双进双出磨煤机料位监测装置.doc

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1、 2 目 录摘要- 1 -Abstract- 2 -一、前言- 3 -1.1、课题研究背景- 3 -1.2、课题研究的目的与意义- 3 -二、本论- 4 -2.1、料位检测系统概述- 4 -2.2、压差料位测量原理- 4 -2.3、我公司差压料位监测系统简介- 4 -2.4、我公司差压料位控制逻辑- 5 -三、公司压差料位监测系统存在的问题及优化措施- 7-3.1我公司压差料位监测系统目前存在的问题- 7 -3.2可能引起料位波动的原因分析- 8 -3.2.1料位监测系统取样管路漏气- 8 -3.2.2料位监测吹扫控制系统指令误发- 8 -3.2.3料位监测系统内部压力不稳- 9 -3.3我公

2、司压差料位监测系统可提升优化方案- 10-三、结论- 12 -致 谢- 13 -参考文献- 14 - 1 - 2 - 15 -摘要双进双出磨煤机料位监测装置是一套用于监测双进双出磨煤机两侧料位的测量装置。在直吹式制粉系统中，磨煤机内的煤粉粉位是一个非常重要的参数，它直接影响到机组的运行与安全，它的测量是否准确是致关重要的。我公司#5、6机组采用的是双进双出球磨机，料位差压监测装置来自沈阳重工公司。自2012年末#5、6机组相继投产运行以来，曾多次出现料位跳动、磨煤机料位监测不准确等现象，无法满足磨煤机筒体内的料位监测与给煤机自动控制的要求。因此，保证磨煤机料位监测系统测量的准确性对保障机组稳定

3、运行具有非常重要的意义。关键词：制粉系统，磨煤机料位，差压料位 前 言 AbstractDouble inlet mill level monitoring device is used to monitor a set of double inlet and outlet sides of mill material level measurement devices. In Pulverizing system, coal powder mill in place is a very important parameter, which directly affect the operat

4、ion and safety of the unit, its measurement accuracy is of crucial importance. My company # 5,6 unit uses double inlet mill, level differential detection device from Shenyang Heavy Industries. # 5,6 units since late 2012 have been put into operation since, has repeatedly appeared Level beating, mill

5、 material level detection is not accurate and so on, can not meet the mill cylinder body material level detection and automatic control of coal Claim. Therefore, to ensure the accuracy of the measurement mill level detection system has very important significance to safeguard the stable operation of

6、 the unit. Keywords: milling system, mill material level, differential pressure Level一、前言1.1、课题研究背景2012年末#5、6机组相继投产运行，生产期间保证磨煤机稳定出力，对机组安全稳定运行具有十分重要的意义。双进双出磨煤机料位监测装置是一套用于监测双进双出磨煤机两侧料位的测量装置。在直吹式制粉系统中，磨煤机内的煤粉粉位是一个非常重要的参数，它直接影响到机组的运行与安全，它的测量是否准确是至关重要的。1.2、课题研究的目的与意义华电淄博公司#5、6机组所选用的双进双出磨煤机与其他磨煤机控制方式不同，出力

7、不是靠调整给煤机来控制，而是通过调节磨煤机的一次风量来控制的。而给煤机的速度，即控制进入磨煤机的给煤量是靠磨煤机中的煤粉料位进行控制的，根据运行特性表明，当磨煤机料位低于正常工作区域时，钢球互相撞击严重，使得钢球磨损严重，桶体温度升高，存在爆炸的安全隐患；较满的状态下运行，钢球下落高度减小，钢球间煤层加厚，部分能量消耗于使煤层变形，磨煤出力反而降低，甚至可能造成堵磨和跑粉事故。因此，如何在保证磨煤机安全运行的前提下有效地实现煤位准确测量及优化控制，提高机组的自动投入率、实现经济运行、节能降耗，在当今电力供需紧张形势下，已成为我公司乃至电力行业面临的新课题，具有十分重大的现实社会意义及经济效益。

