中国国电集团公司菏泽发电厂 侯典来 引言 锅炉汽温控制系统包括甲乙侧过热汽温和再热汽温控制,共4套,都是一个串级调节系统,主被调量是过热器/再热器出口温度,副被调量是减温器出口温度,如图1所示。
图 1 甲过热器出口温度控制系统 根据现场实际情况,取消总风量作为前馈信号,过热汽温的给定值不是常数,其与机组负荷有关,图1 中采用速度级压力作为机组符合信号,通过函数发生器与运行人员的偏置量叠加形成过热汽温的给定值,由于定压运行和滑压运行时,给定值与负荷的关系不同,所以,系统中采用了两个函数发生器,CLB-FX1用于定压方式,CLB-FX2用于滑压方式,根据调试情况,与给定值相叠加的调速级压力已置零。 自动/手动控制选择逻辑如图2,在未发生MFT或负荷<30%(37.5MW)时,如果甲乙侧过热汽温调节阀指令均大于1%,联开过热器减温水电动门,在发生MFT或负荷<30%(37.5MW)时,如果执行器故障、调节故障、过热器出口温度信号坏,甲二级减温器后温度信号坏中任一条件发生时,过热器减温水强制切手动,甲乙过热器减温水阀指令均小于0.5%时,联关过热器减温水电动门。
图 2 自动/手动控制与联锁逻辑 (一) L-120执行机构 Limitorque执行机构控制减闻水阀的打开及关闭,并限制加在阀杆上的力矩及推力,从而使阀的所有操作部件受到保护,不至于发生过载、不正确的定位或阀门阻塞,其原理如图3所示。
图 3 L-120执行机构原理 当切换在就地方式LOCAL时,可通过执行机构面板上的PB1打开和PB2关闭按钮操作,当按下PB1或PB2后,相应的开线圈或关线圈带电,闭合主回路上的常开接点(O)或(C),执行机构带电,一般用在安装调试和事故状态下;当切换在遥控方式REMOTE时,通过伺放板上的CR1和CR2输出继电器,闭合控制回路上的常开接点(O)或(C),来进行开(O)或关(C)(由图2可知,控制回路上的O、C分别与PB1和PB2并联);当切换在停止方式OFF或按下PB2停止按钮时,115V AC操作电源被切断,执行机构只能通过就地手轮操作;行程开关3、7用于执行机构面板上状态指示灯红(R)、绿(G),行程开关1、5、4、8和力矩开关17、18用于全开、全关或中途限位,常闭接点(O)和(C)用于开关闭锁。 
图 4 MOD-20伺放原理 如上图4所示,经过变压整流滤波和稳压后,得到的V+作为运放的工作电源,端子4、5接入的DCS来的指令信号与端子7、8接入的反馈信号比较放大后,根据两个信号的大小决定CR1或CR2带电,伺放满度(SPAN)、零位(ZERO)和死区(D.B.)的调整分别经过电位器R12、R4和R22)来进行。 执行机构安装就位后的调试方法: 1)首先停执行器电源,手动转动手轮,使阀门在50%的位置(可观察冷枪阀杆的位置),1千欧姆同轴电位器的输出为500欧姆左右,如不在500欧姆左右,则松动同轴电位器的固定螺丝,旋转电位器直到获得合适的读数。 2)给执行器电源送电,使执行器处于就地控制方式,按下开/关按钮,后迅速按下停止按钮,观察电机旋转方向,如电机反转,倒接L1、L2、L3中的任意两相即可。 3)电气限位的调整:应先调关限位,后开限位。关电气限位的调整:手动摇动手轮,使阀门处在全关位置,全关与否由管阀班确定。按入中间的离合器,并旋转半圈,使调杆弹不出来,然后旋转标有“CLOSE”字样的调整螺杆,使关向限位开关动作,压住行程开关即可。如阀门关到位,而关行程开关未动作,则顺着关向旋转关调整螺杆,至到压住行程开关;如关行程开关提前动作,则逆着关向旋转关调整螺杆,至到阀门全关,关行程开关刚好动作。调整好后,一定使离合器复位,然后再调整开电气限位。开电气限位的调整:其方法与关电气限位的调整相同。即若限位过晚,则顺着调整螺杆旋转的方向调;若限位过早,则逆着调整螺杆旋转的方向调。 4)力矩限位开关的调整:开向、关向的力矩限位开关的调整各有一个刻度盘,按刻度盘指示的大小,根据需要调整开向、关向的力矩限位开关的螺丝。(力矩限位开关用于阀门关死和阀门卡死,一般不作调整) 5)反馈信号的调整:同一般ZKJ型电动执行器的信号调整。 (二) Bernard_SD Bernard_SD执行机构分为调节型(a),外加伺放型(b)和远控型(c),其调节型用于甲过热汽温、甲再热汽温和乙再热汽温,外加伺放(CR-2)型用于乙过热汽温,远控型用于一级减温,如图5。
图 5 Bernard_SD型执行机构原理 注: G:伺服放大器GAMX-2000 M:电动机 J:减速器 TS:力矩行程限制器 P:行程传感器(电位器) PF:位置发送器。 调节型执行机构电机、限位开关、伺放、位发各部分布置及接线原理如图6。
