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摘 要：为解决某电厂1 000 MW机组磨煤机石子排渣门控制系统存在的问题，对磨煤机石子排渣门控制回路及控制设备进行了研究，提出了相应的改造方法并加以实施，改造后应用效果良好，故障率大幅降低。
关键词：磨煤机;排渣门;控制系统;改造
1 设备概况
某电厂3、4号1 000 MW机组HP1163/Dyn中速磨煤机，设计石子煤排放率不高于0.1%[1]。磨煤机石子煤排渣箱底部设计为气动二次排渣门，与上部一次排渣门互为联锁。石子排渣气动门采用就地控制方式，磨煤机石子排渣控制系统包含排渣一次门（入口门）和排渣二次门（出口门）两个气动阀门。正常情况时，入口排渣一次门始终处于打开状态，出口排渣二次门处于关闭状态，只有在清理石子煤收集斗时，清理磨煤机排出的石子或渣块，必须先关掉入口排渣门后，才可以操作排渣二次门进行排渣。长期以来，3、4号炉磨煤机的石子煤排放量较大，石子煤排放是造成磨煤机区域粉尘污染的最大来源。磨煤机运行中，由于石子煤排渣门动作频繁且运行工况较恶劣，磨损严重，近期在正常运行过程中多台次出现石子煤排渣门关不严导致石子煤粉尘被吹出，排渣时渣箱内的正压气体携带大量粉尘喷出箱外，排渣过程扬尘严重，不仅污染生产环境，而且对排渣人员的人身健康造成伤害，严重干扰了3、4号炉的安全、文明生产。
2 磨煤机石子排渣门控制系统存在的问题
（1）3、4号炉石子排渣门老化严重，密封不好，或者气缸开关不到位，一次、二次排渣门行程开关压不到，最终导致石子排渣门关不严，反馈引起的排渣门互锁，导致就地控制柜按钮操作不了，影响排渣门的正常排渣操作。
（2）控制回路设计复杂，不易于分析及处理问题。两个阀门的开关互相闭锁，即当排渣一次门打开时，排渣二次门不允许打开;排渣一次门必须在关闭状态才能打开排渣二次门[2]。在电气逻辑控制回路上的设计是，用排渣门的开关位置信号作为电气回路中通断接点的方式做阀门的开关闭锁条件。气动回路中只采用一个直通式电磁阀来控制门的开关，互锁方式复杂，排查故障原因较麻烦，处理缺陷很不便捷。
（3）故障原因不易排查。两个阀门互锁的方式经常会因为门的机械卡涩开关不到位或位置行程开关损坏无反馈信号而导致阀门无法开关，假如在磨组正常运行过程中，两个阀门突然故障无法打开，这种紧急状况将影响磨组正常排渣，其严重后果是迫使磨煤机停运。
（4）排渣不及时导致排渣二次门烧坏。为了保证磨内的压力稳定，其中一个门关闭时才允许开启另一个门。经磨煤机处理过的石子煤经煤斗一次门排出到石子煤斗中暂存，再由人工打开二次门排出到下方的钢槽内待转运。但实际运行中，排出的石子煤转运不及时，屡次发生自燃，烧到煤斗下方的二次门，将二次门下方的控制回路转接盒和行程开关烧损，磨煤机无法排渣，被迫停运。
（5）现3、4号炉磨煤机石子煤斗进出口气动门控制电缆各有一个转接盒，石子煤斗容量较大，石子煤出口门离存石子钢槽很近，现场空间小，高温和粉尘严重威胁到出口门的控制电缆和接线盒。特别是在放石子时灰尘较大，转接盒内容易积尘，导致线路故障，而且设计时接线盒安装在出口门下方，位置低，对查找故障、更换开关和电磁阀等维护工作非常不便。
（6）磨煤机石子排渣门现场工作环境惡劣（图1），排渣一次门、二次门卡涩故障频繁。磨煤机排渣门设计存在缺陷，排渣一次门、二次门卡涩故障率高，且原行程开关不耐高温，导致反馈异常而无法正确开关排渣门，维护工作量大。
（7）机组运行以来，磨煤机排石子闸板门经常出现控制和反馈信号回路故障，导致闸板门无法动作，或者反馈信号不正常。经过排查，故障多出现在电缆转接盒中，接线接触不良，而且转接盒也增加了控制线路故障排查环节。
