畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-雙進(jìn)雙出磨煤機(jī)料位監(jiān)測(cè)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(cè)系統(tǒng)概述- 4 -2.2、壓差料位測(cè)量原理- 4 -2.3、我公司差壓料位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)簡(jiǎn)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(cè)系統(tǒng)存在的問(wèn)題及優(yōu)化措施- 7-3.1我公司壓差料位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)目前存在的問(wèn)題- 7 -3.2可能引起料位波動(dòng)的原因分析- 8 -3.2.1料位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)取樣管路漏氣- 8 -3.2.2料位監(jiān)測(cè)吹掃控制系統(tǒng)指令誤發(fā)- 8 -3.2.3料位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)內(nèi)部壓力不穩(wěn)- 9 -3.3我公司壓差料位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可提升優(yōu)化方案- 10-三、結(jié)論- 12 -致 謝- 13 -參考文獻(xiàn)- 14 - 1 - 2 - 15 -摘要雙進(jìn)雙出磨煤機(jī)料位監(jiān)測(cè)裝置是一套用于監(jiān)測(cè)雙進(jìn)雙出磨煤機(jī)兩側(cè)料位的測(cè)量裝置。在直吹式制粉系統(tǒng)中，磨煤機(jī)內(nèi)的煤粉粉位是一個(gè)非常重要的參數(shù)，它直接影響到機(jī)組的運(yùn)行與安全，它的測(cè)量是否準(zhǔn)確是致關(guān)重要的。我公司#5、6機(jī)組采用的是雙進(jìn)雙出球磨機(jī)，料位差壓監(jiān)測(cè)裝置來(lái)自沈陽(yáng)重工公司。自2012年末#5、6機(jī)組相繼投產(chǎn)運(yùn)行以來(lái)，曾多次出現(xiàn)料位跳動(dòng)、磨煤機(jī)料位監(jiān)測(cè)不準(zhǔn)確等現(xiàn)象，無(wú)法滿足磨煤機(jī)筒體內(nèi)的料位監(jiān)測(cè)與給煤機(jī)自動(dòng)控制的要求。因此，保證磨煤機(jī)料位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)測(cè)量的準(zhǔn)確性對(duì)保障機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行具有非常重要的意義。關(guān)鍵詞：制粉系統(tǒng)，磨煤機(jī)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(jī)組相繼投產(chǎn)運(yùn)行，生產(chǎn)期間保證磨煤機(jī)穩(wěn)定出力，對(duì)機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行具有十分重要的意義。雙進(jìn)雙出磨煤機(jī)料位監(jiān)測(cè)裝置是一套用于監(jiān)測(cè)雙進(jìn)雙出磨煤機(jī)兩側(cè)料位的測(cè)量裝置。在直吹式制粉系統(tǒng)中，磨煤機(jī)內(nèi)的煤粉粉位是一個(gè)非常重要的參數(shù)，它直接影響到機(jī)組的運(yùn)行與安全，它的測(cè)量是否準(zhǔn)確是至關(guān)重要的。1.2、課題研究的目的與意義華電淄博公司#5、6機(jī)組所選用的雙進(jìn)雙出磨煤機(jī)與其他磨煤機(jī)控制方式不同，出力不是靠調(diào)整給煤機(jī)來(lái)控制，而是通過(guò)調(diào)節(jié)磨煤機(jī)的一次風(fēng)量來(lái)控制的。