（浙江浙能溫州發(fā)電有限公司，浙江 溫州 325602）

火電廠除塵器輸灰程控比較與改進(jìn)

陳朝曄

（浙江浙能溫州發(fā)電有限公司，浙江 溫州 325602）

由于實(shí)際設(shè)備與工況的差異，火電廠除塵系統(tǒng)的輸灰系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行差異大，根據(jù)實(shí)際的設(shè)備狀況與運(yùn)行要求，設(shè)計(jì)合理的輸灰程控邏輯，有利于提高整套輸灰控制系統(tǒng)的工作效率，并可以達(dá)到節(jié)能降耗的效果。輸灰系統(tǒng)中的料位計(jì)是監(jiān)控、觸發(fā)條件控制的重要傳感器，其可靠與運(yùn)用效果直接影響了系統(tǒng)的運(yùn)行。料位計(jì)的選型非常重要。本文重點(diǎn)介紹了無(wú)源核子料位計(jì)的運(yùn)用以及對(duì)于輸灰程控的影響，提供了輸灰系統(tǒng)優(yōu)化方法。

輸灰系統(tǒng)；灰斗；倉(cāng)泵；料位控制程控；無(wú)源核子料位計(jì)

0 引言

火電廠電除塵灰斗和倉(cāng)泵物位的測(cè)量，對(duì)火電機(jī)組電除塵和環(huán)?？刂苾?yōu)化安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行具有十分重要的意義[1]。浙能溫州電廠現(xiàn)有4臺(tái)300MW燃煤發(fā)電機(jī)組，在4臺(tái)30萬(wàn)機(jī)組的電除塵輸灰系統(tǒng)中的灰斗和倉(cāng)泵控制中使用了近兩百只射頻導(dǎo)納料位計(jì)。這種類型的料位計(jì)在機(jī)組投入實(shí)際運(yùn)行五六年后出現(xiàn)大量的問(wèn)題，主要故障有：料位計(jì)測(cè)量電極，經(jīng)常被電除塵內(nèi)部部件脫落壓彎（如電場(chǎng)極板振打部件、鋼結(jié)構(gòu)老化脫落）或被灰斗內(nèi)壁因灰斗或電場(chǎng)大梁加熱器溫度偏低時(shí)引起的低溫積灰包裹，從而導(dǎo)致料位計(jì)測(cè)量電極探桿彎曲或斷裂，經(jīng)常發(fā)生料位誤報(bào)或拒報(bào)等故障，從而無(wú)法正確判斷真實(shí)的料位：同時(shí)該類型料位無(wú)法在機(jī)組運(yùn)行時(shí)進(jìn)行測(cè)量探桿更換。鑒于該類型料位計(jì)使用中故障率較高的原因，運(yùn)行在電除塵灰斗和倉(cāng)泵輸灰控制中以時(shí)間節(jié)點(diǎn)控制方式為主，考慮到如發(fā)生灰輸送不及時(shí)時(shí)，會(huì)引起灰斗滿灰、引起灰斗變形或引起電除塵跳閘等不安全情況發(fā)生，只能將輸送間隔時(shí)間人為縮短，從而造成了輸灰系統(tǒng)空壓機(jī)能耗大、輸灰管路等設(shè)備磨損嚴(yán)重等現(xiàn)象。

從2010開(kāi)始，浙能溫州電廠首先在電除塵灰斗倉(cāng)泵控制上使用上海沃納機(jī)電科技有限公司的SUN-T系列無(wú)源核子料位計(jì)。根據(jù)3年的使用的情況，無(wú)源核子料位計(jì)以外置安裝方式，便于日常調(diào)試和檢修的優(yōu)點(diǎn)克服了內(nèi)置式的射頻導(dǎo)納料位計(jì)的缺點(diǎn)；同時(shí)引入以料位模擬量信號(hào)便于運(yùn)行觀察和控制，也便于灰斗料位設(shè)定值的修改優(yōu)化，可以極大的提高輸灰系統(tǒng)的工作效率，達(dá)到節(jié)能減排的效果。

1 料位計(jì)與控制邏輯要求及現(xiàn)狀

火電廠電除塵干輸灰系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性還直接影響電廠煙塵排放量，同時(shí)也會(huì)影響電廠的脫硫系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

