锅炉二次风改造技术方案

赵　翔

（江苏大唐国际吕四港发电有限责任公司，江苏 启东 226246）

1　改造的必要性

1.1　原系统或设备基本情况及存在的主要问题

本文讨论技术方案针对针对哈锅四角切圆锅炉，二次小风门为STI执行器、电气转换器、STI位置反馈以及DE/3M定位器所构成的气动控制系统，该系统为开环控制方式，即指令给出后执行器按照预设位置进行动作，当执行器卡涩及反馈偏差等故障状态时，执行器指令和实际动作位置有偏差。这就造成了运行人员对二次小风门实际位置不清楚，机组调节存在盲目性，为机组带来安全隐患。

STI小风门采用气动控制系统，气源管路较长，造成实际行程存在偏差，控制精度较低。STI反馈存在精度差，湿润条件下故障率高，多次调节仍然不准，检修过程中由于STI反馈不准占用大量工时进行反馈调节，但调节精度仍不理想，只能勉强控制在偏差10%附近，这对运行人员机组调节造成影响，并在机组运行期间带来大量设备缺陷。

二次风门安装靠近炉墙，温度较高，经常发生卡涩现象，开环控制无法应对，只能靠人工处理，就地小风门处无平台，增加了检修作业风险。

1.2　进行改造的必要性及主要依据

当前，由于二次风门气动执行机构控制方式不合理，使用一个电气转换器同时控制一层四个二次风门，不能满足安全生产的需要，并带来较大安全隐患，一旦二次风门故障，导致同一层的四个二次风门失控；而且机械式定位器本身质量不可靠，经常出现执行机构开关不灵活、开关线性度不好、定位器卡涩、响应时间不等、反馈信号漂移等问题，严重影响运行人员对二次风配风的控制，给锅炉稳定燃烧带来安全隐患，国内各大电力公司都相继进行了二次风门改造工作。

本文改造方案针对哈锅四角切圆锅炉进行改造，经济性良好，系统可靠性高，设备精度优良。保留原有STI气缸降低设备投入，采用定位器控制，以实现闭环控制提高控制精度，采用分体式反馈设计，提高设备可靠性。最大程度实现机组调节稳定性，为机组二次风自动调节奠定基础。

2　改造方案论证

2.1　改造方案描述

针对原有STI小风门实际情况，对原有哈锅四角切圆锅炉的112台小风门进行升级改造：

2.1.1　控制原理

拆除原有STI定位器及控制管路，改用SIEMENS智能定位器为主控制设备。DCS采用原有控制信号，减少通道成本投入。4-20mA信号通过就地控制箱中信号分配器分配到四角小风门定位器进行控制。就地反馈采用SIEMENS分体式反馈，反馈固定于原有气缸上，减少高温对定位器产生的影响。控制原理图如图：

2.1.2　就地安装

由于原有哈锅四角切圆锅炉小风门系统采用的指令信号采用一控四，一控二，以及一控一等不同形式，由DCS系统提供一个4-20mA信号到电气转换器对四角进行控制，要实现定位器闭环控制，必须在原有基础上增加多组4-20mA信号，对原有DCS卡件通常不能实现要求，增加DCS指令成本巨大。结合现场的实际情况及成本考虑，我们可使用原有DCS指令，拆除原有控制柜内气动控制设备，保留原有DCS指令反馈，在控制箱中加装信号分配器，从原有控制柜内延伸控制信号去每个角的小风门控制箱。信号结构图如图：

针对具体环境，拆除原有STI风门上DE/3M定位器，保留原有STI汽缸，28层小风门112台SIEMENS智能定位器根据小风门实际位置分4层4个角安装于二次风箱及每个角的AB,CD,EF燃烧器平台,新设定位器控制柜位于上述位置，根据定位器数量及安装位置，定位器控制柜定制安装。布置如下表：

为了方便对改造后的进行维护，在SIEMENS智能定位器的进气端和两个出气端加入截门，在进行单台小风门检修时，关闭此小风门定位器截门，可防止小风门动作，而且不影响控制柜内其他定位器，增加设备可靠性，提高机组安全稳定。

2.2　方案实施的可行性、合理性、存在问题和解决办法

由于STI小风门存在的普遍问题，各发电公司相继进行了二次风门改造，以提高锅炉燃烧的安全可靠。

根据改造项目的时间及成本投入不同，二次风改造可进行一次性全改或分批次改造，但由于原有系统管路布局影响，最多只能按照定位器控制柜安装位置分4批次自上而下（即控制柜布置表序号前后）完成改造，否则会因原有管路影响改造效果，增加施工难度。

2.3　改造实施前的过渡措施

二次风门改造前，仍使用原有二次风门，由于改造对机组控制方式没有影响，对部分改造的设备，运行人员可使用原有控制方式。

3　改造结论

二次小风们改造的主要设备包括：SIEMENS智能定位器、定位器控制柜、信号分配器、SIEMENS分体式反馈。本次改造采用SIEMENS智能阀门定位器，它性能稳定，调节精度高，反应快，在现场组态，可视化手动操作，智能定位器直接接收4－20mA给定信号，无需电气转换器及其它一些繁杂的机械结构，可以做到免维护运行。采用信号分配器可节省DCS卡件投入及电缆费用。分批次改造适应于多数电力公司实际工程情况，具有较高的可行性。对于已改造设备可以看出改造方案成本较低，系统运行良好，设备一次性投入少等优点。

［责任编辑：汤静］