图 6 Bernard_SD调节型执行机构原理 2.1 力矩与行程限制 与离合套筒的上驱动耳相连的斜齿轮驱动“齿轮限位开关”。因此,限位开关直接连接到执行机构的输出端,而且,进行了正确设置后,不论在手动操作状态下还是在电动操作状态下,均与阀位保持同步;蜗杆及蜗杆轴穿过两个转动的弹簧部件后进行支撑。执行机构产生力矩时,蜗杆沿轴向运动,压向一个弹簧组件,每个弹簧组件已预先进行了标定,因此,一定程度的压缩表示一定的力矩输出,蜗杆的运动使力矩开关动作,切断马达的电源,力矩开关是可调的,并且可设置为在预先确定的力矩下动作。 相序检查:当凸轮顺时针旋转时,用螺丝刀压下“开向”开关,如果执行机构停止动作则旋转方向正确,如果不停止应立即断电,并将三相电源中任意两线调换后再次通电检查;如果凸轮逆时针旋转则用螺丝刀压下”关向”开关,注意执行机构是否停止动作,如果停止则旋向正确,如果不停止则应断电并改变电源相序后再检查。
图 7 Bernard_SD执行机构接线原理 2.2 调试方法 2.2.1 确定旋转方向: 转动手轮至阀开中间的位置,自/手开关放在“手动”(MAN)位置上,将就地手动控制电位器P1预先旋到中间位置上。见右图GAMX—D电路板结构图。通电后,执行器转到P1预定的位置。接通电源,执行器向一方向旋转。用螺丝刀压下该方向的限位开关,转动应停止,若不起作用,立即切断电源,将三相相序改变,重新再试一遍。当起作用后,执行器停在中间位置。这时转动P1旋钮,执行器在受控状态0°~90°之间转动。 2.2.2 死区的调整:调整P3(P3为多圈电位器),逆时针方向转动P3,死区将减小。 2.2.3 行程控制(终端位置)的调整:断开电源,打开行程控制箱盖可见电位器凸轮机构。 凸轮盘内装4片不同颜色和编号的凸轮片,下面的兰色4和黑色3为控制起始和终点的两片凸轮,若调整阀关位置,用螺丝刀对准凸轮板面上的4号调整螺丝槽,向下推并朝关向转动凸轮片,直到凸轮凸起部分刚好压动关位置行程开关;用同样的方法,调整3号凸轮,使之刚好压动开位置行程开关,调整完毕,将电位器支架上的三个螺钉紧固。 2.2.4 零位的调整(0%) 将自/手开关置“手动”(MAN)位置,通电。转动P1电位器至0%位置的止端,使执行器朝“关”方向转动,如果在转至“关”向行程限位开关在到位之前就停止,松开代号9的三个紧固螺钉,缓慢转动电位器,则执行机构跟随转动,直到执行器带动的凸轮至“关”方向限位开关前停止,发光二极管LED刚好灭掉时停止,重新将支架上的三个螺钉紧固。 假若执行机构向“关”方向转动,在转至“关”位置时仍继续转动,即使“关”方向行程限位开关动作执行器不转动了,但红色发光二极管仍然亮,这种情况下,将电位器朝另一个方向缓慢转动直到发光二极管刚好灭掉为止,重新将支架上的三个螺钉紧固。 2.2.5满度位置调整(100%) 将电位器P1转至100%位置的止端,执行机构朝“开”方向转动,如果执行器向“开”方向运行在未到位置行程开关之前就停止,发光二极管已灭掉时,则可顺时针转动满度调整电位器P2,直至执行器转动到“开”方向行程开关前停止即可;假若执行器向“开”方向转动,在转至“开”位置时仍没有停止,此时可逆时针转动P2电位器,直到绿色发光二极管灭掉。 上述调整完毕后,则可将自/手开关置于“自动”(AUTO)位置上,接入信号为4mA时,执行机构转至0%位置,信号为20mA时执行机构转到100%位置,信号在4~20mA变化时,执行机构则应按比例运行,只有在自动状态下,才可精确定全关、全开位置。 2.2.6 检查过力矩保护功能 在执行机构作"开"或"关"运转时,人为的压动对应方向的力矩限位开关,这时红色发光二极管闪亮,过力矩保护电路应起作用,执行机构停止转动,只有在执行机构反向转动时或断电,保护电路自动解锁。 (三) 故障改进 使用过程中,发生伺放开或关向不触发,或小继电器触点电弧太大烧坏的现象,除用备品更换外,也可以尝试以下方法: 若伺放功能坏,可把两个小黑插头(即接小继电器)断开,把伺放的两根开关线接至大接触器的线圈上口,原大接触器线圈所需220V断开(有源接点),若伺放输出为无源接点,则保留原大接触器线圈220V火线,伺放开关线接线圈下口即可,地线接至19端子。 参考文献 [1]Limitorque Corporation.L-120 Series Type 10 thru 40 Instruction and Maintenance Manual[M].U.S.A.Limitorque Corporation.1994 [2]侯典来.125MW机组自动调节系统改进[M].控制与传动,2004年第九期,47-48
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