畢業(yè)設計（論文）-雙進雙出磨煤機料位監(jiān)測裝置.doc

2 目 錄摘要- 1 -Abstract- 2 -一、前言- 3 -1.1、課題研究背景- 3 -1.2、課題研究的目的與意義- 3 -二、本論- 4 -2.1、料位檢測系統(tǒng)概述- 4 -2.2、壓差料位測量原理- 4 -2.3、我公司差壓料位監(jiān)測系統(tǒng)簡介- 4 -2.4、我公司差壓料位控制邏輯- 5 -三、公司壓差料位監(jiān)測系統(tǒng)存在的問題及優(yōu)化措施- 7-3.1我公司壓差料位監(jiān)測系統(tǒng)目前存在的問題- 7 -3.2可能引起料位波動的原因分析- 8 -3.2.1料位監(jiān)測系統(tǒng)取樣管路漏氣- 8 -3.2.2料位監(jiān)測吹掃控制系統(tǒng)指令誤發(fā)- 8 -3.2.3料位監(jiān)測系統(tǒng)內(nèi)部壓力不穩(wěn)- 9 -3.3我公司壓差料位監(jiān)測系統(tǒng)可提升優(yōu)化方案- 10-三、結論- 12 -致 謝- 13 -參考文獻- 14 - 1 - 2 - 15 -摘要雙進雙出磨煤機料位監(jiān)測裝置是一套用于監(jiān)測雙進雙出磨煤機兩側料位的測量裝置。在直吹式制粉系統(tǒng)中，磨煤機內(nèi)的煤粉粉位是一個非常重要的參數(shù)，它直接影響到機組的運行與安全，它的測量是否準確是致關重要的。我公司#5、6機組采用的是雙進雙出球磨機，料位差壓監(jiān)測裝置來自沈陽重工公司。自2012年末#5、6機組相繼投產(chǎn)運行以來，曾多次出現(xiàn)料位跳動、磨煤機料位監(jiān)測不準確等現(xiàn)象，無法滿足磨煤機筒體內(nèi)的料位監(jiān)測與給煤機自動控制的要求。因此，保證磨煤機料位監(jiān)測系統(tǒng)測量的準確性對保障機組穩(wěn)定運行具有非常重要的意義。關鍵詞：制粉系統(tǒng)，磨煤機料位，差壓料位 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 operation 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 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 the unit. Keywords: milling system, mill material level, differential pressure Level一、前言1.1、課題研究背景2012年末#5、6機組相繼投產(chǎn)運行，生產(chǎn)期間保證磨煤機穩(wěn)定出力，對機組安全穩(wěn)定運行具有十分重要的意義。雙進雙出磨煤機料位監(jiān)測裝置是一套用于監(jiān)測雙進雙出磨煤機兩側料位的測量裝置。在直吹式制粉系統(tǒng)中，磨煤機內(nèi)的煤粉粉位是一個非常重要的參數(shù)，它直接影響到機組的運行與安全，它的測量是否準確是至關重要的。1.2、課題研究的目的與意義華電淄博公司#5、6機組所選用的雙進雙出磨煤機與其他磨煤機控制方式不同，出力不是靠調整給煤機來控制，而是通過調節(jié)磨煤機的一次風量來控制的。而給煤機的速度，即控制進入磨煤機的給煤量是靠磨煤機中的煤粉料位進行控制的，根據(jù)運行特性表明，當磨煤機料位低于正常工作區(qū)域時，鋼球互相撞擊嚴重，使得鋼球磨損嚴重，桶體溫度升高，存在爆炸的安全隱患；較滿的狀態(tài)下運行，鋼球下落高度減小，鋼球間煤層加厚，部分能量消耗于使煤層變形，磨煤出力反而降低，甚至可能造成堵磨和跑粉事故。因此，如何在保證磨煤機安全運行的前提下有效地實現(xiàn)煤位準確測量及優(yōu)化控制，提高機組的自動投入率、實現(xiàn)經(jīng)濟運行、節(jié)能降耗，在當今電力供需緊張形勢下，已成為我公司乃至電力行業(yè)面臨的新課題，具有十分重大的現(xiàn)實社會意義及經(jīng)濟效益。 