01 美国Svedala磨煤机在600MW机组调试中逻辑的分析与改进

1、1美国Svedala 磨煤机在600MW 机组调试中控制逻辑的技术分析与改进The Analysis and Improvement for Control Logic and Debugging ofAmerican Svedala Grinding in 600MW Unit秦占峰 宋传峰 王春溪（山东中华发电有限公司聊城发电厂）摘要：作为发电厂制粉系统中的主要组成部分-磨煤机系统，其工作能否正常直接影响锅炉的出力，影响着整个机组的负荷大小；而磨煤机控制系统是否正常完善，则又直接影响到磨煤机的出力大小及其安全稳定性。本文通过在机组调试中对美国Svedala 磨煤机发现的问题进行提出、解剖分

2、析，对于不合理的就地控制回路及磨煤机控制逻辑进行修改完善，从而更加满足于磨煤机的运行状况，适应“W ”火焰锅炉燃烧方式。同时通过在调试中经过一系列的改进 , 大大降低了磨煤机保护的误动率 , 提高了机组的安全经济运行。关键词：锅炉 磨煤机 逻辑 燃烧 顺序控制系统 联锁1 双进双出球型磨煤机在聊城发电厂的应用情况聊城发电厂期2×600MW 机组锅炉采用“W ”火焰燃烧方式，配备美国Svedala 一次风正压直吹式双进双出钢球磨制粉系统。“W ”火焰燃烧方式在我省属首次采用。双进双出球型磨煤机, 一方面能适应锅炉各种工况的运行，效率高，跟随机组负荷变化反应快，可完成磨煤机的单、双端切换

3、燃烧功能。另一方面自动化程度高、保护条件多，就地设备环境恶劣，特别是一些磨煤机的风门、挡板，由于设计不合理，施工条件差，在调试期间，许多地方没有搭脚手架、平台，只能悬空作业，给整个磨煤机的调试工作带来一定程度的困难。此种类型的磨煤机调试工作，对于我们调试人员都是刚刚接触，磨煤机就地设备的动作特性及其具体怎样利用“SCS ”去控制来实现这些逻辑控制程序功能，以及控制过程中真正的执行情况，一开始心中没有多大把握；而磨煤机调试工作的成功与否直接关系到机组的总启动和整个机组的调试工期，另外，如果在磨煤机的整个调试过程中，不能把该暴露的问题在调试期间统统暴露出来，不能把存在的设备和控制方面的隐患消灭在萌

4、芽状态，不能把暴露出来的问题采取相应的措施进行合理的整改和系统试验，这将会给机组移交、正常运行后设备维护和整个机组的安全可靠运行带来很大的隐患，对于我厂的企业的稳定生产是很不利的。如果一台磨煤机在机组正常运行时出现突然跳闸事故，会给机组带来大约130MW 负荷的波动，影响机组的可靠运行和经济效益。为了聊城发电厂第一台600MW 机组整个调试工作的顺利进展，以及在调试期间积累一定的经验，进一步出色地完成机组的调试工作和试2 运后的接机营运维护。在对制粉系统主要设备磨煤机控制系统的调试过程中主要解决了包括设计、安装施工、逻辑等不完善的一系列问题。2 调试现状调查与分析聊城发电厂第一台600MW 机

5、组的制粉系统就地设备多、控制回路复杂，就地设备主要包括6台磨煤机、12台给煤机，其中每一台磨煤机及给煤机又包括就地风门、挡板、压力开关、变送器等热控设备，而每一个具体的设备又有自己相应的联锁逻辑。下面列出了每台磨煤机控制系统中所包括的阀门、挡板等具体设备：1 电动挡板共7个包括2个给煤机入口挡板、2个给煤机出口挡板、1个总一次风关断隔离挡板、2个一次风关断隔离挡板；2 气动阀门、挡板共14个包括1个惰性置换阀、1个密封风隔离挡板、2个分离器出口挡板、4个旋风分离器排气隔离挡板、4个旋风分离器煤粉出口隔离挡板、2个回粉挡板；3 气动调节挡板共5个包括1个冷风调节挡板、1个热风调节挡板、1个密封风

