空气预热器停转报警的逻辑优化设计分析

2018-05-22 11:13程海潇
中国科技纵横 2018年7期

程海潇

摘 要:空气预热器是发电厂中极为重要的辅助设备,空预器转子的运行状态需要进行密切监视,并且设有可靠的报警装置,因此本文针对空气预热器停转报警展开研究。首先简单了解空气预热器逻辑优化设计的重要作用,然后针对实际案例并详细分析故障原因,最后得出空气预热器停转报警逻辑优化设计的具体内容以及优化效果。以期为相关人员解决类似问题提供参考,让空预器得到稳定运行。

关键词:停转报警;RB控制逻辑;辅助电机

中图分类号:TK223.34 文献标识码:A 文章编号:1671-2064(2018)07-0188-02

1 空气预热器逻辑优化设计的重要作用

空气预热器,也称为空预器是一种预热设备,主要用来提高锅炉的热交换性能,降低热量损耗。空预器通过散热片将锅炉尾部烟道中所排出烟气携带的热量,引入锅炉前的空气中,达到预热空气的目的,空气预热器有三种不同的类型,其中最常用的是管式空气预热器[1]。但是这种预热器的受热面较大,保证较为困难,因此回转式空气预热器的使用相对较多,无论是管式预热器还是回转式预热器,都存在一定的缺陷,在长时间的使用中,容易产生腐蚀和堵灰。这样的情况下,就容易引发空气预热器着火,转子变形,继而导致漏风,引发一系列的停机问题,给发电厂带来较大的经济损失,但是通过对空预器控制逻辑的修改优化,就能够有效解决这一问题,提高空气预热器的停转报警性能,让相关人员及时的展开处理,将危害控制在最小范围内。

2 空气预热器逻辑优化设计的实例分析

2.1 空气预热器的故障概述

2.1.1 跳闸停机故障

受空预器扇形板自动跟踪不良的影响,导致在转动过程中的阻力增加,主马达液力耦合器容易在熔塞作用的影响下出现高温熔漏油,最终失去传递动力的能力。在这种情况下,空预器在实际上已经不工作,但是主马达持续运行,在这种情况下,热工控制系统会认为空预器没有跳闸,并且没有触发空预器的相关功能,导致温度快上升。

2.1.2 堆灰停机故障

空预器的清洁度是影响其运行质量的重要因素,但是在运行阶段,堆灰停机故障依然存在,主要表现在以下几方面:(1)气源只能由辅汽提供,在机组低负荷状态下面若需要转换到主汽吹灰,则会面临着自动切换困难的问题;(2)只能满足一次吹灰的要求,但是在锅炉启动阶段,空预器吹灰需要持续、循环的吹灰,但是设备无法满足其基本要求。

2.1.3 高温停机故障

根据典型的空气预热器跳闸过程,认为都会导致空气预热器RB动作。在这种情况下,假设RB逻辑根据燃烧器投入情况,并快速切除部分燃烧器,将投入到炉膛的燃料量控制在合理的水平下,受高温停机的故障影响,空气预热器的运行信号无法被识别,并且经过空气预热器RB逻辑判断后,也将会触发空气预热器的RB动作,切除部分燃烧器来改善机组的负荷情况,在这种情况下,RB将会直接影响设备的正常运行水平。

2.2 空气预热器的逻辑优化

2.2.1 跳闸停机故障

经过对空气预热器产生故障的具体情况分析可以得出,在实际的运行过程中,空气预热器的逻辑存在不合理之处,因此需要对其进行逻辑优化,从而优化空气预热器停转时的报警效果。在空氣预热器发生跳闸情况时,工作人员需要启动辅助电机进行自投。若空气预热器在发生跳闸之前没有其他明显的运转故障,则可以进行一次强制关闭主电机。若主辅电机都产生了跳闸的情况,在没有开关过载保护时,工作人员可以根据实际需求启动主电机或者辅助电机。当空气预热器发生跳闸且不能自主恢复正常运行时,工作人员可以采用单侧检修的方法,在确定关闭跳闸侧的空气预热器烟气进口挡板以及其他设备之后,对空气预热器的火灾报警画面进行时刻监控,判断火情发展趋势,防止其继续蔓延。

