锅炉回转式空气预热器油温监控系统的改进.docx

锅炉回转式空气预热器油温监控系统的改进吴德寅( 渭河化肥厂 ,陕西渭南 ,714000)摘要 叙述生产锅炉空气预热器油温监控系统的组成 、原理 、存在的问题及改进措施 ,总结改造后的特点及效果 。关键词 监控 dcs 联锁 组态渭河化肥厂 2 台蒸发量为 160 t/ h 的生产锅炉是全厂六大机组 (空压机 、合成气压机 、氮压机 、 氨压机 、二氧化碳压缩机 、发电机) 的主要动力源 。其空气预热器采用回转式预热器 ,该预热器的正 常运行是锅炉启动且正常运行的重要前提条件 。要保证空预器安全稳定运行 ,就必须保证空预器轴承的润滑油温度在允许范围之内 ,以免轴承超 温受损 。温报警信号 。当油温控制器或检测部分故障时 ,可把动力配电箱内的手动/ 自动切换开关置于“手 动”位置 ,使油泵和电磁阀强制带电运行 。当油箱上的电接点双金属温度计 ( tzs5338a 、tzs5339a) 所测得的油箱温度高于 50 时 , 接点闭合 , 亦能 在自动情况下启动油泵并打开电磁阀 ,起到双保 险作用 。系统电气原理如图 1 所示 。1 系统组成及原理每台生产锅炉各设有一套回转式空气预热器 的导向和支撑轴承润滑油油温监控系统 ,主要由润滑油回路 ( wyk4012001 和 wyk4012002) 、油 温控制器 (dmw23a) 和动力配电箱 ( wyk502200) 组 成 。其中 ,润滑油回路和动力配电箱置于空气预热器附近 ,而油温控制器置于锅炉控制室一仪表柜上 。安装在轴承油箱上的温度传感器 ( te5338a 、te5339a) ,将随油温变化的热电阻信号转换成 420 ma 的电流信号 , 送至油温控制器上进行显 示 ,当所测得的油温超过高设定温度 (50 ) 时 ,油温控制器发生一启动控制信号 ,使动力配电箱 (处于“自动”状态) 内的交流接触器吸合 ,接通油循环 设备中的电机电源使油泵旋转 ,冷却水回路的电磁阀带电打开 。油箱内的高温油被抽出并压入油 循环管路内 ,经过滤 、冷却后的低温油返回轴承油 箱 。该过程持续进行直至油箱内油温低于其设定温度 (35 ) 时 ,油温控制器输出停止运行命令 ,切断油循环设备电机及电磁阀电源 ,油泵停止运行 ,电磁阀关闭 。当轴承油温高于 75 时 ,油温控制器发出超图 1 油温控制系统接线原理图s1 ,s2 为电源开关 ; s5 ,s6 为手动/ 自动切换开关 ; k1 , k 为交流接触器 ; h1 , h2 为运行指示灯 ; m1 ,m2 为三 相电机 ; y1 , y2 为电磁阀2存在问题1) 温度检测元件 te5338a 、te5339a 采用带 有变送功能的热电阻 pt100 , 转换电路板置于热 电阻接线盒上 ,而热电阻所处位置由于在高温烟道旁 ,环境温度较高 ,导致电子元件稳定性差 ,测 量误差较大 ,故障率较高 。2) 油温控制器采用插入式集成块 ,且集成块 较多 ,接触可靠性很差 “, 死机”或异常指示现象比收稿日期 :1998 - 11 - 30 。大 氮肥1999 年 第 22 卷158较频繁 ,更为严重的是在油温指示大于设定值时发不出控制信号和报警信号 ,且仪表维护量较大 。3) 油 温 控 制 器 继 电 器 容 量 小 ( 220 v ac ,215 a) ,故障率高 ,更换不方便 。4) 手动/ 自动切换开关置于动力配电箱内 ,操作人员切换时必须到现场切换 ,操作不便 。5) 生 产 锅 炉 控 制 系 统 采 用 日 本 横 河 cen2tum2xl dcs 控制系 统 , 而 油 温 监 控 功 能 没 有 用 dcs 实现 。这样 ,增加了二次仪表的投资 ,不利于 操作人 员 监 视 操 作 , 没 有 充 分 利 用 dcs 的 可 靠性 、灵活性实现该控制功能造成资源浪费 ,另外控 制表柜要占有控制室空间 。6) 该系统故障严重时或处理不慎时 ,会迫使 锅炉停止运行 ,导致全厂停产 ,经济损失惨重 。类型 、注释 、安全等级 、量程 、工程单位 、报警方式等进行定义 。在流程图画面上定义仪表显示位 置 。根据系统控制要求 ,其联锁功能如图 4 所示 。图 4 油泵及电磁阀联锁原理图注 : ta5339a 、tis5339a 引起冷却油泵 p2 、电磁阀 y2 动作的联锁原理见图 5 ,只是把 dcs 上的手动/ 自 动转换开关定义为 hs5321ax从图 4 可 以 看 出 , 自 动 情 况 下 当 ta5338a 、 ta5339a 温度大于 50 时冷却油泵 p1 、p2 运行 , 电磁阀 y1 、y2 带 电 打 开 。当 ta5338a 、ta5339a 温度小于某一温度 (可以随意设定) 时 , p1 、p2 泵 , y1 、y2 电磁阀失电关闭 。当选择开关置于手动位 置或 tis5338a 、tis5339a 大于 50 时 ,p1 、p2 泵运 行 , y1 、y2 电磁阀带电打开 。在 dcs 上 定 义 二 位 开 关 仪 表 hs5320ax、 hs5321ax ,型号定义为 s021 , 并在流程图画面上 定义该开关仪表触摸区 ,使其具有触摸功能 。