1 概述

      燃燒效率化就得通過優(yōu)化氧氣和燃燒過程中所產(chǎn)生的一氧化碳可燃氣體來平衡燃燒過程，為了實現(xiàn)這個目的，就需要在燃燒后的煙氣的同一個點上同時分析這些氣體，并將檢測的結(jié)果反饋到燃燒過程控制系統(tǒng)之中，通過這種方式，便可以在*優(yōu)點或靠近*優(yōu)點的位置控制燃燒過程，也會因為減少了CO, NOx 和SOx等潛在的有害氣體而得益。

      在完全燃燒的條件下，燃燒的方程式為：C（碳） + O2（氧氣） = CO2（二氧化碳） + 熱量。但如果燃燒是不完全的，除了二氧化碳以外還要產(chǎn)生一氧化碳等可燃氣體，另外根據(jù)所用燃料的不同，一系列的其他有害氣體也隨之產(chǎn)生，包括NOx，SOx，醛類物質(zhì)和碳氫物質(zhì)，這種燃燒過程的平衡可以用圖1來表示。

圖1 燃燒平衡

      如果在燃燒過程中引入過量的空氣以達到燃料完全燃燒的效果，這種做法會引起燃燒效率降低和污染排放增加：

      1）降低火焰溫度，從而降低燃燒效率；
      2）減少了鍋爐導熱率，從而導致了燃料利用的低效，降低了鍋爐效率；
      3）高溫的煙氣中的剩余空氣，氮氣和硫份相結(jié)合從而增大了污染物；
      4）煙氣的質(zhì)量和速度提高之后，對一些污染控制設備，比如說煙氣脫硫設備的要求也相應提高，可能會因為摩擦的增大而使這些設備不得不過早替換。

      相反，如果在燃燒的過程中使用過剩的燃料，顯然會損害燃燒的效率，而且會引起更大的環(huán)境問題，因為燃料會以煙塵和碳氫氣體的形式排出煙囪，只有燃燒的在*優(yōu)點運行的時候，才能取得效率的化和污染排放的*小化。

      2 系統(tǒng)簡介

      在燃燒過程之中，煙氣的正常組成成分應當是低百分比的氧氣（一般3%～5%），通過使用氧化鋯ZO-12Q型分析儀，運行人員可以對鍋爐的燃燒情況作出較為準確的判斷，從而指導燃燒在*優(yōu)化的條件下進行。

      目前，在我國的發(fā)電行業(yè)中，氧氣的分析已經(jīng)被廣泛采用，但是由于儀器的可靠性，準確性和壽命等等因素，使得基于氧氣測量的燃燒效率控制維護量大；同時，由于技術(shù)上的原因，一個精確、即時、可靠、低維護的O2測量很難達到，致使許多電廠的燃燒不能達到*優(yōu)，存在著顯著的燃煤成本節(jié)省空間。

      3 問題的提出

      氧化鋯作為氧量校正信號，設備損壞嚴重；根據(jù)氧量計鋯頭產(chǎn)品使用說明，氧量計鋯頭已到更換周期，超期使用會引起測量不準，風量測量裝置有些現(xiàn)場未組織標定。

      熱機調(diào)試未提供各負荷下，燃料與風量的比值，除應解決氧化鋯損壞問題外，后兩個方面的問題應各專業(yè)配合，共同努力，送風的問題得到解決后，相應的引風及一次風調(diào)節(jié)也就可以安全地投入。

      甲乙送風機偶合器勺管執(zhí)行機構(gòu)為上海產(chǎn)老型號執(zhí)行機構(gòu)，設備陳舊老化，故障率高，特性差，直接影響著機組的安全運行

      4 改進方案

      （1）更換氧化鋯探頭，確保氧量信號指示準確，為燃燒調(diào)整提供監(jiān)視手段。
      （2）更換為調(diào)節(jié)精度高，運行穩(wěn)定可靠的西博思執(zhí)行機構(gòu)
由于該產(chǎn)品形狀、安裝角度、安裝方式、連接方法與前者完全不同，如何將高性能執(zhí)行機構(gòu)安裝連接到位，達到使用條件，成為大修前期準備工作的主要攻關(guān)項目。
      （3）擾動試驗和整定參數(shù)。