（8）石子煤斗的两个闸板门气缸各安装有一个空气过滤器，由于现场温度较高，空气过滤器滤缸采用塑料材质，因此使用寿命不长。现场两个进出口门各配有一个压缩空气过滤器，此配置非必要，而且实际生产以来，12台磨的过滤器已多次更换。
3 磨煤机石子排渣门控制系统改造及应用
为解决磨煤机排渣门设计缺陷导致的设备损坏、设备停运、维护工作量大等问题，经过多次观察及归纳总结，在不改变石子煤斗闸板门控制功能的前提下，提出了一系列改进措施：
（1）对3、4号炉磨煤机排渣门进行改造。本系统采用专门针对中速磨煤机排渣系统开发生产的排渣门，该排渣门从结构设计上根本解决了排渣过程中出现的卡涩等问题，门板采用耐磨合金，能有效解决门板受热和石子煤燃烧引起的门板变形问题，并且使用寿命较长，密封面采用堆焊材料，密封填料采用耐高温专用石墨盘根，阀板部位整体包围，能有效解决目前其他各类产品出现的内漏、外漏等各种问题。
（2）摒弃原来旧的整个就地控制箱，基于优化改进控制逻辑设计新就地控制箱及气动管路（图2）。在电气控制回路上的设计对比原来的不同之处在于，改为直接用电气回路中的继电器干接点来实现电磁阀通断互锁，进而实现阀门的开关闭锁。
（3）将安装在二次门闸板上的行程开关改装到闸板门的气缸上面，远离高温的石子煤斗出口和钢槽，消除了行程开关高温烤坏和烧损的可能。出口门电缆固定好，防止下垂接触高温石子煤。
（4）拆除二次门闸板下方的线路转接盒，将控制箱出线直接安装在电磁阀和行程开关上。
（5）增加气动门电磁阀箱，将暴露在灰尘和高温环境中易故障的电磁阀改装到密封的箱子中，避免了电磁阀因进灰而缩短使用寿命的情况。
（6）电气回路的控制逻辑简明直接。原来的互锁方式存在当门的开关反馈信号发生异常时会导致门无法开关的问题，经常因为门的机械卡涩开关不到位或位置行程开关损坏无反馈信号而导致门无法开关，且气动回路中只采用一个直通式电磁阀来控制门的开关，互锁方式复杂，排查故障原因较麻烦，处理缺陷很不便捷。经修改回路控制逻辑后解决了此问题，使得开关互锁更安全有效。
（7）原控制箱结构不符合工业密封要求，半门扇型的操作面板导致箱内大量进灰积尘，交流接触器常因触点粘有煤粉而吸合不良，产生频繁的通断接触放电而导致控制回路过流跳闸，这是多次出现的故障。新控制箱（图3）的密封性达到IP66等级，并用继电器替代交流接触器，很好地解决了这一问题。
（8）每台磨排渣门接线盒拆除，使用就地电缆直接接到电磁阀和行程开关处。更改了行程开关安装位置，防止被烧损，低成本，彻底消除了设计缺陷。
（9）两个闸板门并不同时开关，因此两个空气过滤器可以通过改管线合二为一，节省损耗。将压缩空气管道改管，将过滤器由两个改成公用一个，减少过滤器损耗。
4 结语
本文针对某厂3、4号炉磨煤机石子排渣门控制系统存在的问题进行了归纳及总结，提出了相应的改造方法并加以实施，改造后应用效果良好，消除了磨煤机排渣系统设计缺陷造成的排渣系统着火导致停磨的问题[3]，系统运行稳定，基本达到年故障率低于1次/台，投用以来运行安全稳定，故障率低，日常维护工作量少，应用效果良好，磨煤机未再因为排渣系统故障而停运。
[参考文献]
[1] 周长文.HP1003型磨煤机石子煤增多的原因及治理[J].山东工业技术，2017（11）：272-273.
[2] 郭洪义.发电厂中速磨煤机排渣量大的原因分析及处理[J].华电技术，2013，35（9）：41-43.
[3] 冯军涛，董文华.中速辊式磨煤机排渣系统改造[J].消费导刊，2018（41）：145.