本 論 二、本論2.1料位檢測系統(tǒng)概述雙進雙出磨煤機料位監(jiān)測裝置是一套用于監(jiān)測雙進雙出磨煤機兩側料位的測量裝置。在直吹式制粉系統(tǒng)中，磨煤機內(nèi)的煤粉粉位是一個非常重要的參數(shù)，它直接影響到機組的運行與安全。它的測量是否準確是致關重要的。2.2壓差料位測量原理該測量系統(tǒng)是使用槽罐慢速度噴氣原理的物位測量系統(tǒng)。在測量系統(tǒng)中，流量控制器控制測量空氣以一定的速度（差壓）流動。管線壓差取決于被測對象的比重w和噴氣點與自由大氣h之間的距離。P=wh。在磨煤機內(nèi)，兩個探頭（一個在上面，一個在下面）不斷接受慢速噴氣，在這種情況下，兩根管線之間得出的差壓信號，就能代表上下兩個探頭之間的煤粉粉位。 圖 2.1 磨煤機料位監(jiān)測系統(tǒng)結構圖通過結構圖我們可以看出，磨煤機兩端裝有2根壓縮空氣管，用來以差壓的原理測量筒體料位，稱為差壓料位管，如圖2.1所示，其中一根探管（基準料位管）置于煤粉燃料之上，另一根（料位管）的開口置于粉狀燃料之下，料位管與基準料位管之間的差壓代表了上下探頭之間的平均煤粉濃度，即料位。料位監(jiān)測系統(tǒng)利用低速噴射氣流的原理，流量控制器維持測量管內(nèi)有一低速氣流，管中的壓力取決于關外流體的比重以及噴射點與自由大氣之間的距離h。從上圖可以看出，磨煤機桶內(nèi)的差壓為公司每臺磨煤機都裝有兩套差壓料位測量裝置，驅動端（DE）和非驅動端（NDE）各裝置一套。通常兩臺裝置合用一套控制柜。壓差料位測量儀表可以輸出對應的420mA.DC電流信號，該信號可以送到控制系統(tǒng)，用來調節(jié)煤量，其目的是用來維持磨煤機桶內(nèi)的最佳料位。由于磨煤機料位監(jiān)測系統(tǒng)取樣管路位于磨煤機內(nèi)部，且取樣管路位于煤粉之間，極易因煤粉進入堵塞取樣管。為此，料位監(jiān)測系統(tǒng)配備自吹掃系統(tǒng)，根據(jù)實際運行條件，將吹掃周期定為15min。2.3我公司壓差料位監(jiān)測系統(tǒng)簡介下圖為我公司#5機組C磨煤機壓差料位監(jiān)測裝置照片：壓差料位非驅動端變送器 壓差料位測量儀表 壓差料位驅動端變送器壓差料位吹掃流速變送器壓差料位儲氣穩(wěn)壓罐圖 2.2 #5機組C磨煤機就地差壓料位測量裝置現(xiàn)以#5機組C磨煤機料位監(jiān)測為例分析料位監(jiān)測系統(tǒng)工作流程：#5機組C磨煤機驅動端于非驅動端各安裝了一套差壓取樣管路，獲得的差壓經(jīng)變送器計算得到壓力差，并將差壓信號傳遞至差壓料位測量表，即可算出磨煤機料位。2.4壓差料位監(jiān)測系統(tǒng)控制邏輯圖2.3 #5機組C磨煤機料位DCS邏輯控制圖該邏輯實現(xiàn)的功能為：甲、乙兩側料位測量計算值傳至DCS邏輯控制系統(tǒng)中，將甲、乙兩側料位的取平均后與機組特定負荷下所需料位進行比較，得出實際料位的差值，然后通過平衡模塊將差值分配到甲、乙兩側，并通過控制甲、乙兩側給煤機轉速，增大或減小磨煤機的給煤量，實現(xiàn)磨煤機給煤自動控制，原理圖見圖2.4。甲側料位乙側料位料位取平均運行指令料位比較給煤機轉速指令圖 2.4 #5機組C磨煤機料位控制邏輯圖第三章 公司壓差料位監(jiān)測系統(tǒng)存在的問題及優(yōu)化措施3.1我公司壓差料位監(jiān)測系統(tǒng)目前存在的問題自#5、6機組相繼投產(chǎn)以來， #5機組C磨煤機料位監(jiān)測系統(tǒng)多次出現(xiàn)料位波動缺陷，從2014年初到6月份，將料位缺陷進行統(tǒng)計得出下表：故障出現(xiàn)日期持續(xù)時間故障特征處理缺陷方法2014-06-17 20:04 45min吹掃過程料位大幅度波動更換PID控制表計，重新設置PID參數(shù)，調整吹掃方式2014-06-02 04:1130min吹掃過程料位成鋸齒狀波動PLC模塊復位2014-06-01 19:30 