660MW机组锅炉摆动燃烧器执行器控制单元改造

660MW机组锅炉摆动燃烧器执行器控制单元改造

【关键词】燃烧器；执行器；气动控制装置

0 引言

某厂4×660mw机组锅炉为hg-2000/26.15-ym3超超临界参数变压运行直流锅炉，锅炉为单炉膛、一次再热、平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢结构、全悬吊结构∏型布置，再热汽温采用燃烧器摆动调节。

该锅炉摆动燃烧器就地控制系统为气动设备，由于控制系统核心部分经常出现问题，如调节精度较低、放大器损坏、定位器故障、反馈信号不稳定、四个角燃烧器摆动偏差较大以及火嘴摆动机构卡涩不灵活等现象存在，难以实现合理的锅炉再热汽温调节，影响锅炉稳定燃烧。自机组投产以来，再热汽温的调整缺乏有效手段，直接影响机组的经济运行。

1 现场设备存在的问题

锅炉所配的4台摆动燃烧器执行器为意大利sti公司生产的

sc260/280型执行器；配备abb公司生产的一体化电气转换器

teip11系列和sti公司生产的2030-4m机械式定位器。执行器机械式定位器固定在执行器上，一体化电气转换器安装在就地控制箱内。从机组投产运行以来，摆动燃烧器执行器出现如下问题：（1）电气转换器损坏，导致执行器不能正常工作，燃烧器不能定位。

（2）执行器反馈频繁故障，执行器不能定位；更换新的执行器

反馈装置。

（3）执行器对输入信号的响应非常慢，在指令给出后需要一段时间才能达到要求的开度。

（4）现场调试复杂、繁琐，自动化程度低。

（5）运行中执行器行程和指令不对应以及在控制信号相同时四个执行器开度不同步等现象，调节精度低，曾找厂家多次调整，现在还有不一致现象。

2 原因分析

（1）abb一体化电气转换器控制精度不够，电气转换器在接收到dcs控制系统4-20ma信号后将电信号转换为气缸进气量，然而由于气缸内阻力不同，造成执行器反馈并未达到指令要求的开度。而燃烧器反馈装置没有跟踪指令的能力，导致燃烧器执行器调节精度不够。

（2）使用的sti公司的2030-4m机械式定位器调节复杂，操作繁琐，造成执行器反馈不准。同时该反馈装置对环境要求较高，在长时间高温环境下极易发生损坏。

（3）使用的abb定位器对工作气源质量要求高，在气源带水或带油等情况下工作不正常。

3 系统改造方案

结合本厂摆动燃烧器的实际情况，通过本次改造将实现燃烧器执行器单独控制，将原有两层摆动燃烧器的执行器原一路信号更改为两层各一路信号单独控制以提高控制的精度及准确性。

具体改造方案为每个摆动燃烧器对应一个独立的控制箱，共安放控制柜8台，其中上层摆动燃烧器控制柜安放在执行器就近平台，下层执行器控制柜安放在执行器正下方锅炉17米平台，通过电缆及管路将执行器上的位置反馈器及气动执行器与控制柜连接。

3.1 改造方案中主要技术指标

（1）控制信号及位置反馈：4～20madc，采用智能定位器；（2）动力气源压力：0.4～0.70mpa.g，温度：≤50℃；电源220vac/110 vdc；

（3）同一标高层的四个执行器单独控制，该四个执行器组成一个控制回路，按一套控制柜配1个回路设计；

（4）每个回路的执行器、控制柜系统具有电源、气源、信号故障时保位功能；

（5）控制信号、位置反馈信号和气缸活塞行程之间的相互关系如下：

（6）单只执行器静态耗气量：气源压力为0.45mpa.g时，≤1m3/h；（7）执行器基本误差：≤0.5%；死区：≤输入信号量程的0.5%；回差：≤额定行程的0.3%；

（8）环境温度：-20～+80℃，产品露天布置，具有防尘、防雨、放晒、防冻功能；

（9）执行器垂直布置，分左右型两种形式；

（10）防护等级要求：ip56。

3.2 系统结构及特性

摆动燃烧器气动控制装置由现场气动执行机构和就地控制柜两部分组成，控制柜中包括定位器、气源处理单元及三断保护装置，位置检测器安装在现场的一台执行机构上，位置反馈功能可通过定位器内部可选插件来实现，执行机构行程可根据用户要求选择，整个系统结构设计追求简洁美观，性能稳定可靠。

就地控制柜包含智能定位器、气源处理单元及三断保护装置。采用分体式安装，控制柜安装位置远离锅炉恶劣环境，控制柜密封性能好，抗干扰、防尘、防水、防爆、对设备保护性强。现场设备主要集中于控制柜中，工作人员现场工作安全、便利，易于日常检修维护。

3.2.1 智能定位器

采用siemens智能阀门定位器，它性能稳定、调节精度高、反应快，是带有高度集成微处理器芯片的智能现场设备，在现场组态，可视化手动操作，智能定位器直接接收4-20ma 控制信号，无需电气转换器及其它一些繁杂的机械结构，可以做到免维护运行。

定位器分体安装示意图如下：

主要特点：

1）可自由的安装在直行程或角行程执行机构上；

2）按键和lcd显示可实现简捷的操作和编程；

3）具有零位和行程范围自动调整功能；

4）具有可选的或可编程的输出特性；

5）具有自诊断功能；

6）设定值和控制变量极限值可进行选择；

7）可编程设置阀门“紧密关闭”功能；

8）具有位置反馈、报警和通信功能；

9）反馈、限位等功能分别由各自的功能模块来实现，可根据需要来进行选择；