1 000 MW机组空气预热器间隙控制优化

王芳栋，高丽霞，王洁

(华电国际邹县发电厂，山东 邹城 273522)

1 空气预热器间隙控制原理

空气预热器间隙控制系统通过间隙传感器探头测量间隙信号，经信号变送器转化成标准信号送入可编程控制器(PLC)。PLC经过计算和逻辑判断输出控制信号，控制机械升降机构拉动扇形板上下动作，补偿变形间隙，以保证在任何工况下空气预热器的上部扇形板与转子径向密封片之间的间隙最小，从而最大限度地减少漏风量，节能降耗，提高整个机组的运行效率。

测量空气预热器转子外沿的变形量，根据该变形量控制机械升降机构，拉动扇形板上下动作来补偿变形间隙，可大幅度降低空气预热器的漏风率。就地控制结构如图1所示。

2 空气预热器扇形板调整机构故障事例

华电国际邹县发电厂#8机组B空气预热器B2扇形板间隙调整装置为自动方式，2009-10-19 T 09：04，B2扇形板间隙调整装置下降调节过程中，下降接触器一直吸合，造成空气预热器B2扇形板一直下降，间隙由9.7 mm降至1.8 mm，空气预热器扇形板与空气预热器转子发生摩擦，造成B空气预热器主电机电流由15.8 A突升至67.5 A，B空气预热器主电机过流跳闸。好在备用空气预热器气动马达启动正常，避免了一次锅炉主燃料跳闸(MTF)事件的发生。华电国际邹县发电厂技术人员事后对接触器进行仔细检查并更换新的接触器后，B2扇形板间隙调整装置投入自动正常；同时，根据现场的实际情况对空气预热器间隙调整装置的控制回路进行了优化。

图1 A侧扇形板就地控制结构

图2 A1扇形板控制回路24 V电源监视回路

3 空气预热器间隙调整回路的优化

3.1 控制电源的优化

各控制回路24 V DC控制电源分开并加装电源监视继电器K4，用于24 V DC电源异常时的报警。如果某一回路24 V电源异常，PLC通过逻辑判断后会在上位机记录故障发生时间并输出光子牌报警，例如：“A1DC电源异常”表明A1回路24 V电源异常。当某回路DC电源异常时，该回路仍处于正常调节状态，但在该异常未解除前如果出现主电机过流，则该回路不再执行过流调节逻辑，而是急升后锁定调节并输出光子牌报警，这时，主控手动、自动均不能进行上升、下降操作，直到排除异常情况后空气预热器间隙调整装置才能投入正常调节。改造后的24 V电源监视回路如图2所示。

3.2 空气预热器间隙调整装置优化

在空气预热器间隙调整装置的动力电源加装空气开关脱扣器。若各回路自动检测接触器在没有指令的情况下异常动作，2 s后PLC通过逻辑判断输出指令，自动触发该回路的脱扣器动作使空气开关脱扣跳闸。同时，在上位机自动记录“**空气开关脱扣”和“**空气开关跳闸”等报警信息，提示工作人员进行处理。工作人员判断接触器是否有异常，如有异常，排除异常后恢复供电，手动操作上升、下降，动作正常后将就地柜选择开关投自动即可。2011-11-24，华电国际邹县发电厂#8机组空气预热器B3扇形板频繁发“空气开关跳闸”信号，调阅趋势图分析下降接触器的故障原因，现场检查接触器发现存在剩磁现象，更换后扇形板调节正常。实际应用证明，此次改造是成功的，彻底解决了因接触器剩磁造成扇形板持续下降的问题。

3.3 间隙测量显示值优化

改造前，受就地间隙显示表头的制约，空气预热器扇形板间隙测量值只能显示0～10 mm，当空气预热器的实际间隙超过10 mm后在上位机上无法正确、真实显示，进而也就无法判断设备的实际运行情况。华电国际邹县发电厂购置了新的产品并进行改造，改造后空气预热器间隙测量值显示为0～20 mm，给定值范围为4～15 mm，可有效地监视空气预热器间隙调整装置的运行情况，保证了设备的安全运行。

3.4 逻辑回路优化

为避免上升接触器和下降接触器在扇形板电动机停电的状态下频繁动作，特在逻辑回路中增加下列功能。

(1)在上升回路中增加空气开关跳闸后禁止动作条件。

(2)在下降回路中增加空气开关跳闸和电动机故障后禁止动作条件。

(3)在紧急提升回路中增加空气开关跳闸后禁止动作条件。

3.5 在空气预热器扇形板下降的硬接线回路中增加一个接触器KM3

接触器的驱动回路和原下降回路接触器并联，在扇形板驱动电机的动力回路中，将2个接触器串联后引入热继电器去驱动电机运行。当下降的指令解除时，即使原接触器KM2的接点存在粘连现象，动力回路也能通过与其串联的KM3断开，有效地避免了接触器故障引起的异常下降，其原理图如图3所示。

图3 A1扇形板电动机动力回路原理

3.6 在空气预热器扇形板执行机构上加装1个下限位行程开关K3

将该下限位行程开关的接点串入空气预热器调整装置的下降回路中，当空气预热器扇形板到达下限位时，行程开关自动断开下降回路，以防空气预热器调整装置在故障情况下一直下降，如图4所示。

4 需要进行的改进

(1)就地控制柜及分散控制系统(DCS)内的空气预热器间隙测量值的量程虽然从0～10 mm扩展到0～20 mm，但间隙测量探头的有效线性范围只有0～11 mm，因此，空气预热器间隙值在0～11 mm是可靠、准确的，但当间隙值达到11 mm以上时，虽间隙值能正常显示但不能保证间隙值测量的准确性和线性。目前新研制的空气预热器间隙测量探头已可保证大范围空气预热器间隙值的正常显示和控制，新产品投入市场后，应利用合适的机会对空气预热器间隙测量探头进行更换。

(2)空气预热器间隙调整装置经改造后虽能安全、有效地工作，但因为整个调整装置所包含的设备繁多，任何一个环节出现故障，都可能造成比较严重的事故，影响整个机组的安全、稳定运行。因此，可大胆地取消整个空气预热器间隙调整装置，采用纯机械的密封方式即空气预热器柔性接触式密封方式，这种密封方式有效地控制了空气预热器的漏风问题，进而提高了锅炉的效率，节省成本并且安全可靠，在一个大修期间基本上实现了设备的免维护运行。华电国际新乡发电有限公司#2机组已改造为空气预热器柔性接触式密封，应用效果较好。

图4 A1扇形板控制回路

参考文献：

[1]西安理工大学信息与控制工程研究中心.火电厂锅炉空气预热器间隙控制系统[R].西安：西安理工大学信息与控制工程研究中心，2005.

[2]华电国际新乡发电有限公司.#2锅炉空气预热器漏风控制装置改造[R].新乡：华电国际新乡发电有限公司， 2010.