丁亚楠
浙江浙能长兴发电有限公司，邮编：313100
摘要：空预器转速的测量信号取自于空预器电机变频器，由多年运行状况分析，当初的设计存在一定的缺陷。当空预器堵转的时候，变频器给出的转速信号并非为零，因此未能及时地反映空预器的停运状况。
关键字：空预器 转速 接近开关
0 引言
回转式空气预热器是火力发电中极为重要的辅机设备。在锅炉运行中，空预器转子以约lr／min的速度缓慢旋转，锅炉尾部烟气和进入空预器中的空气进行逆向热交换。转子中的蓄热元件在烟气侧吸热空气侧放热，提高进入锅炉燃烧系统和制粉系统中的空气温度，降低 排烟温度，减少排烟热损，提高锅炉的燃烧效率。空预器在运行过程中因各种原因发生停转，其转子都会因局部受热变形而卡死，因此在空预器正常运行时需密切监视空预器转子的运 行状态。2014年4月国家能源局印发的 《防止电力生产事故的二十五项重点要求》中第六章 “防止锅炉事故”中明确规定“回转式空预器应设有可靠的停转报警装置，停转报警信号应取自空预器的主轴信号，而不能取自空预器的马达信号。”
本文结合实际情况，利用二线制电感式接近开关的特性，搭配就地控制回路，通过GE新华DCS系统的逻辑组态，实现了空预器转速的测量并完成了相关逻辑保护，取得了良好的效果。
1 设备概况
浙江浙能长兴发电有限公司位于浙江省北部、太湖南岸的长兴县经济技术开发区，于2001年7月成立，公司总装机容量为4×330MW。一期锅炉采用美国B&W公司RBC自然循环燃煤锅炉的标准布置。单炉膛，平衡通风，固态排渣全悬吊结构，尾部分烟道倒L型布置。炉膛由膜式水冷壁构成，炉膛上部布置屏式过热器，炉膛折焰角上方有二级高温过热器，在水平烟道处布置了垂直再热器，尾部竖井由隔墙分成前后两个烟道，前部布置水平再热器，后部为一级过热器和省煤器。在分烟道底部设置了烟气调节挡板装置，用来分流烟气量，以保持控制负荷范围内的再热蒸汽出口温度，烟气通过调节挡板后又汇集在一起，经两个尾部烟道引入左右各一的豪顿华工程有限公司设计生产的垂直轴三分仓旋转式空气预热器。制粉系统采用ZGM95N中速磨直吹式制粉系统。每台锅炉配有五台磨煤机，共20只燃烧器，脱硝改造后前墙分三层共12只，后墙分两层共8只，每层4只燃烧器各对应一台磨煤机。
2 空预器转速测量系统设计
2.1电感式接近开关的原理
电感式接近开又称涡流接近开关，它是一种利用电涡流感知被测物体距离的传感器，由振荡器、开关电路及放大输出电路3部分组成。振荡器是由绕在磁芯上的线圈构成的LC振荡电路。振荡器通过传感器的感应面，在其前方产生一个高频交变的 电磁场，当金属目标接近这一磁场，并达到感应距离时，在金属目标内产生涡流，这个涡流反作用于接近开关，从而导致LC振荡电路振荡减弱或停止振荡，振荡器振荡及停振的变化被后级放大电路处理 并转换成开关信号，触发驱动控制器件，从而达到非接触式检测目的。这种开关所能检测的物体必须是导电l生能良好的金属物体。现场通常使用的电感式接近开关有两线制和三线制两种。两线制的接近开关只有两根引出线，信号线和电源线是合在一起的，接线时接近开关和电源及负载串联成一个回路。其输出端的有一定的压降，大概在2.5～4V；同时截止时需要一定的电流来维持电路的工作，因此有一定的泄露电流 ，一般为0.5-1mA。三线制接近开关的信号线和电源线是分开的，负载不用和内电路直接串联，不易受电源扰动和泄露电流影响，信号端的输出压降很小，由于外加电源的作用不需要最小电流来维护电路工作。
2.2转速测量回路设计
转速测量回路采用：3个测速探头、空预器主轴测速齿轮盘、24V直流电源模块、继电器、信号电缆等设备组成，如图1所示。测速探头采用电感式接近开关，跟直流继电器的线圈、24V直流电源组成闭合回路。两接近开关安装于空预器齿轮箱罩壳上，正对空预器主轴8齿测速盘。合理调整探头与测速盘的间隙，当探头与齿轮箱的齿轮接触到一定距离内的时候，接近开关便接通，整个回路接通，继电器线圈接通24V直流电，常开节点闭合，输出一闭合节点给DCS系统。当空预器正常运行时，接近开关不断的接近齿轮箱的转动的齿轮，通过继电器不断地输出闭合节点送往GE新华DCS系统，在DCS内进行转速计算及逻辑保护。
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图1
2.3 DCS逻辑组态设计
空预器在正常运行时，3个测速探头测量回路输出三个通断的信号至DCS系统，DCS系统内接受的信号闭合为“1”，断开为“0”。空预器主轴测速盘为8个齿轮，当空预器转动一周会产生8个周期方波，逻辑内根据DCS系统的功能性设计逻辑，当对探头开始接收到第一个“1”时计算到下一个“1”到来的时间。功能块TSum的功能用置位信号Set控制时间的起止，当Set从0跳变到1时，表示统计开始，对输入信号进行时间的矩形积分，当Set从1跳变到0时，表示统计结束。输出Y 为统计结果输出，即接收到1的时间。输出Yj记录前一次的统计结果值，即Set从1跳变到0时的Y的结果。由于考虑启动、停运、跳闸等情况，逻辑内设计三种方式，三种方式的计算结果取大值。结合齿轮盘的齿数计算出空预器的转速。逻辑如图2所示。
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图2
考虑转速测量回路为DC24V供电，当电源失去时将无法测得转速。引入供电电源正常信号作为空预器停转的证实信号，当转速低于0.4转/分钟且电源正常时判断空预器停转，触发相关保护逻辑
3 结束语
电感式接近开关作为一种非接触式的位置检测装置，在生产现场有着广泛的应用。二线制接近由于其本身特点，在现场使用过程中有着较多的限制，本文通过测量回路的优化和合理可靠的逻辑设计，用两线制电感式接近开关完美地实现了空预器转速测量功能。费用小，施工简单，空预器转速测量系统稳定可靠。
参考文献:
[1]《防止电力生产事故的二十五项重点要求》
[2] DL/T 261-2012《火力发电厂热工自动化系统可靠性评估技术导则 》