收稿日期：2021-04-29
作者简介：吴小松（1984—），男，江西南昌人，热能与动力助理工程师，主要从事火力发电厂热控设备检修维护及管理工作。
关键词：磨煤机;排渣门;控制系统;改造
1 设备概况
某电厂3、4号1 000 MW机组HP1163/Dyn中速磨煤机，设计石子煤排放率不高于0.1%[1]。磨煤机石子煤排渣箱底部设计为气动二次排渣门，与上部一次排渣门互为联锁。石子排渣气动门采用就地控制方式，磨煤机石子排渣控制系统包含排渣一次门（入口门）和排渣二次门（出口门）两个气动阀门。正常情况时，入口排渣一次门始终处于打开状态，出口排渣二次门处于关闭状态，只有在清理石子煤收集斗时，清理磨煤机排出的石子或渣块，必须先关掉入口排渣门后，才可以操作排渣二次门进行排渣。长期以来，3、4号炉磨煤机的石子煤排放量较大，石子煤排放是造成磨煤机区域粉尘污染的最大来源。磨煤机运行中，由于石子煤排渣门动作频繁且运行工况较恶劣，磨损严重，近期在正常运行过程中多台次出现石子煤排渣门关不严导致石子煤粉尘被吹出，排渣时渣箱内的正压气体携带大量粉尘喷出箱外，排渣过程扬尘严重，不仅污染生产环境，而且对排渣人员的人身健康造成伤害，严重干扰了3、4号炉的安全、文明生产。
2 磨煤机石子排渣门控制系统存在的问题
（1）3、4号炉石子排渣门老化严重，密封不好，或者气缸开关不到位，一次、二次排渣门行程开关压不到，最终导致石子排渣门关不严，反馈引起的排渣门互锁，导致就地控制柜按钮操作不了，影响排渣门的正常排渣操作。
（2）控制回路设计复杂，不易于分析及处理问题。两个阀门的开关互相闭锁，即当排渣一次门打开时，排渣二次门不允许打开;排渣一次门必须在关闭状态才能打开排渣二次门[2]。在电气逻辑控制回路上的设计是，用排渣门的开关位置信号作为电气回路中通断接点的方式做阀门的开关闭锁条件。气动回路中只采用一个直通式电磁阀来控制门的开关，互锁方式复杂，排查故障原因较麻烦，处理缺陷很不便捷。
（3）故障原因不易排查。两个阀门互锁的方式经常会因为门的机械卡涩开关不到位或位置行程开关损坏无反馈信号而导致阀门无法开关，假如在磨组正常运行过程中，两个阀门突然故障无法打开，这种紧急状况将影响磨组正常排渣，其严重后果是迫使磨煤机停运。
（4）排渣不及时导致排渣二次门烧坏。为了保证磨内的压力稳定，其中一个门关闭时才允许开启另一个门。经磨煤机处理过的石子煤经煤斗一次门排出到石子煤斗中暂存，再由人工打开二次门排出到下方的钢槽内待转运。但实际运行中，排出的石子煤转运不及时，屡次发生自燃，烧到煤斗下方的二次门，将二次门下方的控制回路转接盒和行程开关烧损，磨煤机无法排渣，被迫停运。
（5）现3、4号炉磨煤机石子煤斗进出口气动门控制电缆各有一个转接盒，石子煤斗容量较大，石子煤出口门离存石子钢槽很近，现场空间小，高温和粉尘严重威胁到出口门的控制电缆和接线盒。特别是在放石子时灰尘较大，转接盒内容易积尘，导致线路故障，而且设计时接线盒安装在出口门下方，位置低，对查找故障、更换开关和电磁阀等维护工作非常不便。
（6）磨煤机石子排渣门现场工作环境惡劣（图1），排渣一次门、二次门卡涩故障频繁。磨煤机排渣门设计存在缺陷，排渣一次门、二次门卡涩故障率高，且原行程开关不耐高温，导致反馈异常而无法正确开关排渣门，维护工作量大。
（7）机组运行以来，磨煤机排石子闸板门经常出现控制和反馈信号回路故障，导致闸板门无法动作，或者反馈信号不正常。经过排查，故障多出现在电缆转接盒中，接线接触不良，而且转接盒也增加了控制线路故障排查环节。