料位計(jì)是電廠輸灰系統(tǒng)中重要的物位傳感器，為運(yùn)行提供重要的控制參數(shù)，并參與系統(tǒng)的自動(dòng)運(yùn)行。在原設(shè)計(jì)方式中，灰斗、倉(cāng)泵料位計(jì)在安全報(bào)警、容器進(jìn)料量的控制，有著十分重要的作用。由于料位計(jì)的原理性缺陷，料位計(jì)在實(shí)際的運(yùn)行中很難起到應(yīng)有的作用。運(yùn)行人員只用采用其它輔助辦法，如控制飛灰的進(jìn)料時(shí)間、觀察輸送灰管壓力曲線、加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)巡查等手段來(lái)代替。合理可靠的輸灰邏輯，在料位計(jì)可靠的情況下，可以極大提高系統(tǒng)的運(yùn)

行效率，并起到明顯的節(jié)能降耗的效果。

1.1灰斗料位計(jì)

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，在電除塵灰斗中安裝兩個(gè)料位計(jì)，分別為高料位，高高料位。理想的狀態(tài)就是讓高料位參與到輸灰系統(tǒng)的自動(dòng)控制。高高料位位于灰斗上部，其主要作用是用來(lái)保護(hù)電除塵極板，防止灰位過(guò)高室引起電場(chǎng)短路，保護(hù)電除塵系統(tǒng)；同時(shí)，也用于防止灰量過(guò)大引發(fā)灰斗變形垮塌等安全事故的發(fā)生。高高料位平常時(shí)是不發(fā)信號(hào)，其接入電除塵高壓控制回路，但是一旦出現(xiàn)高灰位信號(hào)，必須要能及時(shí)跳閘對(duì)應(yīng)的電除塵高壓控制回路。高料位位于灰斗下部，是輸灰控制系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行重要依據(jù)。因此，高料位不僅要求動(dòng)作可靠，最好還能夠反應(yīng)灰斗底部物位的變化趨勢(shì)。目前，電廠主要是采用插入式接觸料位開(kāi)關(guān)，存在拒動(dòng)、誤報(bào)、無(wú)法在線檢修、無(wú)料位連續(xù)顯示功能等弊病。

1.2倉(cāng)泵料位計(jì)

倉(cāng)泵是輸灰系統(tǒng)重要組成部分。通過(guò)氣力將電除塵灰斗和省煤器灰斗的飛灰收集，再輸送到灰?guī)欤瑢贇饬γ芟嗾龎狠斔头绞?。?dāng)輸送量大時(shí)，輸送速度較低，對(duì)管道沖擊小，管道磨損少。

由于料位開(kāi)關(guān)可靠性差，運(yùn)行只能采用時(shí)序自動(dòng)控制。由于灰斗下料量不穩(wěn)定，從安全角度考慮，進(jìn)料時(shí)間都設(shè)得比較短，從而導(dǎo)致了每次倉(cāng)泵輸送的灰量都偏少，而用掉的壓縮空氣卻偏多也就是加大了輸送每噸灰的耗氣量，不但耗費(fèi)了能源，還增加了對(duì)排灰管道、閥門的磨損。進(jìn)料時(shí)間都設(shè)得長(zhǎng)時(shí)，又來(lái)不及排灰，引起灰斗內(nèi)大量積灰，造成安全隱患。

1.3輸灰控制邏輯優(yōu)化

現(xiàn)有輸灰程控中，低位測(cè)量點(diǎn)是用于觀察灰的灰斗中位置的，同時(shí)與高位報(bào)警點(diǎn)相結(jié)合運(yùn)用，可以驗(yàn)證料位計(jì)是否誤報(bào)。低位測(cè)量點(diǎn)主要是信息的提供者而不自動(dòng)參與到控制中。隨著輸灰系統(tǒng)的改進(jìn)與輸灰能力的增加，通過(guò)改變低位測(cè)量的作用，可以進(jìn)一步優(yōu)化輸灰系統(tǒng)的整體效率。

在電除塵與輸灰系統(tǒng)的實(shí)際工況中，由于機(jī)組負(fù)荷運(yùn)行的不穩(wěn)定以及煤種含灰量的差異。灰斗中落灰數(shù)量差異非常大?，F(xiàn)有的輸灰控制邏輯，灰斗內(nèi)落灰的實(shí)際狀況很少被考慮到自動(dòng)程控里面去?；伊看髸r(shí)，系統(tǒng)反應(yīng)不過(guò)來(lái)，灰量很小時(shí)，系統(tǒng)資源浪費(fèi)嚴(yán)重?，F(xiàn)通過(guò)優(yōu)化將灰斗低位測(cè)量點(diǎn)引入到自動(dòng)控制邏輯中。在灰斗內(nèi)灰位到達(dá)低位時(shí)，輸灰系統(tǒng)動(dòng)作，當(dāng)灰斗內(nèi)灰量很少時(shí)，下游輸灰系統(tǒng)不動(dòng)作。由于低位位置灰斗內(nèi)灰量相當(dāng)于2～3泵（下游倉(cāng)泵容積），2～3次輸灰就可以輸完，所有在輸灰系統(tǒng)輸灰能力較強(qiáng)的情況下，此控制的安全性是沒(méi)有問(wèn)題的。