      5 對策實施

      5.1 更換氧化鋯探頭

      安裝探頭前，將耐溫墊圈套入探頭，小心插入爐體法蘭中，均勻擰緊四個Ml4的螺栓，然后接上導線。氧化鋯探頭的安裝注意問題包括：1）兩法蘭之間不要忘記放石棉墊圈。2）探頭接線盒的標氣口和空氣口端朝下，以防塵防雨。3）插入時，手端探頭插入一多半時才能松手，以防損壞過濾氣。4）四個螺釘一定要擰緊，以防漏氣。

圖2 氧化鋯探頭更換

      氧量變送器的校驗主要步驟包括：1）將減壓閥、流量計利用導所管連接好，一定要注意檢查減壓閥是否處于關(guān)的狀態(tài)，確認關(guān)時，再開氣瓶閥。2）將減壓閥慢慢打開，使氣流量調(diào)節(jié)為500ml/分鐘，再擰開探頭接線盒底部“標氣入口”螺母，將標氣從標氣入口接入探頭中。3）通氣約一分鐘后，利用面板上的本底調(diào)節(jié)電位器將顯示氧量值調(diào)為標氣值。4）校驗完畢后，一定要先從氣嘴上拔掉導氣管，然后才關(guān)氣，否則會因關(guān)氣時反沖大，氣流沖壞鋯元件。5）檢驗完畢后，可按下本底鍵，顯示探頭本底電勢值，新探頭本底電勢值應在0～15mA范圍內(nèi)，老探頭的本底電勢應在0～30mA范圍內(nèi)。但該本底電勢不能用做現(xiàn)場，儀表上裝現(xiàn)場后，應按以上步驟重新校驗，檢驗完畢后，務必擰緊標氣入口螺帽。氧量變送器檢查情況：應楊總及電科院苗工要求，于7月30日下午，31日上午分別對#2機組和#1機組4臺氧量變送器分別進行標氣校驗（標氣濃度7.64%），現(xiàn)將校驗結(jié)果匯報如下：

      （1）#2機組甲側(cè)氧量變送器：信號25.2mV  本底 –1.2  池溫756℃
      通標氣（500mL/分）2分鐘后顯示濃度8.3%，將本底調(diào)節(jié)到-2.2后，氧量顯示與標氣相同；

      （2）#2機組乙側(cè)氧量變送器：信號30.3mV  本底 –0.6  池溫747℃
      通標氣（500mL/分）2分鐘后顯示濃度8.4%，將本底調(diào)節(jié)到-3.0后，氧量顯示與標氣相同；

      （3）#1機組甲側(cè)氧量變送器：信號17.7mV  本底 –5.4  池溫761℃
      通標氣（500mL/分）2分鐘后顯示濃度7.4%，將本底調(diào)節(jié)到-5.0后，氧量顯示與標氣相同；

      （4）#1機組乙側(cè)氧量變送器：信號22.9mV  本底 0.3   池溫743℃
      通標氣（500mL/分）2分鐘后顯示濃度7.5%，本底未做調(diào)節(jié)，氧量顯示與標氣相同。

      由以上數(shù)據(jù)可知，在通標氣情況下，#2機組氧量比標氣高出（0.6－－-0.7）%，#1機組氧量比標氣低出（0.1～0.2）%。

      5.2 執(zhí)行機構(gòu)更換

      菏澤電廠采用的SIPOS 5 Flash 專業(yè)型電動執(zhí)行器是德國西博思電動執(zhí)行機構(gòu)有限公司生產(chǎn)，采用380VAC作為驅(qū)動電源，接受來自DCS的4～20mADC控制信號，采用變頻技術(shù)控制執(zhí)行器電機，可輸出4-20mADC閥位信號供DCS顯示。

