五阳热电厂1～4号锅炉减温水自动调节系统故障分析与处理

总第 1 4 5期 d o i ： 1 0 3 9 6 9 j i s s n 1 0 0 5 2 7 9 8 2 0 1 1 0 9 0 3 7 五 阳 热 电厂 1 4号 锅 炉 减 温水 自动 调节系统故障分析与处理 王 卫 国 ( 潞安矿业集 团公 司 五 阳热 电厂 ， 山西 长治0 4 6 2 0 5 ) 摘要： 五阳热电厂 1 4号锅炉减温水 自动调节系统先后失灵 ， 主蒸汽温度控制较长时间以来处于手动 调节状态 ， 运行人员工作量增大， 调节精度降低， 机炉设备运行效率得不到保障。通过现场实验和理论分 析等方法对相关设备进行了逐一排查， 采取了相应的专项措施 ， 最终使该问题得到了彻底处理， 保证了系 统的可靠运行。 关键词： 减温水 自动调节系统； 故障分析； 处理 中图分类号： T K 2 2 3 7 文献标识码： B 文章编号： 1 0 0 5 2 7 9 8 ( 2 0 1 1 ) 0 9 0 0 8 6 0 3 主蒸汽温度是锅炉运行 中的主要参数之一 ， 主 蒸汽温度偏离额定数值过大时， 会影 响锅炉和汽轮 机的安全性和经济性 。汽温过高会加快金属材料的 蠕变 ， 还会使过滤器、 蒸 汽管道 、 汽轮机高压部分等 产生额外的热应力 ， 因而缩短设备 的使用 寿命 。严 重超温时， 会造成过热器爆管 。汽温过低会使汽轮 机最后几级的蒸汽湿度增加 ， 对叶片的侵蚀作用加 剧。严重时会发生水 冲击 ， 威胁汽轮机 的安全。而 且当压力不变时汽温降低蒸汽 的焓必然减少 ， 因而 蒸汽的作功能力减少 ， 影响机组的经济运行。 1 设备现状 五 阳热电厂配备 4台济南锅炉厂生产 的 Y G一 7 5 5 2 9一M5型循环流化床锅炉。锅炉出口主蒸汽 温度调节设两级喷水减温器 ， 分别 由前后两路减温 水进行调节控制 。前后减温均设计 自动调节 ， 但实 际运行时 ， 后减温作粗调只采用手动调节或快速调 节 ， 前减温投 自动进行精确调整。控制框图见图 1 。 1 ) 当主蒸汽温度偏差小于报警偏差时 ， 系统 可 由运行人员按下操作器上面 的 A MM切换器投入 自动。此时 P I D 控制器按照主蒸汽温度设定值 、 主 蒸汽温度适 时值 和主蒸汽流量计 算需要 的减 温水 量 ， 并作为 P I D A的设定值。 2 ) 控制器 P I D A根据前减温汽温及给定减温 水流量计算调节阀理论开度 ， 并通过 D C S系统以电 流信号送给伺服放大器。 3 ) 伺 服放 大器通过对 比控制 电流与实 际阀 位信号电流来控制前减温执行器 的开关 ， 以保证 阀 8 6 位与理论 阀位的一致。 图 1 控制框图 4 ) 阀位的改变使减温水流量发生了变化 ， 从 而使过热器后 的汽温得到 了调节 ， 其温度值 又作为 主调节器 P I D 的输入信号进行循环控制。 5 ) 当系统的控制特性变差时 ， 实际的主蒸汽 温度可能与设定值有偏差。偏差到达一定值时， 运 行人员或系统便会终止 自动调节转 为手动调节 ， 以 保证设备运行参数 。 2 存在 问题 1 ) 主给水 自动调节与减温水 自动调 节的稳 定性均受给水压力影响较大， 且二者任一个进行流 量调整时主给水压力均会出现不 同程度的波动， 在 经过若干个周期 的 自调后最终 因外扰波动造成 偏 差 ， 保护动作而 自动解列 。 2 ) 前减温投自动后主蒸汽温度呈单边上升 收稿 日期 ： 2 0 1 1 - 0 5 -0 3 作者简介： 王卫国( 1 9 7 4 一) ， 男， 山西高平人， 工程师， 从事电力系统 自 动化及生产运行管理工作。 王卫国： 五阳热电厂 1 4号锅炉减温水 自动调节系统故障分析与处理 第2 0卷第9期 或下降趋势变化 ， 直至偏差保护动作而解列。修改 P I D参数 、 增大保护偏差进行试验时 ， 发现温度呈大 范围波动趋势。 3 ) 运行 工况不稳定 ， 如负荷 摆动 、 汽包 水位 大范 围调整等情况 易造成 主蒸汽温度摆动 ， 从而导 致 主蒸汽温度超限而使偏差保护动作。 基于以上原因 ， 运行人员长期放弃 自动调节系 统而改用手动调节。 