而給煤機(jī)的速度，即控制進(jìn)入磨煤機(jī)的給煤量是靠磨煤機(jī)中的煤粉料位進(jìn)行控制的，根據(jù)運(yùn)行特性表明，當(dāng)磨煤機(jī)料位低于正常工作區(qū)域時(shí)，鋼球互相撞擊嚴(yán)重，使得鋼球磨損嚴(yán)重，桶體溫度升高，存在爆炸的安全隱患；較滿的狀態(tài)下運(yùn)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(jī)安全運(yùn)行的前提下有效地實(shí)現(xiàn)煤位準(zhǔn)確測(cè)量及優(yōu)化控制，提高機(jī)組的自動(dòng)投入率、實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、節(jié)能降耗，在當(dāng)今電力供需緊張形勢(shì)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(shí)社會(huì)意義及經(jīng)濟(jì)效益。 本 論 二、本論2.1料位檢測(cè)系統(tǒng)概述雙進(jìn)雙出磨煤機(jī)料位監(jiān)測(cè)裝置是一套用于監(jiān)測(cè)雙進(jìn)雙出磨煤機(jī)兩側(cè)料位的測(cè)量裝置。在直吹式制粉系統(tǒng)中，磨煤機(jī)內(nèi)的煤粉粉位是一個(gè)非常重要的參數(shù)，它直接影響到機(jī)組的運(yùn)行與安全。它的測(cè)量是否準(zhǔn)確是致關(guān)重要的。2.2壓差料位測(cè)量原理該測(cè)量系統(tǒng)是使用槽罐慢速度噴氣原理的物位測(cè)量系統(tǒng)。在測(cè)量系統(tǒng)中，流量控制器控制測(cè)量空氣以一定的速度（差壓）流動(dòng)。管線壓差取決于被測(cè)對(duì)象的比重w和噴氣點(diǎn)與自由大氣h之間的距離。P=wh。在磨煤機(jī)內(nèi)，兩個(gè)探頭（一個(gè)在上面，一個(gè)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(hào)，就能代表上下兩個(gè)探頭之間的煤粉粉位。 圖 2.1 磨煤機(jī)料位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖通過(guò)結(jié)構(gòu)圖我們可以看出，磨煤機(jī)兩端裝有2根壓縮空氣管，用來(lái)以差壓的原理測(cè)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(zhǔn)料位管）置于煤粉燃料之上，另一根（料位管）的開(kāi)口置于粉狀燃料之下，料位管與基準(zhǔn)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(cè)系統(tǒng)利用低速噴射氣流的原理，流量控制器維持測(cè)量管內(nèi)有一低速氣流，管中的壓力取決于關(guān)外流體的比重以及噴射點(diǎn)與自由大氣之間的距離h。從上圖可以看出，磨煤機(jī)桶內(nèi)的差壓為公司每臺(tái)磨煤機(jī)都裝有兩套差壓料位測(cè)量裝置，驅(qū)動(dòng)端（DE）和非驅(qū)動(dòng)端（NDE）各裝置一套。通常兩臺(tái)裝置合用一套控制柜。壓差料位測(cè)量?jī)x表可以輸出對(duì)應(yīng)的420mA.DC電流信號(hào)，該信號(hào)可以送到控制系統(tǒng)，用來(lái)調(diào)節(jié)煤量，其目的是用來(lái)維持磨煤機(jī)桶內(nèi)的最佳料位。由于磨煤機(jī)料位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)取樣管路位于磨煤機(jī)內(nèi)部，且取樣管路位于煤粉之間，極易因煤粉進(jìn)入堵塞取樣管。為此，料位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)配備自吹掃系統(tǒng)，根據(jù)實(shí)際運(yùn)行條件，將吹掃周期定為15min。2.3我公司壓差料位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)簡(jiǎn)介下圖為我公司#5機(jī)組C磨煤機(jī)壓差料位監(jiān)測(cè)裝置照片：壓差料位非驅(qū)動(dòng)端變送器 壓差料位測(cè)量?jī)x表 壓差料位驅(qū)動(dòng)端變送器壓差料位吹掃流速變送器壓差料位儲(chǔ)氣穩(wěn)壓罐圖 2.2 #5機(jī)組C磨煤機(jī)就地差壓料位測(cè)量裝置現(xiàn)以#5機(jī)組C磨煤機(jī)料位監(jiān)測(cè)為例分析料位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)工作流程：#5機(jī)組C磨煤機(jī)驅(qū)動(dòng)端于非驅(qū)動(dòng)端各安裝了一套差壓取樣管路，獲得的差壓經(jīng)變送器計(jì)算得到壓力差，并將差壓信號(hào)傳遞至差壓料位測(cè)量表，即可算出磨煤機(jī)料位。