空气预热器间隙控制系统及维护

空气预热器间隙控制系统及维护

一、系统概述：

漏风控制系统（Leakage Control System，简称LCS）

1、空气预热器漏风原因：

•因为预热器的转子与壳体之间存在间隙，所以预热器必然存在漏风，包括二部分：直接漏风和携带漏风。

•转子仓格中所包容的风量随着转子的旋转，会不断地转移到烟气侧，被烟气带走，这是携带漏风。携带漏风是预热器本身的结构和型式决定的，无法减小。

•转子密封片与壳体密封板之间的密封间隙总是大于零，压力较高的空气必然要通过间隙漏向压力较低的烟气中，这是直接漏风。

2、漏风缺点

漏风率增加会增大风机的电耗和风机出力，降低锅炉效率。据测算，300MW机组漏风率每提高1%，全年可以节省经济效益120万元。

3、工作原理：

空气预热器正常运行中，转子热端径向密封的间隙增大而引起漏风面积的增大。漏风控制系统控制扇形板下弯，跟踪转子的热态变形以减少漏风面积，从而减少漏风量。LCS III 型空气预热器漏风控制系统，创新采用了国内领先的温度辅助控制技术，它可以在传感器发生故障后，使系统仍然维持一定的漏风控制能力。LCS III是在传统LCS的基础上进行重新优化设计，结合温度数据采集技术、可编程序控制器（PLC）和触摸屏的一体化控制，具有设计合理、操作简单、维护方便、稳定可靠等特点。其设计原理是：使扇形密封板与热变形的转子形状紧密贴合。在各种工况下，控制扇形板与转子径向密封片的间隙在规定范围内。这使漏风面积在各种过渡工况和MCR运行时期都减小了。

在投运时，LCS系统使扇形板定时间向下跟踪转子的热态变形，使扇形板下弯，减少扇形板与转子径向密封面之间的间隙(减少漏风面积)。扇形板的位置由一传感器来检测，此传感器检测径向密封与热端扇形板外侧的间隙并保持一最小运行间隙。

二、系统构造：

本系统由系统主要包括扇形板提升机构、电涡流传感器、温度辅助控制装置、转子测速停转报警装置、主控柜、就地操作柜。

1、扇形板提升机构

每块扇形板配一套扇形板提升机构，如下图所示，电动机通过减速器降速后，通过传动轴及联轴器与二只螺旋升降机连接。为了使二只升降机同步调节，扇形板始终处在水平位置，采取了一台双级减速器同时驱动二只螺旋升降机的布置方式。行程限位开关箱中装有“上限 1”“下限”限位开关，来控制扇形板的上下极限位置，同时钟面显示扇形板的准确位置。

提升机构中配有力矩保护装置，当传动机构过载时，力矩保护装置动作，电机空转，不输出扭矩。

提升机构中配有上限保护装置，定义为上限 2，其作用是作为上限的双重保护。提升机构中配置了标尺组件，可以更直接的反映扇形板的实际位置。

2、电涡流传感器

为了探测锅炉各运行状态下，转子位置的变化，使扇形板的密封面能准确地跟踪转子，保持热端径向密封间隙处在最佳值，本系统采用了一个能探测密封面到热变形转子外侧端的相对位置的电涡流传感器，传感器将测量的间隙转换成电信号发至 PLC，经过处理及判断后控制执行器动作，实现调节扇形板位置的目的。

如下图所示，电涡流传感器根据安装位置不同分为“大梁传感器”和“小梁传感器”。传感器均利用波纹管的密封性和补偿性来实现传感器与扇形板同步。

为了确保传感器正常工作，采用清洁的压缩空气进行冷却，压缩空气通过密封法兰进入电涡流传感器头部，从而降低电涡流传感器探头部位的局部温度，延长电涡流传感器的使用寿命。

3、温度辅助控制装置

在系统处于自动跟踪过程中，当电涡流传感器断偶故障时，系统将自动转入温度控制模式。该装置由安装在烟气进口、空气进口二次风侧、空气出口二次风侧处的热电偶来负责采集温度信号，再送至 PLC 进行数据处理。根据当前采集的温度来控制扇形板的位置。