      根據(jù)現(xiàn)場實際位置，加工安裝連接底板，采用豎直或水平安裝方式，去掉執(zhí)行機構(gòu)連接拐臂，為彌補執(zhí)行機構(gòu)輸出軸短的問題，加工連接軸套，一側(cè)加工出花鍵與原輸出軸相連接，另一側(cè)加工出開孔槽采用單鍵連接方式與齒輪相連接；為確保連接軸套和齒輪不會脫落，對執(zhí)行機構(gòu)輸出軸開孔攻絲，*后用φ8mm螺絲緊固，將輸出軸、軸套、齒輪連為一體。安裝時，先確定齒輪與齒條的嚙合間隙，然后確定執(zhí)行機構(gòu)安裝位置，經(jīng)過反復安裝，終于在狹小的安裝空間內(nèi)，完成了安裝工作，經(jīng)過手動調(diào)試效果良好。該項工作的順利完成，為其他同類型執(zhí)行機構(gòu)的安裝提供了寶貴的經(jīng)驗，根據(jù)擋板或閥門旋轉(zhuǎn)方向設定執(zhí)行器Close direction ，關(guān)閉時輸出軸旋轉(zhuǎn)方向，確認和修改Remote control控制信號類型，聯(lián)系機務開始調(diào)整行程限位，行程限的調(diào)節(jié)包括全開位與全關(guān)位的確定，只能就地操作。調(diào)節(jié)調(diào)門行程時，應拆下變速箱外殼，以精確調(diào)節(jié)機械機構(gòu)。調(diào)節(jié)過程中可通過同時按下上下箭頭隨時終止整個過程。此時顯示屏上顯示“con.not ok”，按回車鍵確認，光標繼續(xù)顯示在“endpos.adjust"參數(shù)上，整個過程可以重新開始。

      行程限位調(diào)試完畢，配合機務檢查擋板或閥門開關(guān)情況，切為遠方檢查執(zhí)行器開關(guān)速度和開關(guān)時間，閥位信號顯示情況，手動操作擋板信號是否晃動，根據(jù)情況調(diào)整執(zhí)行器開關(guān)速度和開關(guān)時間。
 
      5.3 擾動試驗和整定參數(shù)

      送風調(diào)節(jié)系統(tǒng)（AFSC）氧量定值擾動試驗目的包括1）提高送風調(diào)節(jié)系統(tǒng)在氧量定值變化時的抗干擾能力。2）根據(jù)試驗結(jié)果適當調(diào)整各有關(guān)參數(shù)（如：比例帶，積分時間等），提高調(diào)節(jié)品質(zhì)。3）驗證控制回路的安全可靠性。4）提高檢修人員業(yè)務素質(zhì)及運行人員的應變能力。

      試驗條件包括：

      1）汽包水位調(diào)整到合適位置，保持電負荷穩(wěn)定不變。
      2）氧量變送器及風量變送器指示準確。
      3）爐膛負壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)處于自動狀態(tài)。
      4）送風機檔板有一定的調(diào)節(jié)余量。
      5）穩(wěn)定工況下，主汽壓力應保持在給定值的±0.2MPa范圍內(nèi)。
      6）試驗時，要有司爐和工作負責人以上崗位人員進行操作試驗。
      7）技術(shù)員、生產(chǎn)部專工、熱工隊專工、爐運專工到現(xiàn)場監(jiān)護指導。

      試驗過程中記錄主要數(shù)據(jù)有：1）電負荷，2）氧量設定值，3）主汽壓力，4）甲乙送風機檔板開度，5）爐膛負壓系統(tǒng)切手動，6）鍋爐指令，7）熱量信號，8） 氧量，9）送風量，10） 氧量控制切手動，11）送風系統(tǒng)切手動指令，12）關(guān)送風機A勺管，13）關(guān)送風機B勺管，14）修改的參數(shù)值（修改前和修改后）

