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1、第一章空气预热器间隙自动控制装置第一节概述空气预热器是大型锅炉的主要部件，它的主要功能是利用锅炉燃烧排放的废烟气来预热即将进入锅炉燃烧的空气。经过预热器预热后的空气温度可达360400，同时烟气温度下降到150以下，经引风机排入烟囱。LAP10321/883三分仓容克式空气预热器是一种以逆流方式运行的再生式热交换器。分为一次风通道、二次风通道及烟气通道。当烟气流经转子时，烟气将热量释放给蓄热元件，烟气温度降低；当蓄热元件旋转到空气侧时，又将热量释放给空气，空气温度升高，从而实现烟气与空气的热交换。在空气预热器运行期间，当转子转动时，流过传热元件的空气与烟气存在压力差，通常空气流的压力比烟气流的
2、压力高些。这样，在空预器的热端和冷端就产生了空气漏入烟气的泄漏情况。由于空预器转子工作时下部温度低上部温度高，中间温度高四周温度低，致使空预器转子工作时呈一种特殊的“蘑菇状”变形。空气预热器下部径向变形间隙是随负荷的增加而减小的，一般采取预留间隙的方法。而上部变形间隙是随负荷的增大而增大的，这是与高负荷下需要更大送风量的要求相矛盾的。如果不采取措施，满负荷下将有60%的漏风是通过上部径向变形间隙泄露的。转子上部边沿的极限变形量为30mm，转子半径5米，一块扇型板就可以形成0.075平方米的漏风面积，如果能测量空预器转子外沿的变形量，并根据测量的变形量控制机械升降机构提升扇型板上下动作来补偿变形
3、间隙，这样就可以大幅度降低空预器的漏风率。回转式空预器的热端扇形板采用密封间隙自动控制系统来跟踪转子的热变形，使得热端扇形板与转子径向密封片间隙在预热器的运行过程中，始终维持在冷态整定值的工作范围之内。第二节技术参数：间隙测量装置的主要性能指标：1.间隙测量范围0-10mm 2.分辨率0.1mm 3.频率响应50HZ 4.间隙测量探头耐温420 5.信号变送器耐温656.输出信号标准4-20mA第三节使用说明一、执行机构空预器漏风间隙控制系统以PLC作为主控元件、工业控制计算机来监控系统状态。空预器漏风间隙控制系统是在上部扇型板上固定一个漏风间隙测量探头，由该探头连续的测量扇型板与空预器转子外
4、沿法兰之间的漏风间隙。如果密封间隙因热变形发生变化，测量探头就可以将这个变化反馈给控制计算机，由计算机调节扇型板的位置，使密封间隙始终维持在不使扇型板与转子发生激烈摩擦的最小间隙值。二、系统主要功能1、间隙调节控制系统对预热器转子旋转一周的间隙信号进行实时测量从中找出最小值（即转子法兰面与扇形板之间的最小间隙值）作为调节依据。将测量的最小值与间隙给定值进行比较，当测量值大于给定值0.3mm时，输出间隙大信号；当测量值小于给定值0.2mm时，给出间隙小信号；当测量值在给定值上0.3mm，下0.2mm之间时输出间隙正常信号。例如：当给定值为7.0mm时，间隙信号在6.8mm7.3mm之间为正常，在
5、7.3mm以上为间隙大，在6.8mm以下为间隙小。在测量信号与给定值相比大或小时，如果系统处于自动状态，系统会自动调整扇形板到正常状态。系统每60s根据测量的间隙最小值进行一次调节，调节时间与间隙偏差的大小有关，偏差越大调节时间越长，但每次最大调节时间均小于10s，对应调节距离为1mm。为提高系统间隙调节的稳定性，防止干扰引起的执行机构频繁动作，调节规律中增加了调节的滞后启动功能。当回路状态由“正常”变为“ 大”或“小”的第一个周期并不立即进行调节，等待第二个周期的状态，如果第二个周期的状态恢复为“正常”则认为第一个周期“大”或“小”状态是由干扰引起的，如果第二个周期的状态与第一个周期的状态一
