分体式智能定位器在高温区域的应用

引言

神华国能宁夏煤电有限公司(简称"鸳鸯湖电厂")于2009年投产2×660Mw超临界机组,在锅炉高温区域:(1)风烟系统的二次小风门采用一体化YTC定位器,定位器安装在二次小风门轴上,分布在锅炉本体四角,位置悬空,日常维护困难,锅炉本体周围环境温度较高:(2)吹灰系统的吹灰调门为ABB智能定位器,设备安装在温度较高的吹灰减压站。这种常规一体式定位器存在高温老化,反馈指令不一致或拒动等故障频发的缺陷,严重影响了机组燃烧的经济性和安全性。因此,降低故障的发生率对于保障机组的安全、稳定、经济运行有着重要的意义。

1常规一体式定位器在高温区域应用存在的问题

鸳鸯湖电厂位于宁夏灵武市宁东镇,由于地理、环境等因素,电厂锅炉采用全封闭安装,防止因受冻造成设备误动和炉膛内热量流失。锅炉房内室温常年达到35℃以上,锅炉本体周围环境温度更高。由于定位器和执行机构为一体,长期处在高温环境下,定位器电子元器件易老化,从而易使电路板损坏。智能定位器为一体化集成电子产品,发生故障时只能进行整体更换,不但增加了工作量,而且还提高了安全风险等级。

2常规一体式定位器的改造

针对存在的问题,鸳鸯湖电厂对二次风门、吹灰调门气动控制装置采用定位器分体式安装的方式,将定位器柜安装在温度较低的地方,以减少现场高温对定位器的影响,完美解决了由于高温使得定位器元器件损坏的问题。该装置是以标准的压缩空气为动力源,控制器接收主控室DCs4~20mA指令信号,对机械开度进行精确控制。

2.1设备布置

采用ABB定位器为主控制设备,定位器控制部分与行程检测部分分体安装,执行机构由耐高温原装进口气缸及连接辅件组成,定位器等控制元件集中放置在控制柜中,针对二次风门每个角设置一个控制柜,每4台执行机构控制设备集中在一个控制箱内。由于吹灰调门所处环境温度高于二次风门环境温度,所以不但要将定位器部分与执行机构分体安装,还要把控制柜安装在周围环境温度较低的地方,定位器固定在控制柜中,以有效降低控制柜周围环境温度,减少定位器控制部分的损坏。

2.2控制原理

(1)控制装置包括现场执行机构和就地控制柜两个部分,就地控制柜中的智能定位器直接接收DCs给出的4~20mA信号对执行机构进行连续控制,同时定位器内置的位置反馈模块将现场执行机构的实际位置反馈给DCs。气动控制装置能够实现一对一独立控制(图1)。

(2)现场执行机构采用智能分体式二次风门气动执行机构替代原有的一体式气动执行机构。现场分体式执行机构由气缸及位置检测器组成(图2),定位器采用原装进口产品,现场位置检测器为智能检测器并装有阀门智能控制系统V1.0,提高了阀门的稳定性以及运行效率和寿命。为了防止气缸长期动作所导致的接口处漏气现象,气缸接口处采用优质的金属软管连接。

图2现场执行机构

2.3技术说明

二次风门、吹灰调门气动控制装置包括现场执行机构和就地控制柜两个部分,控制柜中安装三合一精密过滤器、调压阀及智能定位器等,定位器采取分体安装方式,此种安装方式能够有效避免现场高温恶劣环境对控制元件的损害,在现场执行机构(气缸)上安装位置检测装置。图3为二次风门控制柜内布置图,吹灰调门控制柜内布置图同理。

图3二次风门控制柜内布置图

3改造为分体式定位器后的效果

鸳鸯湖电厂对096台二次小风门、2台吹灰调门进行分体式改造后,投入运行一年多,至今未发生由于高温影响分体式定位器引起的阀门无法操作的现象,大大降低了控制装置中电子元器件损坏率,减少了日常维护工作量,并节约了成本,同时降低了在高温、高空区域内维护的安全风险,机组运行更节能和稳定。

4结语

由这次对二次风门、吹灰调门改造的效果来看,分体式定位器在电力生产中发挥了重要作用,具有普遍应用及推广的价值,该项技术的应用实现了高温环境下定位器的长期稳定工作。