8、 本 论 二、本论2.1料位检测系统概述双进双出磨煤机料位监测装置是一套用于监测双进双出磨煤机两侧料位的测量装置。在直吹式制粉系统中，磨煤机内的煤粉粉位是一个非常重要的参数，它直接影响到机组的运行与安全。它的测量是否准确是致关重要的。2.2压差料位测量原理该测量系统是使用槽罐慢速度喷气原理的物位测量系统。在测量系统中，流量控制器控制测量空气以一定的速度（差压）流动。管线压差取决于被测对象的比重w和喷气点与自由大气h之间的距离。P=wh。在磨煤机内，两个探头（一个在上面，一个在下面）不断接受慢速喷气，在这种情况下，两根管线之间得出的差压信号，就能代表上下两个探头之间的煤粉粉位。 图 2.1 磨煤

9、机料位监测系统结构图通过结构图我们可以看出，磨煤机两端装有2根压缩空气管，用来以差压的原理测量筒体料位，称为差压料位管，如图2.1所示，其中一根探管（基准料位管）置于煤粉燃料之上，另一根（料位管）的开口置于粉状燃料之下，料位管与基准料位管之间的差压代表了上下探头之间的平均煤粉浓度，即料位。料位监测系统利用低速喷射气流的原理，流量控制器维持测量管内有一低速气流，管中的压力取决于关外流体的比重以及喷射点与自由大气之间的距离h。从上图可以看出，磨煤机桶内的差压为公司每台磨煤机都装有两套差压料位测量装置，驱动端（DE）和非驱动端（NDE）各装置一套。通常两台装置合用一套控制柜。压差料位测量仪表可以输出

10、对应的420mA.DC电流信号，该信号可以送到控制系统，用来调节煤量，其目的是用来维持磨煤机桶内的最佳料位。由于磨煤机料位监测系统取样管路位于磨煤机内部，且取样管路位于煤粉之间，极易因煤粉进入堵塞取样管。为此，料位监测系统配备自吹扫系统，根据实际运行条件，将吹扫周期定为15min。2.3我公司压差料位监测系统简介下图为我公司#5机组C磨煤机压差料位监测装置照片：压差料位非驱动端变送器 压差料位测量仪表 压差料位驱动端变送器压差料位吹扫流速变送器压差料位储气稳压罐图 2.2 #5机组C磨煤机就地差压料位测量装置现以#5机组C磨煤机料位监测为例分析料位监测系统工作流程：#5机组C磨煤机驱动端于非驱

11、动端各安装了一套差压取样管路，获得的差压经变送器计算得到压力差，并将差压信号传递至差压料位测量表，即可算出磨煤机料位。2.4压差料位监测系统控制逻辑图2.3 #5机组C磨煤机料位DCS逻辑控制图该逻辑实现的功能为：甲、乙两侧料位测量计算值传至DCS逻辑控制系统中，将甲、乙两侧料位的取平均后与机组特定负荷下所需料位进行比较，得出实际料位的差值，然后通过平衡模块将差值分配到甲、乙两侧，并通过控制甲、乙两侧给煤机转速，增大或减小磨煤机的给煤量，实现磨煤机给煤自动控制，原理图见图2.4。甲侧料位乙侧料位料位取平均运行指令料位比较给煤机转速指令图 2.4 #5机组C磨煤机料位控制逻辑图第三章 公司压差料

12、位监测系统存在的问题及优化措施3.1我公司压差料位监测系统目前存在的问题自#5、6机组相继投产以来， #5机组C磨煤机料位监测系统多次出现料位波动缺陷，从2014年初到6月份，将料位缺陷进行统计得出下表：故障出现日期持续时间故障特征处理缺陷方法2014-06-17 20:04 45min吹扫过程料位大幅度波动更换PID控制表计，重新设置PID参数，调整吹扫方式2014-06-02 04:1130min吹扫过程料位成锯齿状波动PLC模块复位2014-06-01 19:30 42min吹扫过程料位成锯齿状波动PLC模块复位2014-05-28 22:1150min吹扫过程料位成锯齿状波动PLC模块

13、复位2014-05-16 23:3055min吹扫过程料位大幅度波动PLC模块复位2014-05-09 14:3525min吹扫过程料位成锯齿状波动PLC模块复位2014-05-04 17:0530min吹扫过程料位成锯齿状波动PLC模块复位2014-01-17 09:4550min吹扫过程料位成锯齿状波动将PLC模块负压侧吹扫开关信号短接到正压侧吹扫开关线号线上，使其正负压侧同时吹扫2013-01-07 10:4045min吹扫过程料位成锯齿状波动PLC模块复位2014-01-05 14:3525min吹扫过程料位成锯齿状波动PLC模块复位2014-01-02 17:0530min吹扫过程料