3 原因分析 1 ) 给水压力 的稳定是 减温水流量调 节准确 的基础 ， 也是整个 自动调节 系统平衡的基础。造成 给水压力下降的主要原 因主要有 以下几点 ： 给水 泵效率下降； 换热器泄露； 回水管道阀门内漏； 给水压力手动调节不稳定。 2 ) 主蒸汽温度呈单边上扬或下降趋势， 其原 因主要为 P I D参 数调整不合理 或 阀门通 流特性不 好 。由于我们对 P I D参数进行 了多次调整 ， 根据 以 往经验 ， P I D参数不合理造成这种趋 势的可能被排 除。 3 ) 主蒸汽流量与给水流量相差过大 的原 因， 我们根据锅炉运行情况和仪表校验记录判断为采样 孔板故障。 4 ) 由于锅炉负荷造 成的给水压力 变化和主 蒸汽温度变化属于正常情况 ， 可通过 运行调节重新 达到平衡 。因此我们 不对第三 种 问题进行讨 论分 析 。 表 1 漏量测试结果 炉号 前减温 阀门漏量 t 后减温阀门漏量 t 1 号炉 2号炉 3号炉 4号炉 3 33 8 3 33 9 3 8 0 由于 1 4号炉使用 的调节阀相同， 且受锅炉运 行情况限制 ， 我们只对 1号 和 4号炉前后减温调节 阀进行了试验 ， 阀门流量特性见表 2 。 因 D C S系统中设 置减 温水 流量控制 的最大范 围为 8 t ， 故我们在静态试验 过程 中先将调节 阀全 开 ， 使用手动门调节流量在 8 t 以下 ， 再使用调节 阀 进行静态 开关试 验。试 验结果为所有 阀 门在压力 8 M P a ， 开度 3 0 ( 阀芯总行程为 1 0 0 mm) 时均 已达 到最大值 ( 即阀门开度 3 0 时其通流流量已与管道 设计最大流量相等) 。 表 2 阀门流量特性 呈l炉 堕 塑 阀位 流量( t h ) 4号炉前减温 阀位 流量 ( t h ) 0 5 0 2 2 5 3 1 6 7 4 1 3 1 6 5 1 8 7 2 8 3 7 3 2 7 4 0 4 4 1 3 3 7 4 3 3 4 5 2 4 7 2 4 7 3 4 8 4 5 8 4 现场确认 5 结果及措施 2 0 1 1 年 3月 3日我们针对以上提 出的问题进 行 了现场确认实验 ， 实验包括以下几个方面 ： 1 ) 对给水泵进行切换 ， 确认 给水泵效率下降 原 因； 2 ) 对锅炉进行憋压试验 ， 确认换 热器泄漏及 回水阀门内漏原因； 3 ) 对阀门进行漏量实验， 确认调节阀内漏与否； 4 ) 线性实验确认调节阀线性 。 针对以上 四个方面 ， 在现场作了如下确认试验。 在锅炉负荷不变的情况下 ， 5台给水 泵相继切 换后 ， 锅炉给水压力相 同。因此排 除给水泵效率下 降原因。 根据锅炉压火及停运锅炉打压试验结果显示， 换热器及 回水 阀门均正常。 锅炉打压或压火情况下 ， 我们对各 炉前后减温 水 电动调节门流量特性进行 了漏量测试 ， 试验结果 见表 1 。 5 1 实验结果 1 ) 通过试验 ， 说 明给水 系统正 常， 因此判 断 水压不稳定的原因为锅炉负荷的变化。 2 ) 试验证实大部分调节 阀静态试验时均有 不同程度 的内漏。 3 ) 阀门调节范 围过 窄， 流量控 制线性度差。 调节范围过窄造成单位开度 内减温水流量 的变化较 大 ， 从而造成主蒸汽温度大范 围波动。阀门的线性 度直接制约 P I D运算 、 实际调节流量的准确性。 4 ) 另外 ， 经我们 长期 的观察分析 ： 减温水投 入 自动后 ， 阀门基本一直处于 自动调节的动作状态 ， 调整动作过于频繁且很难将温度长时间控制在给定 值范围内。如此运行一段时间后， 就会因电器元件 老化而造成伺放板上某些点间电位差发生漂移现象 无法调整的现象 ， 最终造成伺服板不能正常工作。 5 2 采取的措施 1 ) 更换调节 阀。此项重点 在于调节 阀重新 8 7 6 7 3 1 2 2 0 3 6 2 l l 2 O 0 _ 5 6 2 6 8 3 c3 O O m 2 3 王卫国： 五阳热电厂 1 4号锅炉减温水 自动调节系统故障分析与处理 第2 0卷第9期 选型， 新阀门要求具有流量特性线性度高、 调节距离 长、 阀门关闭时漏量小等特点 。