2.4壓差料位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)控制邏輯圖2.3 #5機(jī)組C磨煤機(jī)料位DCS邏輯控制圖該邏輯實(shí)現(xiàn)的功能為：甲、乙兩側(cè)料位測(cè)量計(jì)算值傳至DCS邏輯控制系統(tǒng)中，將甲、乙兩側(cè)料位的取平均后與機(jī)組特定負(fù)荷下所需料位進(jìn)行比較，得出實(shí)際料位的差值，然后通過(guò)平衡模塊將差值分配到甲、乙兩側(cè)，并通過(guò)控制甲、乙兩側(cè)給煤機(jī)轉(zhuǎn)速，增大或減小磨煤機(jī)的給煤量，實(shí)現(xiàn)磨煤機(jī)給煤自動(dòng)控制，原理圖見(jiàn)圖2.4。甲側(cè)料位乙側(cè)料位料位取平均運(yùn)行指令料位比較給煤機(jī)轉(zhuǎn)速指令圖 2.4 #5機(jī)組C磨煤機(jī)料位控制邏輯圖第三章 公司壓差料位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)存在的問(wèn)題及優(yōu)化措施3.1我公司壓差料位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)目前存在的問(wèn)題自#5、6機(jī)組相繼投產(chǎn)以來(lái)， #5機(jī)組C磨煤機(jī)料位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)多次出現(xiàn)料位波動(dòng)缺陷，從2014年初到6月份，將料位缺陷進(jìn)行統(tǒng)計(jì)得出下表：故障出現(xiàn)日期持續(xù)時(shí)間故障特征處理缺陷方法2014-06-17 20:04 45min吹掃過(guò)程料位大幅度波動(dòng)更換PID控制表計(jì)，重新設(shè)置PID參數(shù)，調(diào)整吹掃方式2014-06-02 04:1130min吹掃過(guò)程料位成鋸齒狀波動(dòng)PLC模塊復(fù)位2014-06-01 19:30 42min吹掃過(guò)程料位成鋸齒狀波動(dòng)PLC模塊復(fù)位2014-05-28 22:1150min吹掃過(guò)程料位成鋸齒狀波動(dòng)PLC模塊復(fù)位2014-05-16 23:3055min吹掃過(guò)程料位大幅度波動(dòng)PLC模塊復(fù)位2014-05-09 14:3525min吹掃過(guò)程料位成鋸齒狀波動(dòng)PLC模塊復(fù)位2014-05-04 17:0530min吹掃過(guò)程料位成鋸齒狀波動(dòng)PLC模塊復(fù)位2014-01-17 09:4550min吹掃過(guò)程料位成鋸齒狀波動(dòng)將PLC模塊負(fù)壓側(cè)吹掃開(kāi)關(guān)信號(hào)短接到正壓側(cè)吹掃開(kāi)關(guān)線號(hào)線上，使其正負(fù)壓側(cè)同時(shí)吹掃2013-01-07 10:4045min吹掃過(guò)程料位成鋸齒狀波動(dòng)PLC模塊復(fù)位2014-01-05 14:3525min吹掃過(guò)程料位成鋸齒狀波動(dòng)PLC模塊復(fù)位2014-01-02 17:0530min吹掃過(guò)程料位成鋸齒狀波動(dòng)PLC模塊復(fù)位表3.1 #5機(jī)組C磨煤機(jī)料位計(jì)缺陷統(tǒng)計(jì)表通過(guò)表格3.1可以得出，#5機(jī)組C磨煤機(jī)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(dòng)，無(wú)法投入給煤自動(dòng)，料位波動(dòng)最高值高達(dá)978mm，且頻繁跳動(dòng)引起給煤轉(zhuǎn)速頻繁變化，無(wú)法控制磨煤機(jī)內(nèi)部煤粉料位。同時(shí)，缺陷發(fā)生多次出現(xiàn)在啟停磨的時(shí)段，一般是清晨迎高峰或者深夜降負(fù)荷，檢修人員處理問(wèn)題存在較多的不安全因素。針對(duì)此以上情況，班組成員對(duì)#5機(jī)組C磨煤機(jī)料位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)分析：圖3.1 #5機(jī)組C磨煤機(jī)料位曲線如上圖曲線所示#5機(jī)組C磨煤機(jī)一個(gè)吹掃周期內(nèi)料位變化曲線，正壓測(cè)吹掃過(guò)程料位正常波動(dòng)，負(fù)壓側(cè)吹掃后料位出現(xiàn)異常波動(dòng)，給煤機(jī)控制轉(zhuǎn)速指令（白色）隨之反向波動(dòng)，給煤自動(dòng)無(wú)法投入，針對(duì)上述問(wèn)題，將對(duì)可能影響料位波動(dòng)的原因進(jìn)行分析。