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给水泵偶合器勺管执行机构改造

2005/12/22    来源:e-Works    特约撰稿人:侯典来      
关键字:电器与配电  给水  执行机构  
本文论述125MW机组锅炉给水泵偶合器勺管执行机构在运行中发现的问题,由ZKJ-2100型改造为西门子执行机构,详细论述了调试过程,包括参数显示、commissioning菜单和行程限位调整,以及关闭方向和速度修改方法。

    概述

    给水泵勺管执行机构是控制汽包水位的主要设备,由于它动作频率比较高,设备在热力系统的位置较重要,直接影响锅炉的安全,现在的给水泵勺管执行器还是原来老型的ZKJ-2100角行程执行器,电机制动装置依靠胶木刹车片,平时运行中磨损严重,正常运行中,又无法检修,制动装置的压紧弹簧螺母长期处在振动环境中,容易松动,导致给水泵出口流量波动大,汽包水位失控;同时参与闭环控制的勺管开度信号是由差动碳膜电位器的旋转产生,平时磨损严重,容易导致开度信号晃动,也会使给水泵出口流量波动大,汽包水位失控,由于给水泵勺管执行机构存在以上种种情况,不适合再长期运行,否则将给机组运行带来不安全因素,决定进行技术改造,主要工作包括:1)老执行器拆除,2)执行机构底座制作,3)新执行机构固定,4)电缆铺设,5)执行机构接线,6)配合机务定位,7)单体调试,8)执行机构DCS联调,最终调试达到工作要求。

    1、原设计存在问题

    给水泵勺管开度在60%左右, 当运行人员用软手操方式操作, 勺管阀位开度信号有时要超出控制输出值, 超出的值大于伺放死区,给水流量晃动30T/H,很快勺管阀位开度信号又回到控制输出值左右( 控制输出值和勺管阀位开度信号的偏差小于伺放死区),这时给水流量晃动10T/H,可能是制动装置有点松,Y又不能过紧,但硬手操方式电机制动装置正常,其次还有一个现象,就是汽包水位自动调节系统在手动方式下,运行人员不操作,勺管阀位开度信号有0.2%的晃动。

    汽包水位自动调节系统在自动状态下,由于汽包水位是动态参数,它时刻发生变化,所以经PID运算后控制输出也时刻发生变化,当它变化的控制输出值和勺管阀位开度信号的差值还差0.1%没超过伺放死区, 这时汽包水位正趋于正常,控制输出值正要深深的陷入死区时,如果这时勺管阀位开度信号有0.2%的晃动,那么控制输出值和勺管阀位开度信号的偏差势必大于伺放死区,勺管要动作一下,内回路可以把此现象克服掉,如果此时上述第一种情况参杂进来,那势必要引起给水流量大范围晃动,此时结合以前的消缺经验,以前也是在甲给水泵运行的情况下,也是在勺管开度60%的情况下,汽包水位自动调节系统在自动状态给水流量晃动大,而且勺管阀位开度信号在60%左右附近有一点微弱晃动,这一点甲泵倒乙泵后,在甲泵上验证过的,具体方法是拆下位置反馈机构,检查传导位发信号的斜滑板,无异常光滑平整,后更换位置反馈机构,此现象消失,一个多月后,乙泵倒甲泵,投入汽包水位自动调节系统自动,工作正常,这一次可能还和位置反馈机构有关系,执行机构和勺管可能也有问题。

    取消硬手操逻辑,具体步骤如下:

    LEV-DRUM:ALM-CAL.BI03:FW-LGICI.BO05改为0,
    LEV-DRUM:ALM-CAL.BI14:FW-LGICI.BO17改为0,
    FW-PUMP-A操作画面去掉“F”,原路径LEV-DRUM:DI.003.CIN改为空。
    FW-PUMP-B操作画面去掉“F”,原路径LEV-DRUM:DI.004.CIN改为空。
    AW5101里的/usr/menus/014/HE-LEV和/usr/menus/MCS-OVR/FW-PUMP-A和/usr/menus/MCS-OVR/FW-PUMP-B传送。

    2、#1机给水泵勺管流量特性改造方案实施情况

    给水泵勺管流量特性陡,对给水自动调节带来不稳定因素,根据生产部提出的设计方案,对给水泵勺管执行器准备实施方案如下。

    设计方案是在执行器输出角度不变的情况下,缩短多少才能使勺管拐臂在21.4到86.6之间变化,我们从现场量取勺管拐臂从21.4到86.6所对应的角度是45°,勺管的拐臂长度是150mm,根据公式计算出勺管的拐臂在21.4—86.6范围内所走的行程是114.83 mm。执行器输出角度是90°,在执行器输出角度不变的情况下,要保证执行器所走的行程也是114.83 mm,这样才能使勺管拐臂在21.4—86.6范围内变化,执行器的拐臂必须缩短,经过科学的计算和精密的测量,执行器的拐臂必须由原来120 mm缩短到81.2 mm。执行器拐臂新钻孔圆心距原来圆心38.8mm处,圆的直径不变。

    更换后执行机构性能稳定,控制死区线性,确保运行人员的锅炉上水调整稳定,提高汽包水位自动调节系统调节品质,减轻维护量,减少备品备件购买费用,设备故障率降低,不安全因素减少,被控对象给水流量和汽包水位稳定,保证了汽包和汽轮机的安全。


图1 原设计


图2 改进后

    3、更换为西门子执行机构

    SIPOS 5 Flash 专业型电动执行器是德国西博思电动执行机构有限公司生产,采用380VAC作为驱动电源(我厂使用),接受来自DCS的4-20mADC控制信号,采用变频技术控制执行器电机,可输出4-20mADC阀位信号供DCS显示。

    3.1 执行机构的参数

    屏幕指示信息,执行机构刚刚送电时,液晶显示屏上会有如表1显示。

表1

    必要时连续按下“local/remote”键,可以在几种模式间切换,Remote---自动控制系统控制,Local---就地控制,远方失效,Local/param---调试、修改执行机构的参数,远方失效,在“remote”或“locPar”模式,执行机构参数可被检查,所有参数被放在三个菜单中:Commissioning(调试),Observing(监视),Diagnosis(错误诊断)。

责任编辑:江琦
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