从 而保证 阀门控制 流量精确 、 温度调节平滑 。 2 ) 更换 部分伺 放板 ， 保证 伺放 系统运 行 正 常 ， 阀门控制可靠。 3 ) 将 5台给水泵 中的两台改为变频控制 ， 以 稳定给水压力。 通过以上措施 的实施 ， 五阳热 电厂锅炉主蒸 汽 温度 自动调节系统运行正常。任何情况下两台变频 给水泵的投运均能保证 给水压力在 8 0 8 1 MP a 范围内。锅炉负荷不发生大的变化前提下 ， 减温水 投入 自动率为 9 8 以上 。 责任编辑： 李月成 - - - - - - e - 0 - 0 - 女七 七 七 电 电女 七 七七 女 七 七 七 七七 七 七 女 七 七 七 o 0 - 0 - 0 - - - 0 , I ll - - - 0, , I l l - ( 上接第 8 5页) 必须达到全员培训 ， 经选拔考核成绩 合格后准予录用 ， 且 日常要通过井 口会 、 安全教育宣 传栏、 安全会议、 安全活动、 安全考试等形式 ， 充分调 动从业人员学安全知识、 掌握操作技术 的积极性和 主动性 ， 并对成绩突出、 工作优秀者给予奖励或提拔 重用 ， 使“ 让我学 ” 成为 “ 我要学” ， 被 动学变为主动 学 ， 人人学安全 ， 人人讲安全 ， 减少或杜绝违章现象。 2 2 加强生产的现场安全管理 近几年的煤矿事故 ， 暴露出现场管理存在诸多 问题 ， 现场管理不严格 已成为事故多发 的一大安全 隐患， 因此必须强化掘进工作面的局扇、 风筒 、 瓦斯 、 爆破 、 电气设备 、 支护质量 、 人员违章等现场安全管 理。掘进工作面的事故灾害 中， 瓦斯爆炸次数 占事 故总数的 6 0 7 0 以上 ， 是煤矿“ 一通三 防” 工作 的重点 ， 通风 、 防瓦斯 ( 煤尘) 、 防火是掘进安全工作 的重中之重 ， 三者同样 重要 ， 不可或缺 ， 稍微忽视或 者放松 ， 灾难可能随之而来 。因此 ， 必须加强局扇通 风， 风机的选择 、 风机安装位置正确， 风筒必须采用 阻燃的且吊挂平直 ， 风筒出口距工作面不得超过 规 程 规定 ， 风量必须满足排放 瓦斯 、 排 除炮烟和供人 呼吸的需要 ， 停 风巷道必须立 即撤 出人员 ， 严禁无 风、 微风作业或继续作业， 否则瓦斯的急剧升高， 会 在 3 0 mi n内使瓦斯积聚到爆炸 的浓度 ； 同时 F t 常工 作 中， 各级安全技术人员要按规定做好巡 回检查 ， 履 行职责， 及时测定工作地点的瓦斯浓度， 发现问题及 时处理 ， 不留隐患， 并 且做好交接班工作 ， 交 清工作 地点情况， 认真详实地填写瓦斯板报 ， 不伪造报表 ， 便于各级管理人员及时处理通风、 瓦斯问题。各级 安全管理人员要深入井下工作地点带班负责。爆破 要严格实行“ 一炮 三检制 ” 和“ 三人连 锁放炮 负责 制” ， 严格打眼、 装药、 联线、 起爆工序， 严格遵守装药 放炮的有关规定 ； 要加强机电设备的管理， 防止电火 花的产生； 对工作地点属上山巷道、 揭煤巷道、 贯通 8 8 巷道 、 突出巷道等应高度重视 ， 因为上 山巷道 由于瓦 斯常赋存在巷道的上部顶板附近 ， 越高瓦斯越大 ， 停 风后极易在很短时间 内聚集到一定浓度 ； 揭煤巷 道 由于瓦斯未被释放过 ， 停风或供风量不足极易聚集 ； 贯通巷道也会 因将要贯通 时一头 临时停工 ， 人们 易 忽视停风侧 的瓦斯 检查、 通风等工作 ， 极 易 出现 失 误。工作人员要加强安全教育， 树立质量意识 ， 始终 保持不安全不生产 的“ 安全第一 ” 思想 ， 时时处处讲 安全 、 学安 全 ， 切实把“ 安全第一 ” 思想落实在实 际 行动中， 保持休息好 ， 精力充沛， 开好井 口会 ， 搞好交 接班 ， 遵守工作纪律和工作程序 ， 不蛮干 、 不违章 ， 及 时劝阻别人也不违章 。 2 3 严格落实各项岗位责任制 各项岗位责任制是煤矿管理的重要规章制度， 起到约束职工的行为， 也是责任追究的措施。必须 建立安全 、 生产 、 技术 、 机电、 通风 、 调度、 培训、 供应 等各部门和各级各类人员的切实可行的有效的岗位 责任制 ， 环环相扣