3.2可能引起料位波動(dòng)的原因分析經(jīng)研究分析引起磨煤機(jī)料位波動(dòng)的原因大致可以細(xì)分為：料位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)漏氣、PLC指令誤發(fā)、系統(tǒng)內(nèi)氣壓不穩(wěn)，現(xiàn)對(duì)上述原因進(jìn)行分析。3.2.1料位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)取樣管路漏氣觀察#5、6機(jī)組差壓取樣管路，檢查取樣管外觀，無(wú)管路破損現(xiàn)象，但取樣管在磨煤機(jī)內(nèi)部段，機(jī)組運(yùn)行期間無(wú)法進(jìn)行檢查，所以磨煤機(jī)內(nèi)部取樣管路運(yùn)行狀況無(wú)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(chǔ)氣穩(wěn)壓罐間連接部分無(wú)漏氣現(xiàn)象，綜合分析料位曲線，料位監(jiān)測(cè)裝置正常工作時(shí)，料位測(cè)量結(jié)果較準(zhǔn)確，排除內(nèi)部取樣管路破損可能。圖3.2 磨煤機(jī)料位差壓取樣管路就地圖片3.22料位監(jiān)測(cè)吹掃控制系統(tǒng)指令誤發(fā)磨煤機(jī)料位測(cè)量裝置需定期進(jìn)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(dòng)都出現(xiàn)在取樣管路負(fù)壓側(cè)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(jī)料位差壓變送器正壓側(cè)管路吹掃，DFB302、DFB304分別控制C磨煤機(jī)料位差壓變送器負(fù)壓側(cè)管路吹掃，負(fù)壓側(cè)吹掃完畢后出現(xiàn)料位出現(xiàn)波動(dòng)現(xiàn)象，決定將負(fù)壓側(cè)吹掃指令線連接到正壓側(cè)，使正負(fù)壓側(cè)管路同時(shí)吹掃，技改結(jié)束后持續(xù)觀察，發(fā)現(xiàn)料位吹掃過(guò)程后波動(dòng)消失，料位監(jiān)測(cè)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(guò)程曲線料位吹掃過(guò)程中，正負(fù)壓側(cè)取樣管路同時(shí)吹掃，料位相應(yīng)變化，但DCS內(nèi)部料位自保持在吹掃過(guò)程之前，吹掃結(jié)束后自保持結(jié)束，顯示實(shí)時(shí)料位，整個(gè)吹掃過(guò)程中給煤機(jī)轉(zhuǎn)速指令信號(hào)維持不變。3.23 料位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)內(nèi)部壓力不穩(wěn)料位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)利用低速噴射氣流的原理，流量控制器維持測(cè)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(cè)一段時(shí)間后，再次出現(xiàn)料位波動(dòng)，就地發(fā)現(xiàn)PID控制數(shù)顯表，發(fā)現(xiàn)數(shù)顯表無(wú)法正常顯示儲(chǔ)壓罐進(jìn)出口差壓，且無(wú)電流輸出，無(wú)法為控制系統(tǒng)提供差壓信號(hào)，決導(dǎo)致料位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間不吹掃，決定對(duì)數(shù)顯表進(jìn)行更換，重新設(shè)置內(nèi)部PID參數(shù)，料位測(cè)量監(jiān)視正常。料位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)正常吹掃過(guò)程料位曲線如圖3.3所示。圖3.5料位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)吹掃過(guò)程料位變化曲線3.3 我公司壓差料位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可提升優(yōu)化方案目前，公司#5、6機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定，磨煤機(jī)料位測(cè)量準(zhǔn)確，給煤自動(dòng)正常投入，機(jī)組保持經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定運(yùn)行，但綜合分析磨煤機(jī)料位檢測(cè)系統(tǒng)，仍有可以提升料位檢測(cè)系統(tǒng)穩(wěn)定性的優(yōu)化方案可以計(jì)劃實(shí)施。