此控制邏輯的最大優(yōu)點(diǎn)在于：在灰量很大時(shí)，系統(tǒng)持續(xù)高效輸灰；在灰斗內(nèi)落灰量很小時(shí)，極大地提高了輸灰系統(tǒng)的效率，節(jié)約了大量能源。

2 浙能溫州電廠現(xiàn)狀與改進(jìn)

浙能溫州電廠于2010年11月大修時(shí)，在3號(hào)爐一、二電場(chǎng)灰斗的高和高高處和倉(cāng)泵，加裝了5只無(wú)源核子料位計(jì)。并對(duì)其中一只灰斗的低位料位計(jì)與該灰斗下倉(cāng)泵料位計(jì)進(jìn)行了試驗(yàn)。SUN型料位計(jì)具有無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸功能，配合遠(yuǎn)程無(wú)線上位機(jī)，提供開(kāi)關(guān)量和模擬量的料位信號(hào)，可以實(shí)時(shí)反應(yīng)灰斗或倉(cāng)泵料位的實(shí)際數(shù)據(jù)，便于數(shù)據(jù)的分析，優(yōu)化灰斗、倉(cāng)泵料位控制的參數(shù)與邏輯。通過(guò)數(shù)據(jù)的分析，可以看到原有輸灰系統(tǒng)在以“時(shí)間控制”為主的控制邏輯下，灰斗、倉(cāng)泵輸灰的實(shí)際狀況，以及在使用灰“斗低位料位”啟動(dòng)倉(cāng)泵輸灰輸灰程序的實(shí)際狀況，如圖3、圖4、圖5所示。

圖1 料位計(jì)安裝示意圖Fig.1 Install the indicator diagram

圖2 料位計(jì)現(xiàn)場(chǎng)安裝實(shí)景Fig.2 Material level meter live-action on-site installation

圖3與圖4是浙能溫州電廠3號(hào)爐二電場(chǎng)24h使用“時(shí)間控制”運(yùn)行狀態(tài)下，灰斗低位與倉(cāng)泵料位監(jiān)測(cè)時(shí)的數(shù)據(jù)。圖5是使用“灰斗低位控制”邏輯下，倉(cāng)泵的料位數(shù)據(jù)（圖標(biāo)中豎軸為料位值，橫軸為時(shí)間值）。

圖3 灰斗料位趨勢(shì)圖Fig.3 Ash hopper level trend chart

圖4 時(shí)間控制邏輯下倉(cāng)泵料位趨勢(shì)圖Fig.4 Time control logic pump material level trend diagram under the storehouse

圖5是在使用該灰斗“低位控制”輸灰系統(tǒng)情況下獲取的數(shù)據(jù)。從數(shù)據(jù)與實(shí)際驗(yàn)證來(lái)看，在使用灰斗低位啟動(dòng)控制邏輯下，灰斗在沒(méi)有灰或者灰量很少的情況下，不啟動(dòng)輸灰。當(dāng)灰積累到低位報(bào)警低時(shí)候，啟動(dòng)倉(cāng)泵輸灰。啟動(dòng)輸灰程序后，經(jīng)過(guò)4～5泵的滿罐輸灰后，灰斗內(nèi)，灰被清空，倉(cāng)泵基本保持密相輸灰狀態(tài)，輸灰效率非常高。

圖5 料位控制邏輯下倉(cāng)泵料位趨勢(shì)圖Fig.5 Level pump control logic of storehouse material level trend chart