根 据图 4 联锁功能 ,可设计顺控表 。dcs 输出控制 信号如图 5 。3改进措施考虑到环境温度对热阻变送器电子元件影响 较大 ,取掉热电阻上的温度变送器装置 ,利用 dcs 优势 ,把热电阻信号引入 dcs ,进行温度显示及逻 辑判断 , 发出联锁信号及报警信号 , 控制油泵运行 。输入信号如图 2 所示 ,dcs 的组态回路如图 3所示 。图 2 信号输入接线图图 5 dcs 输出控制回路xs6 、xs7 为输出继电器 ,其触点容量为 220 v ac ,5 a针对上述改造措施和方案 ,在 dcs 工程师站 进行了组态 、装载 ,对控制线路进行了整改 ,改造 后进行在线调试 ,联锁试验 ,并投入正常运行 。4改造后的效果1) 由于监控功能采用 dcs 系统实现 ,dcs 组 态灵活方便 ,而其中央处理器 、电源单元 、通信单 元等均采用冗余功能 , 使得测量与控制的可靠性(下转第 194 页)图 3 dcs 组态回路er5 为热阻输 入 卡 ; vmi 为 8 路 模 拟 输 入 卡 ; pvi 为dcs 内部指示仪表根据图 3 在仪表详细规范画面对仪表信号 、大氮肥1999 年 第 22 卷194所以 ,当发生烧瓦事故时检查 ,立缸比卧缸严重得多 。每次轴瓦处于干摩擦或半干摩擦时 ,产生热 量 ,磨损一点 ,日积月累 ,磨损的瓦屑堵住油孔 ,最 终导致轴瓦报废 。机种相比 ,有其共同点 ,也有特殊要求 :1) 用 ga8212 向液缸内充油时必须排气 。压 缩机的活塞做功 ,靠液压油传递到隔膜上 ,隔膜的 来回运动带动气缸的吸排气阀动作 。如果液缸内 排不尽空气 ,活塞所作的功只能用来压缩液缸内的空气 ,而很难带动隔膜运动 。正常运转状态 ,当 活塞是回程时 ,由 ga8213 向液缸充油 ,以保证液 缸始终处于满液状态 。ga8212 充油时 ,压缩机要 至少盘车一圈 ,否则 ,液缸内气体是排不尽的 。2) 要保证隔膜破裂检测系统发挥作用 。如图 2 所示 ,气缸和液缸之间安装了 3 张叠加在一 起的不锈钢膜片 ,其中中间隔膜带有一个缺口 ,缺 口位置与缸体上的通孔相连 。无论是气侧还是油 侧膜片 破 裂 , 气 压 或 油 压 就 传 到 开 关 ps8217 或 ps8218 ,开关动作 ,压缩机停车 ,这样能更好地保证机组安全 。2 油路改造从上述分析看 ,确保压缩机轴瓦安全运行的 关键是要有一个良好的初始润滑状态 。辅油泵 ga8212 的作用只是在压缩机检修后或排油后向 无油的液缸内充油 ,当压缩机启动后 ,它的作用就由两个补偿油泵 ga8213ab 所代替 。经过考证 , 利用该泵来发挥作用 ,如图 1 中 ,在 ga8212 出口 与 ga8211 出口间新加一跨线 ( 虚线表示) , 配置 单向 阀 和 截 止 阀 , 使 ga8212 与 ga8211 并 联 起 来 。这样 , 该泵在完成注油功能后 , 关闭阀 1 , 打开阀 2 ,再启动时 ,它就能向润滑油路系统供油 。 在开车步骤上 ,修改了联锁程序 :即当压缩机 出口储罐压力低于 1010 mpa 时 , 给出信号 , 先启 动 ga8212 ,待油压 ps8214 达到 0124 mpa 以上时 , 再启动主电机 。压缩机运转 8 s 后 , ga8211 供油 ,油压正常后 , ga8212 自停 。经过改造 ,彻底改变了压缩机启动时处于不 正常润滑的状态 ,改造的投资仅仅是一个三通 ,一 个单向阀 ,一个截止阀及少量的管子 。运行两年 来 ,再未发生烧瓦事故 ,说明改造是成功的 。图 2 隔膜破裂检测系统3) 要注意检查油路单向阀的运行情况和液 缸内的油压 。特别是补偿油泵 ga8213ab 出口的 单向阀 ,承受压力大 ,运动频率高 ,它一损坏 ,液缸 油压就不能保持 ,更严重的是阀芯子串入液缸 ,直 接撞击隔膜 ,造成隔膜损坏 。观察液缸的油压是 否正常 ,还可用来判断活塞环的使用情况 。3操作运行的注意点高压氮压机油路的操作运行及维护 ,与其它(上接第 158 页)大大加强 。同时 ,节省了二次仪表的备件费用 ,仪 表维护量也大大减少 。2) centum2xl 方便的人机对话功能 , 使 得 操作人员操作方便可靠 , 手动/ 自 动 切 换 只 须 在 dcs 画面上完成 ,温度高 、低联锁值也可根据实际需要在仪表调整画面上更改 。3) 根 据 实 际 情 况 , 输 出 控 制 继 电 器 容 量 增 大 ,继电器更换方便 ,减少故障率 ,便于维护 。4) 改造只需 4 块调节器卡 er5 (2 台锅炉) 及 适量电缆 ,投资少 。且经过几个月的实际运行来 看 ,效果十分显著 。impro vement of oil temperaturemo nito r system fo r boil er ro tary air preheaterwu deyin( weihe chemical fertilizer plant , weinan , 714000)this paper describes the construction ,mechanism ,existing pr