42min吹掃過程料位成鋸齒狀波動PLC模塊復位2014-05-28 22:1150min吹掃過程料位成鋸齒狀波動PLC模塊復位2014-05-16 23:3055min吹掃過程料位大幅度波動PLC模塊復位2014-05-09 14:3525min吹掃過程料位成鋸齒狀波動PLC模塊復位2014-05-04 17:0530min吹掃過程料位成鋸齒狀波動PLC模塊復位2014-01-17 09:4550min吹掃過程料位成鋸齒狀波動將PLC模塊負壓側吹掃開關信號短接到正壓側吹掃開關線號線上，使其正負壓側同時吹掃2013-01-07 10:4045min吹掃過程料位成鋸齒狀波動PLC模塊復位2014-01-05 14:3525min吹掃過程料位成鋸齒狀波動PLC模塊復位2014-01-02 17:0530min吹掃過程料位成鋸齒狀波動PLC模塊復位表3.1 #5機組C磨煤機料位計缺陷統(tǒng)計表通過表格3.1可以得出，#5機組C磨煤機料位異常缺陷共11次，故障特征基本表現(xiàn)為料位異常波動，無法投入給煤自動，料位波動最高值高達978mm，且頻繁跳動引起給煤轉速頻繁變化，無法控制磨煤機內(nèi)部煤粉料位。同時，缺陷發(fā)生多次出現(xiàn)在啟停磨的時段，一般是清晨迎高峰或者深夜降負荷，檢修人員處理問題存在較多的不安全因素。針對此以上情況，班組成員對#5機組C磨煤機料位監(jiān)測系統(tǒng)進行系統(tǒng)分析：圖3.1 #5機組C磨煤機料位曲線如上圖曲線所示#5機組C磨煤機一個吹掃周期內(nèi)料位變化曲線，正壓測吹掃過程料位正常波動，負壓側吹掃后料位出現(xiàn)異常波動，給煤機控制轉速指令（白色）隨之反向波動，給煤自動無法投入，針對上述問題，將對可能影響料位波動的原因進行分析。3.2可能引起料位波動的原因分析經(jīng)研究分析引起磨煤機料位波動的原因大致可以細分為：料位監(jiān)測系統(tǒng)漏氣、PLC指令誤發(fā)、系統(tǒng)內(nèi)氣壓不穩(wěn)，現(xiàn)對上述原因進行分析。3.2.1料位監(jiān)測系統(tǒng)取樣管路漏氣觀察#5、6機組差壓取樣管路，檢查取樣管外觀，無管路破損現(xiàn)象，但取樣管在磨煤機內(nèi)部段，機組運行期間無法進行檢查，所以磨煤機內(nèi)部取樣管路運行狀況無法判斷。就地檢查取樣管路間接頭，管路與電磁閥、變送器、壓力表、儲氣穩(wěn)壓罐間連接部分無漏氣現(xiàn)象，綜合分析料位曲線，料位監(jiān)測裝置正常工作時，料位測量結果較準確，排除內(nèi)部取樣管路破損可能。圖3.2 磨煤機料位差壓取樣管路就地圖片3.22料位監(jiān)測吹掃控制系統(tǒng)指令誤發(fā)磨煤機料位測量裝置需定期進行管路吹掃，吹掃指令由CPM1A的PLC控制模塊發(fā)出，研究其內(nèi)部接線，接線圖如圖3.4所示：圖3.3 PLC控制料位吹掃內(nèi)部接線圖由圖3.1料位曲線可知，料位波動都出現(xiàn)在取樣管路負壓側吹掃完畢后。根據(jù)PLC接線圖所知，接線端子DFB301、DFB303分別控制C磨煤機料位差壓變送器正壓側管路吹掃，DFB302、DFB304分別控制C磨煤機料位差壓變送器負壓側管路吹掃，負壓側吹掃完畢后出現(xiàn)料位出現(xiàn)波動現(xiàn)象，決定將負壓側吹掃指令線連接到正壓側，使正負壓側管路同時吹掃，技改結束后持續(xù)觀察，發(fā)現(xiàn)料位吹掃過程后波動消失，料位監(jiān)測系統(tǒng)工作正常。料位曲線如圖3.4。圖3.4 改線后料位吹掃過程曲線料位吹掃過程中，正負壓側取樣管路同時吹掃，料位相應變化，但DCS內(nèi)部料位自保持在吹掃過程之前，吹掃結束后自保持結束，顯示實時料位，整個吹掃過程中給煤機轉速指令信號維持不變。3.23 料位監(jiān)測系統(tǒng)內(nèi)部壓力不穩(wěn)料位監(jiān)測系統(tǒng)利用低速噴射氣流的原理，流量控制器維持測量管內(nèi)有一低速氣流。