試驗(yàn)期間，由于機(jī)組負(fù)荷比較低，灰斗中灰量一直很少。從圖3與圖4中可以看出，在使用“時(shí)間控制”的模式下：倉(cāng)泵中每次落灰量差異非常大。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)觀察和分析可知道，倉(cāng)泵進(jìn)料的量主要取決于上方灰斗中干灰的量。當(dāng)灰斗中灰料比較多時(shí)，倉(cāng)泵進(jìn)料基本是滿泵，當(dāng)灰斗內(nèi)料很少時(shí)，倉(cāng)泵內(nèi)進(jìn)料很少，甚至于處于空泵運(yùn)行。根據(jù)當(dāng)天試驗(yàn)的情況來(lái)看，24h內(nèi)，倉(cāng)泵超過(guò)一大半時(shí)間處于空泵運(yùn)行狀態(tài)。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)歷史經(jīng)驗(yàn)與情況統(tǒng)計(jì)，在目前時(shí)間控制模式下，倉(cāng)泵有超過(guò)50%時(shí)間處于耗能低效率狀態(tài)下運(yùn)行。浪費(fèi)了大量的壓縮空氣與能源，同時(shí)，進(jìn)出料閥門也在無(wú)灰狀態(tài)下還頻繁動(dòng)作，壓縮空氣消耗較高，設(shè)備的機(jī)械磨損大，降低了使用壽命，增加了設(shè)備的維護(hù)量。

3 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)理論分析和實(shí)際驗(yàn)證可知，火電廠除塵器輸灰系統(tǒng)，使用“時(shí)間控制”的輸灰控制邏輯，既不能保證輸灰系統(tǒng)的安全性，也無(wú)法保證輸灰系統(tǒng)的效率。而使用灰斗低位測(cè)量點(diǎn)作為輸灰系統(tǒng)動(dòng)作的控制點(diǎn)，確實(shí)優(yōu)化了整個(gè)輸灰系統(tǒng)的效率，在保證運(yùn)行的安全性的前提下，可以保證輸灰系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間密相輸灰，同時(shí)極大地節(jié)約了輸灰系統(tǒng)的能源消耗與運(yùn)行成本。

需要特別指出：

1）使用灰斗低位控制的輸灰邏輯，前提條件是，輸灰系統(tǒng)的功率必須大，在滿泵輸灰時(shí)，能夠保證灰都被輸送走。

2）灰斗低位控制輸灰邏輯要求低位料位計(jì)必須高可靠，同時(shí)還能夠提供連續(xù)數(shù)據(jù)，便于運(yùn)行人員實(shí)時(shí)觀察。無(wú)源核子料位計(jì)是最佳的選擇。

[1]蘇杰．常太華．電廠粉倉(cāng)粉位測(cè)量方法綜述[J]．電力情報(bào),1995(3)：7-10．

[2]陳曉竹．陳樂(lè)．電容式物位計(jì)中掛料問(wèn)題的研究[J]．計(jì)量學(xué)報(bào),2002,21(2)：43-44．

另外，閥門管理平臺(tái)可實(shí)現(xiàn)優(yōu)化閥門選型配置，推進(jìn)進(jìn)口閥門國(guó)產(chǎn)化、改造不合理的設(shè)計(jì)；對(duì)點(diǎn)檢員維修水平作出科學(xué)的綜合評(píng)價(jià)，全面提升點(diǎn)檢定修水平及電廠節(jié)能管理水平。

參考文獻(xiàn)：

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收稿日期：2013-11-24

作者簡(jiǎn)介：王凱民，男，高級(jí)工程師，從事發(fā)電廠熱工自動(dòng)化檢修維護(hù)管理工作。

The Power Plant Dust ash Conveying Program Comparison and Improvement

Chen Zhaoye
（Zhejiang for Wenzhou Power Generation Co. Ltd. Zhejiang Wenzhou 325602,China）

because of the difference of the actual equipment and condition, ash conveying system of dust removal system in thermal power plant operation is different, according to the requirements of the actual status of equipment and operation, the rational design of the ash conveying control logic, is helpful to improve the work efficiency of the whole ash conveying system, and can achieve the energy saving effect. Ash conveying system of material level meter is an important sensor monitoring, trigger control, the use of reliable and directly affects the operation of the system. Material level meter selection is important. This paper focuses on the passive nuclear level sensor used for transmission and the effect of ash program, provides transportation optimization method of gray system.

ash conveying system; hopper; pump; level control; passive nuclear level sensor

TK39

B

Doi：10.3969/j.issn.1671-1041.2014.03.013

2014-5-6

陳朝曄，男，助理工程師、熱工自動(dòng)裝置檢修工二級(jí)技師、工程技術(shù)自動(dòng)化類二級(jí)專家,主要從事電場(chǎng)輸灰、脫硫電控檢修。量的維修費(fèi)用、提高閥門可用系數(shù)，延長(zhǎng)閥門使用壽命，降低維修成本，增加了發(fā)供電能力，給企業(yè)帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益。