14、位成锯齿状波动PLC模块复位表3.1 #5机组C磨煤机料位计缺陷统计表通过表格3.1可以得出，#5机组C磨煤机料位异常缺陷共11次，故障特征基本表现为料位异常波动，无法投入给煤自动，料位波动最高值高达978mm，且频繁跳动引起给煤转速频繁变化，无法控制磨煤机内部煤粉料位。同时，缺陷发生多次出现在启停磨的时段，一般是清晨迎高峰或者深夜降负荷，检修人员处理问题存在较多的不安全因素。针对此以上情况，班组成员对#5机组C磨煤机料位监测系统进行系统分析：图3.1 #5机组C磨煤机料位曲线如上图曲线所示#5机组C磨煤机一个吹扫周期内料位变化曲线，正压测吹扫过程料位正常波动，负压侧吹扫后料位出现异常波动，给

15、煤机控制转速指令（白色）随之反向波动，给煤自动无法投入，针对上述问题，将对可能影响料位波动的原因进行分析。3.2可能引起料位波动的原因分析经研究分析引起磨煤机料位波动的原因大致可以细分为：料位监测系统漏气、PLC指令误发、系统内气压不稳，现对上述原因进行分析。3.2.1料位监测系统取样管路漏气观察#5、6机组差压取样管路，检查取样管外观，无管路破损现象，但取样管在磨煤机内部段，机组运行期间无法进行检查，所以磨煤机内部取样管路运行状况无法判断。就地检查取样管路间接头，管路与电磁阀、变送器、压力表、储气稳压罐间连接部分无漏气现象，综合分析料位曲线，料位监测装置正常工作时，料位测量结果较准确，排除内

16、部取样管路破损可能。图3.2 磨煤机料位差压取样管路就地图片3.22料位监测吹扫控制系统指令误发磨煤机料位测量装置需定期进行管路吹扫，吹扫指令由CPM1A的PLC控制模块发出，研究其内部接线，接线图如图3.4所示：图3.3 PLC控制料位吹扫内部接线图由图3.1料位曲线可知，料位波动都出现在取样管路负压侧吹扫完毕后。根据PLC接线图所知，接线端子DFB301、DFB303分别控制C磨煤机料位差压变送器正压侧管路吹扫，DFB302、DFB304分别控制C磨煤机料位差压变送器负压侧管路吹扫，负压侧吹扫完毕后出现料位出现波动现象，决定将负压侧吹扫指令线连接到正压侧，使正负压侧管路同时吹扫，技改结束后

17、持续观察，发现料位吹扫过程后波动消失，料位监测系统工作正常。料位曲线如图3.4。图3.4 改线后料位吹扫过程曲线料位吹扫过程中，正负压侧取样管路同时吹扫，料位相应变化，但DCS内部料位自保持在吹扫过程之前，吹扫结束后自保持结束，显示实时料位，整个吹扫过程中给煤机转速指令信号维持不变。3.23 料位监测系统内部压力不稳料位监测系统利用低速喷射气流的原理，流量控制器维持测量管内有一低速气流。更改料位吹扫系统指令接线方式后，料位稳定监测一段时间后，再次出现料位波动，就地发现PID控制数显表，发现数显表无法正常显示储压罐进出口差压，且无电流输出，无法为控制系统提供差压信号，决导致料位监测系统长时间不吹

18、扫，决定对数显表进行更换，重新设置内部PID参数，料位测量监视正常。料位监测系统正常吹扫过程料位曲线如图3.3所示。图3.5料位监测系统吹扫过程料位变化曲线3.3 我公司压差料位监测系统可提升优化方案目前，公司#5、6机组运行稳定，磨煤机料位测量准确，给煤自动正常投入，机组保持经济稳定运行，但综合分析磨煤机料位检测系统，仍有可以提升料位检测系统稳定性的优化方案可以计划实施。3.3.1 取样管路统一更换为不锈钢管目前#5、6机组磨煤机差压料位就地控制箱内设备连接管路都是塑料材质，与控制箱外不锈钢取样管之间的连接接头也都是塑料材质，系统管路密封性较差，系统设备工作环境恶劣，长时间运行极易造成管路内