      試驗步驟：

      1）辦理#1爐送風調(diào)節(jié)系統(tǒng)擾動試驗工作票。
      2）運行人員調(diào)整好工況，保持各主要參數(shù)穩(wěn)定（負荷，主汽壓力，水位，氧量）。
      3）由計算機班人員打開工程師站密碼，進入過程工程師環(huán)境。
      4）主控班操作人員在監(jiān)護人的監(jiān)護、指導下，選擇AFSC，打開OCC模塊，調(diào)出實時曲線（顯示范圍，時間適當設置）,以便在試驗過程中觀察并打印測量值、設定值以及模塊輸出值的變化情況。
      5）計算機班人員重新輸入密碼，打開另一畫面。
      6）選擇AFSC，打開RAFC模塊，增大控制偏差值,以適應風量在試驗過程中動態(tài)變化需要（在試驗允許范圍內(nèi)避免送風調(diào)節(jié)系統(tǒng)切手動條件發(fā)出），調(diào)出實時曲線（顯示范圍，時間適當設置），以便在試驗過程中觀察并打印測量值、設定值以及模塊輸出值的變化情況。
      7）上述工作完畢后，通知司爐開始試驗。
      8）根據(jù)需要，在自動狀態(tài)下將氧量定值階躍改變10%，并在CRT畫面上觀察風量，氧量，甲乙側(cè)檔板開度變化情況。
      9）從試驗開始，調(diào)節(jié)系統(tǒng)應在1分鐘內(nèi)消除擾動，重新穩(wěn)定在給定值范圍內(nèi)。
      10）同樣步驟做三次試驗，取兩條基本相同的曲線作為試驗結(jié)果。
      11）對試驗曲線進行綜合分析，確定調(diào)節(jié)系統(tǒng)各調(diào)節(jié)參數(shù)。

      注意事項：

      1）在試驗過程中，如危及到機組的安全運行，請運行人員立即退出試驗，以確保機組安全。
      2）在進入CIO組態(tài)軟件之前,一定要將本調(diào)節(jié)系統(tǒng)的自動狀態(tài)解除,由運行人員進行手動調(diào)整。
      3）在CIO組態(tài)環(huán)境下進行修改時，一定要作好記錄，以便試驗結(jié)束時恢復原狀。
      4）在CIO組態(tài)環(huán)境下修改完畢，進行下裝時（done），要注意模塊的變化現(xiàn)象，并作好記錄。
      5）在退出CIO組態(tài)環(huán)境，并對各主要參數(shù)（測量值、設定值、輸出值、比例帶、積分時間等）檢查正常后，方可通知運行人員將系統(tǒng)投入自動狀態(tài)。

表1 參數(shù)整定表

      6 故障檢修

      6.1 故障信息判斷處理

      在remote和locpar模式下可以找到observing（觀察）和diagnosis（診斷）菜單，執(zhí)行機構(gòu)的故障信息可以按照下面的辦法快速查看：當remote fault 信息出現(xiàn)在第2行時，按動ENTER鍵，直到顯示language/sprache，按動↓鍵兩次，顯示observing；按動ENTER鍵，顯示state of unit，按動ENTER鍵，顯示ready，按動↓鍵，顯示故障信息。

表2 故障信息的含義和處理方法

      6.2 邏輯修改

      甲乙送風機全停同時爐膛壓力不高滿足后延時5分鐘，發(fā)1分鐘的甲乙送風機勺管和擋板開指令。

      7 效果檢查

      氧量測試準確，執(zhí)行機構(gòu)工作可靠，通過擾動試驗，進一步優(yōu)化調(diào)節(jié)參數(shù)，送風控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)品質(zhì)得到進一步提高。

原創(chuàng)作者：浙江金鋒自動化儀表有限公司