分體式智能定位器在高溫區(qū)域的應(yīng)用

引言

神華國能寧夏煤電有限公司(簡稱"鴛鴦湖電廠")于2009年投產(chǎn)2×660Mw超臨界機(jī)組,在鍋爐高溫區(qū)域:(1)風(fēng)煙系統(tǒng)的二次小風(fēng)門采用一體化YTC定位器,定位器安裝在二次小風(fēng)門軸上,分布在鍋爐本體四角,位置懸空,日常維護(hù)困難,鍋爐本體周圍環(huán)境溫度較高:(2)吹灰系統(tǒng)的吹灰調(diào)門為ABB智能定位器,設(shè)備安裝在溫度較高的吹灰減壓站。這種常規(guī)一體式定位器存在高溫老化,反饋指令不一致或拒動(dòng)等故障頻發(fā)的缺陷,嚴(yán)重影響了機(jī)組燃燒的經(jīng)濟(jì)性和安全性。因此,降低故障的發(fā)生率對于保障機(jī)組的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有著重要的意義。

1常規(guī)一體式定位器在高溫區(qū)域應(yīng)用存在的問題

鴛鴦湖電廠位于寧夏靈武市寧東鎮(zhèn),由于地理、環(huán)境等因素,電廠鍋爐采用全封閉安裝,防止因受凍造成設(shè)備誤動(dòng)和爐膛內(nèi)熱量流失。鍋爐房內(nèi)室溫常年達(dá)到35℃以上,鍋爐本體周圍環(huán)境溫度更高。由于定位器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)為一體,長期處在高溫環(huán)境下,定位器電子元器件易老化,從而易使電路板損壞。智能定位器為一體化集成電子產(chǎn)品,發(fā)生故障時(shí)只能進(jìn)行整體更換,不但增加了工作量,而且還提高了安全風(fēng)險(xiǎn)等級。

2常規(guī)一體式定位器的改造

針對存在的問題,鴛鴦湖電廠對二次風(fēng)門、吹灰調(diào)門氣動(dòng)控制裝置采用定位器分體式安裝的方式,將定位器柜安裝在溫度較低的地方,以減少現(xiàn)場高溫對定位器的影響,完美解決了由于高溫使得定位器元器件損壞的問題。該裝置是以標(biāo)準(zhǔn)的壓縮空氣為動(dòng)力源,控制器接收主控室DCs4~20mA指令信號,對機(jī)械開度進(jìn)行精確控制。

2.1設(shè)備布置

采用ABB定位器為主控制設(shè)備,定位器控制部分與行程檢測部分分體安裝,執(zhí)行機(jī)構(gòu)由耐高溫原裝進(jìn)口氣缸及連接輔件組成,定位器等控制元件集中放置在控制柜中,針對二次風(fēng)門每個(gè)角設(shè)置一個(gè)控制柜,每4臺執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制設(shè)備集中在一個(gè)控制箱內(nèi)。由于吹灰調(diào)門所處環(huán)境溫度高于二次風(fēng)門環(huán)境溫度,所以不但要將定位器部分與執(zhí)行機(jī)構(gòu)分體安裝,還要把控制柜安裝在周圍環(huán)境溫度較低的地方,定位器固定在控制柜中,以有效降低控制柜周圍環(huán)境溫度,減少定位器控制部分的損壞。

2.2控制原理

(1)控制裝置包括現(xiàn)場執(zhí)行機(jī)構(gòu)和就地控制柜兩個(gè)部分,就地控制柜中的智能定位器直接接收DCs給出的4~20mA信號對執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行連續(xù)控制,同時(shí)定位器內(nèi)置的位置反饋模塊將現(xiàn)場執(zhí)行機(jī)構(gòu)的實(shí)際位置反饋給DCs。氣動(dòng)控制裝置能夠?qū)崿F(xiàn)一對一獨(dú)立控制(圖1)。

(2)現(xiàn)場執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用智能分體式二次風(fēng)門氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)替代原有的一體式氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)?，F(xiàn)場分體式執(zhí)行機(jī)構(gòu)由氣缸及位置檢測器組成(圖2),定位器采用原裝進(jìn)口產(chǎn)品,現(xiàn)場位置檢測器為智能檢測器并裝有閥門智能控制系統(tǒng)V1.0,提高了閥門的穩(wěn)定性以及運(yùn)行效率和壽命。為了防止氣缸長期動(dòng)作所導(dǎo)致的接口處漏氣現(xiàn)象,氣缸接口處采用優(yōu)質(zhì)的金屬軟管連接。

圖2現(xiàn)場執(zhí)行機(jī)構(gòu)

2.3技術(shù)說明

二次風(fēng)門、吹灰調(diào)門氣動(dòng)控制裝置包括現(xiàn)場執(zhí)行機(jī)構(gòu)和就地控制柜兩個(gè)部分,控制柜中安裝三合一精密過濾器、調(diào)壓閥及智能定位器等,定位器采取分體安裝方式,此種安裝方式能夠有效避免現(xiàn)場高溫惡劣環(huán)境對控制元件的損害,在現(xiàn)場執(zhí)行機(jī)構(gòu)(氣缸)上安裝位置檢測裝置。圖3為二次風(fēng)門控制柜內(nèi)布置圖,吹灰調(diào)門控制柜內(nèi)布置圖同理。

圖3二次風(fēng)門控制柜內(nèi)布置圖

3改造為分體式定位器后的效果

鴛鴦湖電廠對096臺二次小風(fēng)門、2臺吹灰調(diào)門進(jìn)行分體式改造后,投入運(yùn)行一年多,至今未發(fā)生由于高溫影響分體式定位器引起的閥門無法操作的現(xiàn)象,大大降低了控制裝置中電子元器件損壞率,減少了日常維護(hù)工作量,并節(jié)約了成本,同時(shí)降低了在高溫、高空區(qū)域內(nèi)維護(hù)的安全風(fēng)險(xiǎn),機(jī)組運(yùn)行更節(jié)能和穩(wěn)定。

4結(jié)語

由這次對二次風(fēng)門、吹灰調(diào)門改造的效果來看,分體式定位器在電力生產(chǎn)中發(fā)揮了重要作用,具有普遍應(yīng)用及推廣的價(jià)值,該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了高溫環(huán)境下定位器的長期穩(wěn)定工作。