3.3.1 取樣管路統(tǒng)一更換為不銹鋼管目前#5、6機(jī)組磨煤機(jī)差壓料位就地控制箱內(nèi)設(shè)備連接管路都是塑料材質(zhì)，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(zhì)，系統(tǒng)管路密封性較差，系統(tǒng)設(shè)備工作環(huán)境惡劣，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行極易造成管路內(nèi)氣體泄露，引起料位波動(dòng)。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(jī)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(cè)系統(tǒng)，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。3.3.2 增加給煤機(jī)速率變化大報(bào)警邏輯磨煤機(jī)差壓料位參與機(jī)組磨煤機(jī)給煤自動(dòng)，料位測(cè)量的準(zhǔn)確性對(duì)機(jī)組經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定運(yùn)行有著至關(guān)重要的作用，同時(shí)也要防止給煤自動(dòng)投入時(shí)料位測(cè)量不準(zhǔn)確導(dǎo)致給煤機(jī)轉(zhuǎn)速快速變化的可能，根據(jù)華電淄博熱工保護(hù)規(guī)程，建議在DCS組態(tài)中增加給煤機(jī)速率變化大報(bào)警、磨煤機(jī)料位變化大退出給煤自動(dòng)邏輯，提高機(jī)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(diào)整閥吹掃空氣氣源調(diào)整 旁路閥旁路疏水雙進(jìn)雙出磨煤機(jī)差壓系統(tǒng)FO105AF201PDT101PDT102PDT103PCV101PDC101DFB302DFB303HV101HV201HV111HV112HV113HV114HV202HV203PI201HV301HV115HV116HV117HV118SSSSDFB304SDFB301DFB305PT101PIHV102HV120HV121HV122HV123HV124三、結(jié)論我公司通過(guò)#5機(jī)組C磨煤機(jī)料位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)經(jīng)過(guò)前后兩次改造，逐漸運(yùn)行穩(wěn)定。磨煤機(jī)差壓料位監(jiān)測(cè)作為磨煤機(jī)制粉流程的重要環(huán)節(jié)，直接影響磨煤機(jī)給煤自動(dòng)，其重要性顯而易見(jiàn)，但是作為新進(jìn)設(shè)備安全穩(wěn)定性仍有待提高，設(shè)備檢修工作仍需要不斷摸索專研，全面了解設(shè)備優(yōu)點(diǎn)與不足，需要在檢修的過(guò)程中不斷優(yōu)化，使料位檢測(cè)更加精確穩(wěn)定。同時(shí)我們還要抓住機(jī)組大小修的機(jī)會(huì)，認(rèn)真專研，希望能夠聯(lián)系設(shè)備廠家一起對(duì)設(shè)備進(jìn)行系統(tǒng)研究，尋找最佳運(yùn)行方案，對(duì)料位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中存在的安全隱患爭(zhēng)取早發(fā)現(xiàn)，早整改，消除設(shè)備潛在的安全隱患，確保保障機(jī)組持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。致 謝由衷感謝指導(dǎo)老師徐坤對(duì)此次論文完成的關(guān)心和幫助。在編寫(xiě)論文的過(guò)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(yàn)和精湛的檢修技能，對(duì)本論文提出了許多寶貴的可行性建議，使我受益匪淺。同時(shí)感謝熱控分場(chǎng)車間領(lǐng)導(dǎo)對(duì)我的關(guān)心，讓我能夠在過(guò)去一年的時(shí)間