 言

A火電廠的鍋爐每到冬季水汽管極易出現(xiàn)上凍情況，進(jìn)而影響設(shè)備的正常運行，為解決這一問題，鋪設(shè)電伴熱帶，令水汽管維持在相對穩(wěn)定的溫度環(huán)境中已經(jīng)成為一項極為重要的工作。然而當(dāng)前部分火電廠應(yīng)用的電伴熱裝置不能完全滿足設(shè)備正常運轉(zhuǎn)的需要，因此對其進(jìn)行優(yōu)化改造成為了一項迫在眉睫的工作。

1 優(yōu)化改造火力發(fā)電廠熱控儀表取樣管路電伴熱裝置的意義

2 優(yōu)化改造火力發(fā)電廠熱控儀表取樣管路電伴熱裝置的方法

2.1 電伴熱裝置存在的問題

2.1.1 設(shè)備方面

改造前的伴熱裝置電路，如圖1所示，當(dāng)前A火電廠儀表保護(hù)柜內(nèi)的伴熱帶的連接方式為并聯(lián)，端子排列的左側(cè)是伴熱帶并聯(lián)短接線，右側(cè)白線是鎧裝伴熱帶引線，在并聯(lián)伴熱帶過多的情況下，通過溫度控制器的電流將會大幅度增加，由計算公式Q=I2Rt可以了解到，溫度控制器內(nèi)部導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量也會不斷提升，并且隨著時間的增加，那么產(chǎn)生的熱量值也會不斷增大，微動開關(guān)出現(xiàn)短路或斷路的情況，進(jìn)而導(dǎo)致伴熱帶處于一直加熱或一直不加熱的狀態(tài)。

圖1 改造前的伴熱裝置電路圖

2.1.2 控制回路方面

當(dāng)前A發(fā)電廠所使用的電伴熱裝置的設(shè)計存在一定的問題，具體來說，首先，該裝置的控制回路中沒有將強電與弱電進(jìn)行有效地隔離，使得控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性較差；其次，該裝置并沒有送往程控的超溫警告輸出信號與反饋信號，導(dǎo)致程控方面無法對儀表保護(hù)柜的具體狀態(tài)進(jìn)行實時監(jiān)測；最后，該裝置并沒有安裝完善的超溫保護(hù)斷電機制，這一問題的存在大大增加了著火災(zāi)風(fēng)險管控的難度。

2.2 電伴熱裝置的改造原理

A發(fā)電廠所使用的溫度控制器屬于壓力式溫度控制器，主要是通過溫度調(diào)節(jié)旋鈕與凸輪對相關(guān)工作人員所需的溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，該裝置封閉溫包內(nèi)裝有“濕飽和蒸汽”，其主要成分為制冷劑硇甲烷或者氟利昂，因為這兩種物質(zhì)均具備較低的沸點，在受熱后容易氣化膨脹，并且，溫包通過毛細(xì)管與具備較高彈性的膜盒相連。其工作原理是，最初溫度控制器的杠桿一端電觸電處于閉合狀態(tài)，當(dāng)伴熱帶開始工作時，溫度控制器在感受到溫度升高后，溫包內(nèi)的飽和蒸汽將會吸熱膨脹，進(jìn)而導(dǎo)致溫包內(nèi)部的壓力增加，并且增加的壓力還會通過毛細(xì)管傳到膜盒中，使得膜盒也隨之發(fā)生膨脹，推動杠桿克服因彈簧拉力產(chǎn)生的力矩，逆時針轉(zhuǎn)動，并且在溫度達(dá)到某一數(shù)值時斷開觸點，此時，伴熱帶斷電停止加熱；而當(dāng)溫度低于某一數(shù)值時，溫包內(nèi)的飽和氣體液化收縮，壓力降低，杠桿一端的觸點閉合，伴熱帶開始加熱。通過這種循環(huán)往復(fù)的方式，發(fā)電廠不僅可以令取樣管內(nèi)的溫度維持在一定的范圍內(nèi)，還可以達(dá)到節(jié)約電力的作用。對A發(fā)電廠應(yīng)用的溫度控制器回路進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn)，該裝置共有八個并連在一起的伴熱帶，在長時間的工作過程中，電路的總電流將會不斷增大，并且伴熱帶提供的熱量也會急劇增加，若伴熱帶工作頻率較高，那么壓力溫控器的微動開關(guān)發(fā)生熱熔以及熱變形的概率將會大大提升，導(dǎo)致伴熱帶處于一直加熱或者一直不加熱的狀態(tài)，具體來說，若伴熱帶處于一直加熱的狀態(tài)，那么取樣管路內(nèi)的液體將會大量汽化；若伴熱帶一直處于停止加熱的 狀態(tài)，取樣管路內(nèi)的液體可能會在低溫環(huán)境下凝結(jié)成冰，進(jìn)而對取樣管溫度測量造成不利的影響。

