31-给煤机给煤率反馈波动(或偏差)大的分析(肖榕辉)

给煤机给煤率反馈波动（或偏差）大的分析

肖榕辉

在热力发电厂中，燃料控制系统是其重要的一个大系统，而该系统在日常维护中，我们会经常遇到给煤机控制指令相同，但是个别给煤机给煤率反馈存在偏差大或反馈波动的异常现象，严重影响燃烧控制系统的安全稳定运行。下文针对此种现场进行简要分析，介绍处理方法。

一、概述

我厂3、4号机组所用给煤机均是上海新拓电力设备有限公司生产的耐压式CS2024-HP型号给煤机。该型号给煤机具有微机控制、电子称量及自动调速装置功能，在运行过程中，能根据锅炉燃烧控制系统指令自动调节给煤量，满足锅炉负荷的要求。

其基本机械结构如下所示：

1．张紧辊

2．张紧机构

3．挡煤板

4．称重辊

5．称重传感器

6．断煤信号装置

7．清扫机构减速箱

8．皮带输送减速箱

9．称重标定机构

10．张力辊

就地控制柜结构如下：

1．空气开关

2．三相保险

3．键盘锁定开关

4．照明灯断路开关

5．变压器T1

6．遥控启动、正转、

反转、清扫继电器

7．交流接触器

8．滤波器

9．变频器

10．变压器T2

11．A1板

12．A2板

13．A3板

14．电源板

15．CPU微机板其基本的控制原理：该称重式给煤机控制的物理量是燃料的流量（即给煤率，单位是吨/每小时）。为实现这一功能，CS2024型给煤机通过称重传感器测量单位皮带长度上煤的重量，同时通过测速发电机测量并换算出皮带的转动速度，二者的乘积得出实际给煤率，与要求给煤率进行比较，然后调节皮带电机的速度，使给煤率控制在指令值上。

二、给煤机控制原理

1、原理框图

注：INT块作用：当燃料控制自动，在运给煤机放自动时，某台在运给煤机跳闸或停运，将置停运给煤

机输出O值为18%，而此时总燃料测量值将减少，燃料主控PID输出O值将变大，该O值作为INT块PID的

设定值输入，与6台给煤机输出指令平均值相比较，迅速增大其他给煤机的控制指令，把煤量拉上来。

2、给煤机给煤指令

锅炉指令BD对应需求燃料量，经过分离器出口温度的修正，形成燃料控制PID的设定值S，经过热值修正的燃煤测量总量和燃油总量修正后得出的燃料总量作为PID的测量值M，偏差经过PID运算得出燃料控制主站的给煤指令O值，该给煤指令经过INT块修正运算作为每台给煤机的中控指令输出。（6台给煤机接收的控制指令相同）

考虑到磨煤机的出力情况，给煤机的指令设上限，为65%（85*65%=55T/H），而当给煤机停止时，给煤机转速会至最小为18%（85*18%=15T/H），因此给煤机正常运转时，给煤指令会在18%~65%之间（煤量15T/H~55T/H）。

3、给煤率运算

称重传感器输入一与测得的重量成正比的信号，这个信号由微处理器板上分辨为1/4000（12位）或0.025％的A/D转换器转换成一个二进制数字信号。这个数字与存储在永久存储器(ROM)中的参数进行比较，如果这个数字信号是在可以接受的范围之内，它就被存储在暂时存储器(RAM)中。接着对从另一个称重传感器来的信号进行同样处理。这两个信号将进行互相比较以进一步证实它们的正

确性。如果比较后发现该两个信号是不正确的，给煤机转到容积式操作运行，这时控制器就采用存储在内存中的由先前的平均值而定的假定传感器输出信号进行操作，如果比较后发现该两个信号是正确的，两个传感器的信号相加后减去毛重，其结果与一个定度因数相乘（该因数是在给煤机定度时得出的），从而得到每单位皮带长度上的物料重量。这个结果存储在RAM中。电动机速度是通过在一段时间中测量与电动机轴相连的交流测速机所发生的输出脉冲频率来决定的。这种以晶体振荡为参考频率的微处理器测试的精度是0.025％。这个模拟量信号被转换成数字量信号（二进制数）并且与另一个定度因数相乘（该因数是在定度时获得的）从而得到一个代表皮带每秒速度的数字。最后这个皮带速度与物料重量相乘后得出给煤率。然后这个结果与给煤率设定值比较后得出误差信号对速度控制器进行控制。

计算公式：

从上面公式可以看出，给煤率运算中，需要测量的两个量分别为称重传感器测量值和测速传感器测量值。而其他三个系数：重量系数、皮重因子、速比因子都是定度所得。这几个量的精度对给煤率运算的准确度影响很大。

三、给煤机给煤率不稳定（或偏差大）原因分析

1、分析流程图

2、影响因素分析

当我们遇到给煤率不稳定现象时，我们首先在DCS上做趋势，观察波动（或偏差）发生时间及持续时间，如果是短时间波动后恢复正常，这往往是大块异物导致。同时，我们要求到就地观察机械传动机构是否异常，接线端子是否完好无

松动，以及给煤机及变频器显示面板是否有故障报警信息。

初步检查后，结合流程图，可以得出影响因素可能如下：

1）机械故障

a、皮带打滑

b、传动系统故障

c、有异物阻碍

下图为某次3D给煤机波动（5T/H~65T/H），波动时间仅持续几分钟，分析判断为大块异物通过皮带导致，由于此种情况导致给煤量波动居多。

d、皮带跑偏

下图是最近4C给煤机给煤量测量不准确，就地清空皮带后，发现该皮带已经严重磨损且跑偏严重。

2）煤量给定信号不稳定

由原理图可看到，给煤率给定信号是由锅炉指令经过一系列修正运算逻辑过来的，这么长时间的正常运行，说明逻辑应该是没问题的。但如果在就地给煤机显示面板上按SHIFT SELF TEST 6，发现给定信号不稳定时，则应该检查DCS上该指令的输出通道、卡件、电缆及接线端子。

2）煤量给定信号不稳定

排除了机械故障后，我们可以在就地控制柜面板上按下“SHIFT SELF TEST 9”观察给煤机给定信号（地址03运行模式选择为“0”，则该给定信号显示的为给煤率单位T/H）是否稳定，如果DCS给煤指令稳定，而就地该参数不稳定，则检查中控给煤机指令输出到就地端子柜信号传输的通道、卡件、电缆是否正常，接线是否松动。

注：正常显示时按SELF TEST键，无论是在OFF、REMOTE或者LOCAL 状态下都可进入自我测试功能。退出SELF TEST模式必须按EXIT键。

3）称重重量信号不稳定

当给定信号稳定，我们不妨按TOTAL SELECT键选择累加器显示模式为“VOL”容积式运行，此时CPU控制器就采用存储在内存中的由先前的平均值而定的假定传感器输出信号进行运算（不采用传感器的实时测量值信号了），观察给煤量反馈显示是否不正常波动。如果正常，则证明称重系统有故障。此时停下该制粉系统，在给煤机OFF状态下（最好是皮带燃煤都清空），按“SHIFT SELF TEST 9”，查看称重传感器的原始A/D读数，放下称重托辊后，再查看该读数，比较观察：

（1）两边称重传感器读数接近（显示屏上下两行数据）；

（2）抬起和放下称重块时，两次显示值之差为1500左右（称重块的重量为34.70kg）；

（3）抬起和放下时，显示值较稳定。

如果不正常，检查排除称重系统机械故障，我们基本可以判断称重信号有问题，重点检查称重传感器：