6、调节挡板、2个旁路风调节挡板。下面对磨煤机调试现状进行简要分析，其中磨煤机系统图如下所示： 3 图1 磨煤机系统图在机组试运、调试阶段，相应的磨煤机外围就地设备和控制逻辑程序回路都应该动作灵活、可靠，便于操作人员控制和协调工作。由于是新机组、新设备，对磨煤机本身的运行特性和可靠程度不太熟悉，对设备达不到随心所欲、可控性差。在6台磨煤机中，每台磨煤机的逻辑控制跳闸情况大约有30多个动作条件，特别是磨煤机离合器的轴承温度、马达的轴承温度、减速箱的轴承温度测点，如果有任何一个温度测点不准，造成温度测点误动，如就地控制箱内的端子测点断线、短路或接线不良等现象，则都会使磨煤机的保护跳闸条件动作，造成磨煤

7、机的停运。这就要求我们调试人员在整个磨煤机的调试过程中，必须对磨煤机的每一个温度保护跳闸测点检查、核对准确无误，包括磨煤机就地设备元件的安装、接线、接线端子、转接端子、逻辑程序功能的每一个环节都必须给以验证。磨煤机参与自动调节的控制阀门、挡板就地设备，所处就地环境恶劣，温度高、灰尘多，这些控制阀门、挡板动作可靠性不强，故障率高，容易造成调节品质差或无法控制。这在机组的正常运行期间是绝对不允许的，因为在机组的正常运行期间，特别是现在的大型机组，保护逻辑控制越来越复杂，自动化程度越来越高，磨煤机自动调节的控制阀门、挡板参与整个机组的负荷变化、正常运行调整，如果任一台磨煤机的自动调节控制阀门、挡板调

8、节效果不好或操作不动，都会直接影响机组的负荷和经济效益，同时对于其它磨煤机也是一个扰动。这就要求我们在调试这些磨煤机的控制阀门、挡板在调试过程中，必须保证使控制阀门、挡板动作灵活可靠，调试人员在整个调试过程中必须精心细作，严把质量关，奠定好扎实的基础。3 调试中对磨煤机的控制回路修改、逻辑修改及技术性分析在整个磨煤机调试过程中，根据设计院设计图和制造厂家设备出线图，全面详细地检查了现场施工接线及系统内的柜与柜、系统之间的盘柜连线，包括接地线、屏蔽线、电源线、信号线等，保证了本系统及与相应各系统之间的回路畅通和各种信号的正确性。1 外围控制设备及其回路问题在磨煤机的外围设备调试过程中，我们发现了

9、很多缺陷和不足之处，如就地的冷却水流量开关、磨煤机耳轴油位开关接点（常开、常闭）接反、施工接线错误、施工安装不合理等等，在调试期间的现场中都随时提出且及时给予处理解决。2 调试中对磨煤机控制逻辑的修改磨煤机软件中逻辑控制回路，对于每一台磨煤机均包括：磨煤机的启动程序（共20步）；磨煤机的停止程序（共17步）；磨煤机的单端至双端运行切换程序（共5步）；磨煤机的双端至单端运行切换程序（共10步）；磨煤机系统各设备之间的联锁逻辑。通过精心细致地调试，克服各种现场困难，特别是磨煤机的温度跳闸保护测点，就地安装位置困难、不易调试。我们本着不放下一个测点信号，不错过一个逻辑试验回路的原则，一丝不苟、兢兢业

10、业、积极主动地完成了每一个信号点的测量和每一个控制回路的静态试验。发现的问题，及时分析处理，不留下任何一个缺陷，不给机组带来任何一点隐患。在磨煤机的逻辑控制回路中，我们发现了大量不合理和设计有问题的地方，通过我们及时提出和各级部门的同意进行了准确有效的修改，使磨煤机的调试工作以及整个机组总体调试和试运得以顺利可靠地进行。在整个制粉系统中调试中，对于磨煤机的逻辑控制回路中发现的主要问题及处理方法如下：（1）、磨煤机离合器跳闸联锁跳闸磨煤机分离器出口挡板、乏气出口挡板、煤粉出口挡板，在4 原设计中离合器跳闸信号是一个长信号。但在磨煤机启动顺控逻辑中，先开分离器出口阀、乏气出口阀、煤粉出口阀，故造成