6、致则按照相应的规律进行调节。这样做既可以有效的防止了干扰又不会降低调节的响应速度。由于防止了干扰引起的执行机构频繁动作，因此提高了系统调节的稳定性，减小了机械机构的磨损，延长了机构的使用寿命，这也是新系统的重要改进之处。2、过电流调节 当预热器主电机电流因扇形板与转子摩擦而增大，达到过流调节设定值时（一般比正常工作值大3A）且持续时间超过0.5s，系统将自动提升该预热器上的所有扇形板，直到电流恢复到设定值以下，再延时提升6s停止，等待预热器旋转超过一周（时间为60s）。在60s以内如果还有某个点电流大于设定值则继续提升扇形板，如果没有则进行下一步调节。第二步调节开始后保持2号和3号扇形板位置不
7、动，然后将1号扇形板投入自动，由于此时，间隙测量值大于给定值，扇形板自动下放，当第一块扇形板调节到正常后，如下放中未发生二次过流则可判定转子电流增大不是由第一块扇形板引起的，系统将按次序自动下放第二块扇形板和第三块扇形板，如果某一块扇形板在下放过程中发生二次过流，则可以判断是由该扇形板引起主电机过流。处理方法不是简单的提到上极限，而是将其提升，等电流正常后再延时提升6s停止（对应0.5mm），然后以实际测量值作为新的给定值，这样扇形板就会在新的合适位置继续投入自动。系统增加此功能后，不但提高了系统的安全性，而且可最大限度的减小预热器的漏风量，可使系统达到最佳控制效果。3、PLC实现的功能1）对
8、空预器间隙信号进行实时采集、运算处理、给出间隙状态、发出机构上升、下降动作进行空预器间隙调节。2）对主电机电流信号进行实时采集、运算处理、给出过流信号、进行过流调节。3）处理就地柜和程控柜按钮输入信号并给出相应动作信号、处理过载和停转输入信号并给出相应动作信号。4、上位机实现的功能1)从PLC读取动态间隙值和电流值，并在屏幕上的相应位置以条形图和数字形式显示。2)从PLC读取间隙调整、过流调整动作信号和程控柜按钮操作信号，并在屏幕相应位置以图片形式指示。3)实现对间隙给定值、电流给定值的设定，并下传到PLC。 4)实现对间隙给定值、电流给定值的设定，并下传到PLC。5)显示间隙信号历史曲线三、
9、系统操作说明1、就地柜操作说明就地操作箱上有上升、下降和紧急提升操作按钮，操作优先级最高。注意：只有当程控柜的220V电源空开合闸后，就地柜的上升、下降按钮操作才有效。就地柜上的数字显示表实时显示间隙值。2、程控柜操作说明1）手动/自动切换开关：用来进行手动和自动的切换2）上升、下降按钮：当手动/自动切换开关在手动状态时，分别用来提升和下放扇形板。3）紧急提升按钮：无论系统是在手动或是在自动状态下，该按钮可用来在故障时紧急提升扇形板，直至提到上限或超时（300秒）才停止，或通过复位按钮来手动停止。 4）光子牌：包含有A，B侧故障指示。3、上位机操作说明启动上位机，首先进入间隙控制系统主画面，主
10、画面主要内容有：A、B两侧转子动画图、六路动态间隙条形图和数字指示、A、B两侧主电机电流指示，屏幕最下有画面选择按键提示。F1A侧状态画面，主要内容有：A侧转子动画图、三路动态间隙条形图和数字指示、A侧故障提示、A主电机电流和状态指示、60s间隙状态指示、60s调节动作指示。如图9：F2B侧状态画面，主要内容有：B侧转子动画图、三路动态间隙条形图和数字指示、B主电机电流和状态指示、B侧所有故障提示、60s间隙状态指示、60s调节动作指示。如图10：F3给定值设定画面，主要内容有：六路间隙给定和两侧电流给定设置、“间隙设定修改允许”按钮、“电流和停转修改允许” 按钮、下传给定按钮。间隙给动设置操
11、作步骤：按工控机显示屏右侧面板键盘上的或“Tab”键把焦点移到“ 间隙设定修改允许” 按钮，按下，焦点自动转移到A1间隙给定设置，按下显示屏下方的SF1键设定增加，反之按下SF2设定减小，利用键选择下一路，设定完毕，按“Tab”键和把焦点移到“ 下传确认”按钮，数据下传到PLC。SF3用于设定是否进行停转检测，反复按下SF3，设定状态在ON和OFF之间切换。电流和停转设定需要密码。输入正确密码，按“Tab”键，把焦点移到“ 确定” 按钮，按 “Enter”即回车键确定，或按选择“取消” 按钮，取消设定。F4操作和报警记录画面，主要记录每天的操作、故障名称和发生时间。如图13：F5间隙历史曲线画