為避免上述問題的出現(xiàn)阻礙溫度的正常測量，相關(guān)工作人員可以從兩方面入手，對電伴熱裝置進(jìn)行優(yōu)化改造。具體來說，一方面，相關(guān)工作人員可以將原來由溫度控制器微動開關(guān)直接控制伴熱帶運行情況的方式，改為由溫度控制器微動開關(guān)控制交流接觸器，然后由耐高溫電流的交流接觸器控制伴熱帶，從而達(dá)到隔離控制回路中強弱電的目的，提升電伴熱裝置工作的穩(wěn)定性以及汽水取樣系統(tǒng)工作的實效性，避免因微控開關(guān)出現(xiàn)熱熔或熱變形直接對伴熱帶造成影響的情況，保證了機組運行的穩(wěn)定性。另一方面，相關(guān)工作人員可以通過在總控制回路上安裝一個220 V繼電器的方式，保證伴熱帶的正常運行，電路圖如圖2所示。在此過程中，繼電器主要由柜內(nèi)加熱器的溫控裝置進(jìn)行控制，并且繼電器的一個常閉點應(yīng)當(dāng)與總電氣回路相連，以便在柜內(nèi)加熱裝置感受到柜內(nèi)溫度超過標(biāo)準(zhǔn)溫度，存在火災(zāi)風(fēng)險時，導(dǎo)通柜內(nèi)加熱器溫度控制器的超溫報警接點，斷開繼電器的動作常閉點，令整個控制回路處于斷電的狀態(tài)，從而達(dá)到保護(hù)電路安全的目的。并且在繼電器常閉點斷開后，控制回路的斷電信號將會沿著控制電纜傳輸至DCS中，程控畫面將會顯示出該儀表保護(hù)柜中伴熱裝置的異常，便于相關(guān)工作人員對其進(jìn)行處理，降低二次損失。與更換設(shè)備相比，在改造過程中增添交流接觸器與繼電器的價格比較少，并且施工操作較為簡單，操作面也較為集中，在一定程度上減少了工作人員的改造難度與施工量[2]。

圖2 改造后的伴熱裝置電路圖

2.3 電伴熱裝置改造后的效果

由于伴熱帶的溫度過高或過低都會造成取樣管內(nèi)部壓力的變化，進(jìn)而影響到工作人員對于鍋爐汽水管路中工質(zhì)壓力與流量在DCS邏輯中的判斷情況，因此，只有保證伴熱帶溫度控制系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性，才能實現(xiàn)機組的正常運行，從而達(dá)到提升火力發(fā)電廠運營效益的目的。在對A火力發(fā)電廠熱控儀表取樣管路電伴熱裝置進(jìn)行優(yōu)化的過程中，相關(guān)工作人員主要通過將原有利用溫度控制器的微動開關(guān)狀態(tài)，控制伴熱帶回路的方式，改為利用溫度控制器的微動開關(guān)，控制交流接觸器線圈，并由該交流接觸器上的合金觸頭控制伴熱帶的通斷。同時，為降低火災(zāi)發(fā)生的可能性，相關(guān)工作人員在原有儀表保護(hù)柜中的柜內(nèi)儀表加熱控制回路上，加裝了一組繼電器，對保護(hù)柜內(nèi)的超溫風(fēng)險進(jìn)行監(jiān)控，進(jìn)而達(dá)到保障汽水取樣系統(tǒng)工作穩(wěn)定性的目的。在將優(yōu)化成果投入A火電廠運行后，橫向?qū)Ρ冗B續(xù)兩年間，鍋爐發(fā)生伴熱帶缺陷的概率下降了約75%，據(jù)統(tǒng)計，當(dāng)下每次處理因伴熱帶出現(xiàn)問題而產(chǎn)生的維修材料費約1 000元，而人工檢修費用約為8 000元。計算可知，每次設(shè)備的維護(hù)費用約為9 000元，經(jīng)改造后，每臺設(shè)備在一年間就可以為火電廠節(jié)約13.5萬元的費用，由于A發(fā)電廠共有兩臺設(shè)備，因此每年該發(fā)電廠大約可以節(jié)省27萬元的費用，這種情況的出現(xiàn)，不僅可以保障A火力發(fā)電廠的正常運營，降低了發(fā)電廠維護(hù)檢修的成本，提升了該廠的生產(chǎn)效益，還提升了用戶對電力使用的滿意度，在一定程度上為我國電力行業(yè)的平穩(wěn)運行以及穩(wěn)步發(fā)展提供了助力[3]。

3 結(jié)束語

對火力發(fā)電廠熱控儀表取樣管路電伴熱裝置進(jìn)行優(yōu)化改造，可以有效地避免火力發(fā)電廠的熱控儀表取樣管路因受嚴(yán)寒的影響，出現(xiàn)表管凍裂、讀數(shù)不準(zhǔn)等情況，進(jìn)而造成火力發(fā)電廠出現(xiàn)停爐停機的狀況，確保火力發(fā)電廠的正常運行，在保障電力正常供應(yīng)的基礎(chǔ)上，避免經(jīng)濟(jì)損失的出現(xiàn)。