11、这些阀门在需要打开时却无法打开（因为离合器最初处于脱开即跳闸状态，闭锁打开制粉系统挡板），这样导致磨煤机无法启动，通过分析后对此逻辑进更改，将磨煤机离合器跳闸后去联跳分离器出口挡板、乏气出口挡板、煤粉出口挡板信号改为一个脉冲信号。这样通过改进后即不影响磨煤机离合器跳闸后去联跳分离器出口挡板、乏气出口挡板、煤粉出口挡板，又不影响磨煤机的顺序控制启动。（2）、在磨煤机马达运行、离合器啮合后，若10分钟内两台给煤机都没运行，则去会跳掉磨煤机离合器。这一设计是根据节约能源的角度出发，但根据现实实际情况，运行人员无法做到这一点，因此原设计时间太短，给煤机无法在磨煤机马达运行、离合器啮合后开启，由于因此而

12、造成多次磨离合器跳闸，后来通过结合实际进行分析将此时间改为30分钟。（3）、磨煤机分离器出口挡板如果未全开，则联跳磨煤机离合器，原设计中在磨煤机运行时，两个分离器出口阀要么都全开；要么一个开到位、另一个必须关到位，即单端运行，否则会导致离合器跳闸，未考虑磨煤机的单、双端切换运行过程，这样造成在磨煤机单双端运行切换时，开启分离器出口挡板过程中，离合器会跳掉。设计中没有根据实际情况考虑挡板在开关过程中需要时间，而实际中分离器出口挡板在从全开到全关需要40多秒，改为在操作磨煤机单双端运行切换时不跳磨煤机离合器。其逻辑更改前后如下： 图2 更改前磨跳闸逻辑分析：图2逻辑输出是磨煤机离合器跳闸条件之一，

13、其中 “a ”的输出为逻辑“0”时，离合器跳闸。在正常运行过程中，“磨煤机长期停运”、“磨煤机短期停运”、“磨煤机紧急停运” 是发不出来的，只有异常情况才能出现，故此三个条件的输出均为逻辑“0”。这样，如果保证磨煤机不跳闸，则必须使“b ”或 “f ”之一输出为逻辑“1”，磨煤机正常双端运行时，则“b ” 输出为逻辑“1”，而“f ”点输出为逻辑“0”。在进行双端/单端切换时，需要关闭相应粗粉分离器的隔离挡板，关闭挡板大约需要45秒左右的时间，在45秒之内挡板的全开和全关信号均消失，这样在双端单端切换或单端双端切换时“g ”点因两侧挡板的全关信号均未到来而输出为逻辑“0”，“b ”点因有一个粗

14、粉分离器隔离挡板失去全开到位信号而输出为逻辑“0”，只有“c ”点输出逻辑“1”，由逻辑看出“f ”点输出为逻辑“0”，因此在磨煤机双端/单端切换时“a ”的输出为逻辑“0”，磨煤机离合器跳闸。通过对上图的分析后，必须对此逻辑进行修改，否则一方面磨煤机不能进行双端至单端或单端5 至双端切换，另一方面当磨煤机任一端粗粉分离器的全开反馈信号因接点振动而短时间消失，则要导致磨煤机的跳闸（在荷泽电厂调试中出现过全开信号消失不到1秒的情况，当时逻辑未修改，致使磨煤机跳闸）。通过修改为以下逻辑后，未因此而发生过影响磨煤机安全及其经济运行的问题。 图3 更改后磨跳闸逻辑分析：通过上图可以看出从“c ”点引出