4 、转子停转报警装置

（配套件型号：RAS（AP）系列）

实时监测空气预热器转子的转速，每台机组配 1 套测速装置。每台空气预热器有 1 路独立测速装置，当转子低于设定转速时，由它发出转子停转信号，使扇形板强制回复。该转子停转报警传感器装在空气预热器转子下端轴承处。

5、主控柜

空气预热器有一个主控柜。主控柜位于集控室电子间内，采用双层门结构，外门开观察窗，镶嵌有机玻璃，内门安装人机界面和操作按钮。主控柜主要由主控计算机、 PLC、低压电气元件、柜门操作面板组成。

主控柜采用工控机和 PLC 作为系统的核心硬件。低压电气元件采用进口品牌，主要起对信号中转、隔离、控制等作用。柜门面板上有工控机显示屏、扇形板的故障报警指示灯、扇形板远程紧急提升按钮、试灯按钮，指示灯、紧急提升按钮数量与扇形板数量对应。

6、就地操作柜

就地操作柜采用双层门结构，外门开观察窗，镶嵌有机玻璃，内门安装显示仪表和操作按钮，双层门保证柜体的密封性，同时开有观察窗，方面观察。

就地操作柜主要由低压电气元件和操作面板组成，通过接触器分别控制各块扇形板的升降动作，同时又作为各种信号的中转柜，所有信号从这里进行中转。

操作面板包括间隙显示仪表，分别显示各块扇形板的绝对位置和相对位置、提升带灯按钮、上行带灯按钮、下降带灯按钮、停止按钮、就地集控切换开关，其数量与单个空预器的热端扇形板数量对应。

三、操作使用

1、运行前提

系统在正式投入运行前必须进行冷态与热态调试，保证系统安全运行。

2、就地操作柜和主控柜操作

就地操作柜上按钮和指示灯对应该块扇形板的状态和操作。将就地操作柜上就地/集控转换开关拨到就地位置，则该块扇形板可通过操作柜上上行、停止、下行的按钮进行相关的操作。按下上行按钮，扇形板上行，同时上行指示灯亮。上行时，需先按停止按钮才能进行下行操作，否则下行操作无效。下行时，同理。如果就地/集控转换开关拨到集控状态，可通过主控柜内的按钮或人机界面上按钮对扇形板进行操作。就地操作柜上有扇形板位置显示仪表和间隙显示仪表，位置显示仪表的量程为-15 至46.间隙显示仪表的量程为 0 至15。如果超过量程或断线则显示（-ouFL）。

注意：无论在就地或是集控状态（任何状态下），按下紧急停机按钮，则扇形板立即停止动作，该按钮自锁，顺时针旋转可复位。

主控柜上面板出现严重故障，则报警光字牌亮。主控柜上的紧急提升按钮在集控状态下有效。集控状态下，按下紧急提升按钮，则系统停止工作，提升至上限位置。

3、监控软件操作介绍

本系统采用组态王作为上位机监控软件，组态王具有运行稳定、使用方便的特点。可视化操作界面，真彩显示图形、支持渐进色、丰富的图库、动画连接，拥有全面的脚本与图形动画功能，强大的分布式报警、事件处理，支持实时、历史数据的分布式保存，支持各种曲线及报表的制作。强大的脚本语言处理，能够实现复杂的逻辑操作和与决策处理。支持常见的 PLC 设备、智能仪表、智能模块，支持多种常用通讯方式和为第三方软件提供了多种访问组态王工程数据的接口。

3.1 登陆界面

工控机上电后，操作系统会自动进入到组态王登陆界面。如果因其它原因未直接进入系统请直接点击桌面上的组态王图标，然后选择组态程序，在点击运行即可。

目前可选择的用户有“系统管理员”、“系统管理员 1”。不同的用户具有不同的管理权限，在本系统中管理权限主要体现在对系统参数的修改方面。在可选择的用户中“监控管理员”的权限最高，可对整个系统参数进行修改，而“系统管理员 1”不能对系统参数进行修改，但可以进行常规的操作。

点击口令右侧的长方形显示框，系统会弹出软盘用来进行口令密码的输入。待口令输入完成之后点击“确定”按钮，即完成了输入，最后点击界面上的“登陆”按钮即可进入操作系统。

3.2 系统总图