2.2.2 堆灰停机故障

根据空气预热器逻辑优化设计的具体分析,针对其由于堆灰现象引起的停机故障问题,可以在原空气预热器吹灰顺控的基础上额外增设自动化的吹灰设备设计。这种在原设计逻辑上增设吹灰装置的关键技术点有两个大方面:第一,增加主汽辅汽选择装置,将其灵活的切换到自动转换的设计功能。利用这种方式使得吹灰顺控每进行一次吹灰工作,送出的空预器设计中的脉冲累积模块便随之累积一次。第二,在增设自动化吹灰设备设计时,其操作的首先应该是打开进汽阀以及疏水阀,确保疏水温度以及疏水时间能够达到设计需求。其次,根据实际的疏水情况以及第一次的吹灰顺序来把控关闭疏水阀的时间,以实现循环吹灰的目的。

2.2.3 高温停机故障

对于空气预热器逻辑设计中的高温停机故障来说,需要根据所用设备生产厂家提供的相关使用资料,对主马达以及辅助马达在单独运行状态下的运行参数进行充分的了解和掌握。在对运行设备进行监测的过程中,如果主马达出现故障,通常会利用辅助马达来进行带满负荷。马达长期的带满负荷工作状态虽然不会对空气预热器造成较大的损害,但是会使其出现相应程度上的磨损。所以一旦发现主马达出现故障,应当立即对其采取处理,并且定期检查马达超越离合器的温度,防止出现超温现象。

2.3 空气预热器优化后效果

在对空气预热器的控制逻辑进行优化后,锅炉的空气预热器系统得到了全面的优化,自动化程度全面提高,相关运行人员只需触发相应的程序,就能够让空预器进行自动化控制,满足空预器稳定运行的需求,也不需要控制人员在机械运行的过程中,进行手动干预,根据自动、手动的不同操作,实现复位、跳步等功能[2]。从根本上减少运行人员的工作量,降低了监督力度,从侧面对人力资源优化起到辅助作用,此外,通过空气预热器的逻辑设计优化,还能够实现空预器停转报警系统的实现。

空气预热器的转速为每分钟0.99r,约为1r,也就意味着在一分钟内,跟随主轴转动的金属面,至少会有接近或者经过开关,而触发接近开关后,会发出开关量为“1”的信号,基于这个原理就可以对空预器停转报警信号的逻辑进行设计。原来空预器上只有一个接近开关,主轴上有一个金属检测面。现在增加一个接近开关,增加两个金属面。逻辑中两个停转报警接近开关判断后的结果相与作为停转报警的输出信号。以一个停转报警接近开关的逻辑为例,在该逻辑中让一个接近开关的检测信号中带有两个RS触发器,其中一个直接作为触发器01的输入,另外一个取反作为触发器02的输入,两个触发器通过或门03后得到停转报警的判断信号,具体内容为:首先,当该金属面接近开关后,发出的停转信号逻辑为“0”时,RS触发器01就会直接输出逻辑“0”,而RS触发器02则保持不变,依旧输出逻辑“1”。此时或门03处持续输出的逻辑信号也为“1”,但停转报警信号1的位置因为受到了延时块的影响,输出了逻辑“0”。其次,当金属面接近开关后,停转信号发出来的逻辑为“1”,此时,RS触发器02会立即输出逻辑“0”,而RS触发器01就会受到延时块的影响,被延时了一个扫描周期后,才能够从逻辑“0”变为逻辑“1”[3]。这也就是意味着触发器会根据金属面接触开关所发出来的逻辑信号,而发生改变,且当停转信号从逻辑“0”变为逻辑“1”后的第一个扫描周期内,两个触发器发出来的逻辑信号均为“0”,而或门03处,输出逻辑则从“1”变为“0”。只有在经过了一个周期后,触发器01和或门03的输出信号才会变为1。在这样的请况下,空预器转动时间约为一周,具体可以设定为60秒,可以将延时的时间设为35秒,一旦超过这个时间,就说明空预器停止转动,发出停转报警信号,以此实现空预器的停转报警功能。这种改造优化设计,不需要在空预器的主轴上额外添加其他设备,也不需要增加电源,成本较低,施工简单,最为重要的是,这种空预器的停转报警系统较为稳定可靠。

3 结语

综上所述,空气预热器逻辑优化设计的重要性不容赘述,只有完善空预器的逻辑设计内容,才能够保证空预器的RB控制逻辑正常动作。在机组正常运作的过程中,如果出现空预器转子停转现象,高温度的烟气就会持续的通过空预器的一侧,排烟温度得不到有效降低,严重的情况下,空预器会出现着火,转子变形等现象。想要从根本上消除空预器的安全隐患,就要保证空预器的安全运行。

参考文献

[1]王林,陈锁群,郭三虎,等.350MW超临界机组空气预热器停转故障分析[J].华电技术,2017,39(8):36-38.

[2]刘锋.基于电感式接近开关的空预器停转报警系统设计[J].中国仪器仪表,2016,(11):43-46.