12、面，记录100s内的间隙历史曲线，按一次为A侧间隙，两次为B侧，在按为A侧，依次切换。F6返回系统主画面。ALT+F7退出系统组合键，关机有关机密码XUT。退出系统缺省为关机。利用进行按钮选择。四、调试步骤一检查电机接线在就地柜内合上总空开，合上要检查电机空开，当按“上升”按钮时，对应的执行机构的手动摇柄逆时针转动。电机就地位置：以A侧为例：烟气与一次风之间的扇形板为A1；一次风与二次风之间的扇形板为A2；二次风与烟气之间的扇形板为A3。二调整间隙。先用内六方扳手打开涡流传感器的变送器箱，将拨码开关打到ON位置。1标定零点在就地操作面板上按“上升” 按钮，此时在空预器里，刮去法兰面烟灰，塞入5
13、mm塞尺，要求塞尺不能上下移动，刚好可以左右移动。调节P1，使输出为1V或4mA，确定零点。2标定上限及调整线性在就地操作面板上继续按“上升”按钮，塞入9mm塞尺，要求塞尺刚好可以左右移动。松开“上升”按钮。调节P2，使输出为2.6V或10.4mA，调整线性。调节P1，使输出为4.6V或18.4mA，确定上限。注意：1在反复升降扇形板的过程中，执行机构电机反复动作，可能造成热继电器动作，2min后可自动恢复。2探头输出信号线，红色为电源线，绿色为信号线，黑色为地线。三调整空预器上限开关（接近开关）1第一上限开关在执行机构接线盒内，插入接近开关，调整开关位置，就地操作“上升”“下降”按钮，使第一
14、上限开关在10mm左右动作。2第二上限开关在执行机构接线盒内，插入接近开关，调整开关位置，就地操作“上升”“下降”按钮，使第二上限开关在12mm13mm左右动作。注意：1上限开关位置要求在冷态下调试。2就地位置中，上面位置为第一上限，下面位置为第二上限3近开关的工作范围是：07mm。4信号线中，蓝色为+24V电源线，棕色为-24V电源线，黑色为信号线。五、系统故障诊断与处理由于系统采用了高性能的PLC作为控制器，因此除能完成基本的调节功能外系统还设计了完善的故障自动诊断功能，系统会自动识别一些重要的故障信号，并对其进行记录，对需要立即处理的故障信号还通过报警信号灯进行提示，以提醒操作人员进行处
15、理。这些故障自动诊断功能的引入进一步提高了系统的可靠性和自动投入率，减轻了维护和检修的工作量。系统可识别的故障共计有以下十一种，现将其判断原理和处理方法介绍如下：1）过流调节当预热器主电机电流大于设定值持续时间超过0.5s，则启动过流调节程序，在A、B侧状态显示画面中显示“电机正常”的位置显示“ 过流调节”，过流调节结束后，状态自动变为“电机正常”。该信号不输出报警灯信号，只记录在操作和故障记录画面中。2）严重过流当预热器主电机电流超过过流设定值3A时，该信号动作，电机状态显示为“严重过流”。此信号比较危险，应首先检查如此大电流是否由上部扇形板引起，如果是则说明系统的提升机构有严重问题，必要时
16、需用人力提升有问题的扇形板，此信号在电流恢复至过流设定值以下时恢复。该信号输出报警灯信号，并记录在操作和故障记录画面中。3）上限动作执行机构达到了行程上限。4）上限异常为防止执行机构因上限失效而无限制提升造成电机和机构损坏，系统配置了第一上限和第二上限两个上限开关。正常工作时，都处于断开位置，其状态在A、B侧状态画面中以“A（B）上限脱开”显示；第一上限比第二上限位置低，所以在第一上限正常工作时，第二上限永远不会动作。当第一上限动作时，其状态在A、B侧状态画面中以“A（B）上限动作”显示，并记入操作和故障记录画面；当第二上限动作时，其状态在A、B侧状态画面中以“A（B）上限异常”显示，并记入操作和故障记录画面，发现该信号时，应尽快检查相应机构的上限开关，更换损坏的限位开关，该信号在上限脱开后复位。以上两个信号不输出报警灯信号，