19、气体泄露，引起料位波动。甚至造成不安全事件发生。根据华电淄博热电有限公司#5、6机组热控检修规程，建议将塑料管路统一更换为不锈钢管，管路间连接部分统一使用不锈钢接头，优化料位监测系统，提高系统稳定性。3.3.2 增加给煤机速率变化大报警逻辑磨煤机差压料位参与机组磨煤机给煤自动，料位测量的准确性对机组经济稳定运行有着至关重要的作用，同时也要防止给煤自动投入时料位测量不准确导致给煤机转速快速变化的可能，根据华电淄博热工保护规程，建议在DCS组态中增加给煤机速率变化大报警、磨煤机料位变化大退出给煤自动逻辑，提高机组稳定性。 致 谢 PDT压缩空气PSPIPDTPDT仪表空气HCV301NDEDEFO

20、101FO102FO103FO104HV119放水AR101排污排污空气速度调整阀吹扫空气气源调整 旁路阀旁路疏水双进双出磨煤机差压系统FO105AF201PDT101PDT102PDT103PCV101PDC101DFB302DFB303HV101HV201HV111HV112HV113HV114HV202HV203PI201HV301HV115HV116HV117HV118SSSSDFB304SDFB301DFB305PT101PIHV102HV120HV121HV122HV123HV124三、结论我公司通过#5机组C磨煤机料位监测系统经过前后两次改造，逐渐运行稳定。磨煤机差压料位监测作为

21、磨煤机制粉流程的重要环节，直接影响磨煤机给煤自动，其重要性显而易见，但是作为新进设备安全稳定性仍有待提高，设备检修工作仍需要不断摸索专研，全面了解设备优点与不足，需要在检修的过程中不断优化，使料位检测更加精确稳定。同时我们还要抓住机组大小修的机会，认真专研，希望能够联系设备厂家一起对设备进行系统研究，寻找最佳运行方案，对料位监测系统中存在的安全隐患争取早发现，早整改，消除设备潜在的安全隐患，确保保障机组持续稳定运行。致 谢由衷感谢指导老师徐坤对此次论文完成的关心和帮助。在编写论文的过程中，炉控班张艳、陈以德、王亚林、解秀竹等老师傅以其丰富的工作经验和精湛的检修技能，对本论文提出了许多宝贵的可行

22、性建议，使我受益匪浅。同时感谢热控分场车间领导对我的关心，让我能够在过去一年的时间里充分了解热控专业，安心学习热控知识，帮组我快速成长。最后感谢公司领导和同事们对我生活和学习上的关心与督促，帮助我更好的完成实习任务。 参考文献（1）朱北恒 ；火电厂热工自动化系统实验 ；中国电力出版社（2）张玉铎 王满稼 ；热工自动控制系统 ；北京；水利电力出版社（3）华电淄博热电有限公司3*135MW机组热控规程（4）刘自放，刘春蕾 主编 热工测量与热工自动控制 ；中国电力出版社（5）廖华编；热控自动仪表故障检修实例 ；中国电力出版社（6）樊静明；火电厂热控保护标准化作业(上、下册) ；中国电力出版社（7）刘

23、二雄；热工仪表及自动装置技术问答 ；中国电力出版社（8）控制仪表与装置 ；机械工业出版社（9）过程控制仪表与装置 ；电子工业出版社（10）刘延俊 ；液压回路与系统 ；化学工业出版社（11）施仁，刘文江，郑辑光 ；自动化仪表与过程控制（第四版） ；电子工业出版社（12）常用液压测量仪器及使用入门 ；化学工业出版社（13）量具、量仪与测量技术 ；机械工业出版社（14）张元良 ；智能仪表开发技术实例分析 ；机械工业出版社 (15)电力行业职工技能鉴定指导中心 ；热工仪表检修 ；中国电力出版社（16） 华电淄博热电有限公司330MW热电机组培训教材 热控 （17） 华电淄博热电有限公司#5、6机组热控检修规程（16） 华电淄博热电有限公司330MW热电机组培训教材 运行（18） 薛祖绳 周云龙 ；工程流体力学 ；中国电力出版社（19） 李江 边立秀 何同祥 ；火电厂开光量控制技术及应用 ；中国电力出版社（20） 火力发电职业技能培训教材编委会 ；热工仪表及自动装置 ；中国电力出版社注释