15、为任一单端运行的信号做为“a ”信号的输入，就可避免了上述因磨煤机的单/双端切换而带来的问题，这样更加与现实情况结合，同时也最大限度地保障了磨煤机稳定的经济效益，减少磨煤机无意义的跳闸出现。（4）、原设计磨煤机离合器跳闸后，联跳给煤机、给煤机入口阀、分离器出口阀，不联跳磨一次风挡板、乏气挡板、煤粉出口挡板，这样设计既不合理，又不安全，离合器跳闸后应切断所有的供风、供粉来源。后通过仔细分析后进行了改正。其逻辑更改前后如下（以非驱动端一次风隔离挡板为例）： 全国火电大机组(600MW 级竞赛第 9 届年会论文集 锅炉 图 4 更改前磨一次风隔离挡板逻辑 上述为 ABB 软件的标准电动隔离挡板的驱动

16、宏逻辑,其中联锁关闭挡板的信号仅有锅炉 MFT 的发生及磨煤机紧急停运,在磨煤机单独的跳闸条件出现后并不联锁关闭挡板.这样一方面进入锅 炉炉膛煤粉管道乏气挡板,煤粉出口挡板仍然打开,易引起管道煤粉爆燃;另一方面因不能联锁关 闭磨煤机一次风挡板,易导致一次风热风在磨煤机跳闸后进入磨煤机,极不安全.因此需要修改逻 辑,经过修改为下图后就避免了这种不安全隐患. 图 5 更改后磨一次风隔离挡板逻辑 分析: 磨煤机跳闸与磨煤机紧急停运两个条件不一样, 磨煤机跳闸是反映磨煤机现在工况-离合 器是否啮合实时情况.而磨煤机紧急停运是在磨煤机出现紧急跳闸条件后并且两台给煤机停运及离 合器跳闸,而且无磨煤机充惰的

17、条件下产生的,所以此条件是在磨煤机紧急跳闸之后的情况下才出 现的. 通过增加磨煤机跳闸后联锁关闭磨煤机相应一次风隔离挡板的条件,这样对于磨煤机,煤粉管 道,锅炉都较为安全. (5 ,磨煤机的火焰保护程序,原设计在逻辑步序中有时间限制,当时间长后,把当前的逻辑 程序控制不动,即一直保持有火焰,起不到火检保护作用.后把此逻辑程序步序中的受控时间条件 去掉. (6 ,磨煤机气动执行器的电磁阀开指令需要长信号而组态设计为脉冲信号,后已修改. (7 ,其它:对于磨煤机的一次风量低跳闸定值,磨煤机旁路风控制挡板指令 49%与位返偏差 要求,磨煤机启磨条件磨入口及出口控制温度要求,磨煤机的进/出口一次风差压

18、高跳闸定值,磨煤 机的冷却水流量低跳闸定值,最小给煤量保护跳闸定值,磨煤机的冷却水流量低跳闸定值,温度元 件断线拆线很容易造成磨煤机跳闸,磨煤机的大牙轮喷油系统故障经常跳闸磨煤机离合器等问题, 均进行了合理的修改,通过修改之后,未再发生过影响磨煤机安全,经济,稳定运行的问题. 6 全国火电大机组(600MW 级竞赛第 9 届年会论文集 锅炉 4 对磨煤机的控制回路修改,逻辑的修改后的总结及体会 通过对磨煤机控制系统逻辑的修改,解决了磨煤机在逻辑设计上的不足.在调试任务重,时间 紧的情况下,通过加班加点,辛勤付出,对磨煤机就地相应设备控制回路的修改与调试,逻辑控制 回路的修改与调试,终于在试运吹管期间,使制粉系统-磨煤机得以正常准时地投运,为机组的总 启动的顺利进行及稳定高效运行得以有力的保障,同时也为我们聊城发电厂第一台 600MW 机组的 顺利接机投产及以后的正常机组营运,维护积累了宝贵的实践经验,奠定了扎实的基础. 磨煤机的调试情况如何,事实给予了验证.在机组的试运及 168 总启动期间,磨煤机的启,停