（8）石子煤斗的两个闸板门气缸各安装有一个空气过滤器，由于现场温度较高，空气过滤器滤缸采用塑料材质，因此使用寿命不长。现场两个进出口门各配有一个压缩空气过滤器，此配置非必要，而且实际生产以来，12台磨的过滤器已多次更换。
3 磨煤机石子排渣门控制系统改造及应用
为解决磨煤机排渣门设计缺陷导致的设备损坏、设备停运、维护工作量大等问题，经过多次观察及归纳总结，在不改变石子煤斗闸板门控制功能的前提下，提出了一系列改进措施：
（1）对3、4号炉磨煤机排渣门进行改造。本系统采用专门针对中速磨煤机排渣系统开发生产的排渣门，该排渣门从结构设计上根本解决了排渣过程中出现的卡涩等问题，门板采用耐磨合金，能有效解决门板受热和石子煤燃烧引起的门板变形问题，并且使用寿命较长，密封面采用堆焊材料，密封填料采用耐高温专用石墨盘根，阀板部位整体包围，能有效解决目前其他各类产品出现的内漏、外漏等各种问题。
（2）摒弃原来旧的整个就地控制箱，基于优化改进控制逻辑设计新就地控制箱及气动管路（图2）。在电气控制回路上的设计对比原来的不同之处在于，改为直接用电气回路中的继电器干接点来实现电磁阀通断互锁，进而实现阀门的开关闭锁。
（3）将安装在二次门闸板上的行程开关改装到闸板门的气缸上面，远离高温的石子煤斗出口和钢槽，消除了行程开关高温烤坏和烧损的可能。出口门电缆固定好，防止下垂接触高温石子煤。
（4）拆除二次门闸板下方的线路转接盒，将控制箱出线直接安装在电磁阀和行程开关上。
（5）增加气动门电磁阀箱，将暴露在灰尘和高温环境中易故障的电磁阀改装到密封的箱子中，避免了电磁阀因进灰而缩短使用寿命的情况。
（6）电气回路的控制逻辑简明直接。原来的互锁方式存在当门的开关反馈信号发生异常时会导致门无法开关的问题，经常因为门的机械卡涩开关不到位或位置行程开关损坏无反馈信号而导致门无法开关，且气动回路中只采用一个直通式电磁阀来控制门的开关，互锁方式复杂，排查故障原因较麻烦，处理缺陷很不便捷。经修改回路控制逻辑后解决了此问题，使得开关互锁更安全有效。
（7）原控制箱结构不符合工业密封要求，半门扇型的操作面板导致箱内大量进灰积尘，交流接触器常因触点粘有煤粉而吸合不良，产生频繁的通断接触放电而导致控制回路过流跳闸，这是多次出现的故障。新控制箱（图3）的密封性达到IP66等级，并用继电器替代交流接触器，很好地解决了这一问题。
（8）每台磨排渣门接线盒拆除，使用就地电缆直接接到电磁阀和行程开关处。更改了行程开关安装位置，防止被烧损，低成本，彻底消除了设计缺陷。
（9）两个闸板门并不同时开关，因此两个空气过滤器可以通过改管线合二为一，节省损耗。将压缩空气管道改管，将过滤器由两个改成公用一个，减少过滤器损耗。
4 结语
本文针对某厂3、4号炉磨煤机石子排渣门控制系统存在的问题进行了归纳及总结，提出了相应的改造方法并加以实施，改造后应用效果良好，消除了磨煤机排渣系统设计缺陷造成的排渣系统着火导致停磨的问题[3]，系统运行稳定，基本达到年故障率低于1次/台，投用以来运行安全稳定，故障率低，日常维护工作量少，应用效果良好，磨煤机未再因为排渣系统故障而停运。
[参考文献]
[1] 周长文.HP1003型磨煤机石子煤增多的原因及治理[J].山东工业技术，2017（11）：272-273.
[2] 郭洪义.发电厂中速磨煤机排渣量大的原因分析及处理[J].华电技术，2013，35（9）：41-43.
[3] 冯军涛，董文华.中速辊式磨煤机排渣系统改造[J].消费导刊，2018（41）：145.
收稿日期：2021-04-29
作者简介：吴小松（1984—），男，江西南昌人，热能与动力助理工程师，主要从事火力发电厂热控设备检修维护及管理工作。