更改料位吹掃系統(tǒng)指令接線方式后，料位穩(wěn)定監(jiān)測一段時間后，再次出現(xiàn)料位波動，就地發(fā)現(xiàn)PID控制數(shù)顯表，發(fā)現(xiàn)數(shù)顯表無法正常顯示儲壓罐進出口差壓，且無電流輸出，無法為控制系統(tǒng)提供差壓信號，決導致料位監(jiān)測系統(tǒng)長時間不吹掃，決定對數(shù)顯表進行更換，重新設置內(nèi)部PID參數(shù)，料位測量監(jiān)視正常。料位監(jiān)測系統(tǒng)正常吹掃過程料位曲線如圖3.3所示。圖3.5料位監(jiān)測系統(tǒng)吹掃過程料位變化曲線3.3 我公司壓差料位監(jiān)測系統(tǒng)可提升優(yōu)化方案目前，公司#5、6機組運行穩(wěn)定，磨煤機料位測量準確，給煤自動正常投入，機組保持經(jīng)濟穩(wěn)定運行，但綜合分析磨煤機料位檢測系統(tǒng)，仍有可以提升料位檢測系統(tǒng)穩(wěn)定性的優(yōu)化方案可以計劃實施。3.3.1 取樣管路統(tǒng)一更換為不銹鋼管目前#5、6機組磨煤機差壓料位就地控制箱內(nèi)設備連接管路都是塑料材質，與控制箱外不銹鋼取樣管之間的連接接頭也都是塑料材質，系統(tǒng)管路密封性較差，系統(tǒng)設備工作環(huán)境惡劣，長時間運行極易造成管路內(nèi)氣體泄露，引起料位波動。甚至造成不安全事件發(fā)生。根據(jù)華電淄博熱電有限公司#5、6機組熱控檢修規(guī)程，建議將塑料管路統(tǒng)一更換為不銹鋼管，管路間連接部分統(tǒng)一使用不銹鋼接頭，優(yōu)化料位監(jiān)測系統(tǒng)，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。3.3.2 增加給煤機速率變化大報警邏輯磨煤機差壓料位參與機組磨煤機給煤自動，料位測量的準確性對機組經(jīng)濟穩(wěn)定運行有著至關重要的作用，同時也要防止給煤自動投入時料位測量不準確導致給煤機轉速快速變化的可能，根據(jù)華電淄博熱工保護規(guī)程，建議在DCS組態(tài)中增加給煤機速率變化大報警、磨煤機料位變化大退出給煤自動邏輯，提高機組穩(wěn)定性。 致 謝 PDT壓縮空氣PSPIPDTPDT儀表空氣HCV301NDEDEFO101FO102FO103FO104HV119放水AR101排污排污空氣速度調整閥吹掃空氣氣源調整 旁路閥旁路疏水雙進雙出磨煤機差壓系統(tǒng)FO105AF201PDT101PDT102PDT103PCV101PDC101DFB302DFB303HV101HV201HV111HV112HV113HV114HV202HV203PI201HV301HV115HV116HV117HV118SSSSDFB304SDFB301DFB305PT101PIHV102HV120HV121HV122HV123HV124三、結論我公司通過#5機組C磨煤機料位監(jiān)測系統(tǒng)經(jīng)過前后兩次改造，逐漸運行穩(wěn)定。磨煤機差壓料位監(jiān)測作為磨煤機制粉流程的重要環(huán)節(jié)，直接影響磨煤機給煤自動，其重要性顯而易見，但是作為新進設備安全穩(wěn)定性仍有待提高，設備檢修工作仍需要不斷摸索專研，全面了解設備優(yōu)點與不足，需要在檢修的過程中不斷優(yōu)化，使料位檢測更加精確穩(wěn)定。同時我們還要抓住機組大小修的機會，認真專研，希望能夠聯(lián)系設備廠家一起對設備進行系統(tǒng)研究，尋找最佳運行方案，對料位監(jiān)測系統(tǒng)中存在的安全隱患爭取早發(fā)現(xiàn)，早整改，消除設備潛在的安全隱患，確保保障機組持續(xù)穩(wěn)定運行。致 謝由衷感謝指導老師徐坤對此次論文完成的關心和幫助。在編寫論文的過程中，爐控班張艷、陳以德、王亞林、解秀竹等老師傅以其豐富的工作經(jīng)驗和精湛的檢修技能，對本論文提出了許多寶貴的可行性建議，使我受益匪淺。同時感謝熱控分場車間領導對我的關心，讓我能夠在過去一年的時間