ZGM－113G型磨煤机2种跳闸逻辑的分析与完善

童劲松

（皖能马鞍山发电有限公司，安徽 马鞍山243021）

1 设备概况

皖能马鞍山发电有限公司＃1、＃2机组为660MW超临界燃煤机组，锅炉配置正压直吹式制粉系统，磨煤机为北京电力设备总厂生产的ZGM－113G型中速磨，采用液压变加载系统，加载压力由给煤量信号控制。此种加载方式优点是节能，可以快速响应负荷调节的需要。

2 存在的问题

投产初期，该厂磨煤机液压油系统的若干保护逻辑不尽完善，影响了制粉系统的运行稳定性。据统计，该厂＃1、＃2机组分别于2012年4月和6月份投产，至9月初，＃1、＃2锅炉12套制粉系统共发生了11次磨煤机跳闸故障，给锅炉的安全稳定运行带来了极大的隐患。导致磨煤机跳闸的原因主要有：（1）磨煤机控制保护系统中的热控设备可靠性差，经常发生保护误动现象，这方面原因致使磨煤机跳闸的几率占70%以上；（2）磨煤机液压系统在磨煤机断煤时发生失压现象，使磨煤机跳闸。上述跳闸均因液压系统保护逻辑不完善引起，占跳闸总次数的90%以上。

3 控制改进

为提高制粉系统可靠性，该厂抓住问题的主要方面，有针对性地对磨煤机控制系统进行了逻辑、定值设置的改进。

3.1 跳磨逻辑的完善——磨辊未升到位且给煤机断煤或停运

在给煤机断煤或停运时，磨煤机内存留煤粉在磨辊研磨和一次风携带下逐渐减少，如不及时将磨辊抬起来，必将导致磨煤机振动，所以断煤后应及时提升磨辊。由磨煤机跳闸逻辑（图1）可见，相应保护逻辑为：自断煤或给煤机停运信号发出，在90s内，磨煤机的3只磨辊必须抬起并上升到位，否则磨煤机跳闸。但由于监测磨辊位置的接近开关性能极不可靠，经常是磨辊实际已经升到位，而到位信号无法传至DCS。这样造成在夏季经常发生给煤机断煤而要求升磨辊时，因收不到升到位信号，逻辑保护动作导致磨煤机跳闸的现象，经常造成汽温超温甚至被迫减负荷。

该厂经过反复的磨辊接近开关消缺仍无效果后，最终决定选择稳定的参数来作为逻辑要素。整改思路是：用较为稳定的液压油压力模拟量信号取代不可靠的磨辊行程开关量信号，减少因控制设备自身不稳定而导致的保护误动作。

图1 磨辊未提升跳磨煤机逻辑

通过观察多台液压油站的油压在磨煤机启动时的变化趋势（图2）发现，在磨辊升到位时，系统油压均在9.2MPa左右（油站系统调试时，将升降磨辊电磁阀的溢流阀定值设定在9.2MPa，磨辊升到位时，油压由溢流阀控制）。故对该跳磨逻辑进行如下改动：将升磨辊到位信号改为油压信号，即原90s内磨煤机3只磨辊同时升到位，改为油压达到8MPa（略低于9.2MPa，取一定的裕度）时即认为磨辊已升到位。考虑到运行人员主观反应及液压系统升磨辊程序所需的时间，将90s延长至120s。经观察，将此逻辑改动后的近4个月时间内，没有再发生因给煤机断煤或堵煤而导致的磨煤机跳闸现象，大大提高了制粉系统的可靠性。

图2 磨煤机启动时油压趋势

另外，在磨煤机跳闸事件中，曾经发生过2次给煤机误报断煤和堵煤（堵煤信号联锁给煤机停运）信号，导致保护逻辑因未收到磨辊升到位信号而跳闸的现象。对此，我们主要从设备自身可靠性方面进行处理：（1）在检查断煤信号装置时，发现该接触式保护开关行程较短，当给煤机下煤不畅时，即使未断煤，由于煤层厚度变化，极易使该装置短时脱离接触，从而误发断煤信号。对此，我们将该开关行程加长，同时取煤量的模拟信号进行助判，减少了断煤信号误发几率。（2）将堵煤联锁跳闸给煤机的保护逻辑修改为堵煤发语音报警，由运行人员根据相关参数、现场实际情况判断是否停运给煤机。通过上述2个给煤机保护信号联锁逻辑的修正，减少了信号不稳定对保护联锁的影响，避免了因磨煤机跳闸，停运制粉给锅炉带来的降负荷、燃烧调整恶化等一系列不良后果。

3.2 增加磨煤机油压低跳闸逻辑——液压油油压低于2MPa延时5s，语音报警；延时10min，磨煤机跳闸

磨煤机正常运行时，液压系统压力一般在4.5MPa（液压油站比例溢流阀定值设定在4.5～14.5MPa，即系统最低油压为4.5MPa）以上，仅在升降磨辊操作期间，降磨辊操作时可能存在低于2MPa的阶段，但时间小于5s（3s左右）。此前，该厂无磨煤机的低油压保护逻辑。

2012年10月9日，＃1炉升炉过程中，D磨煤机运行（煤量55t／h，液压油油压13.5MPa），热风调节门从70%逐渐开大，入口一次风量从90t／h逐渐下降至60t／h。运行人员检查操作员画面发现：液压加载油压为0.79MPa，液动换向阀状态显示黄色，3个磨辊显示在抬起位置，输入降磨辊指令不动作，综合现象判断为磨煤机堵煤，被迫停磨。就地检查液压油站所有压力表没有油压显示，磨辊因堵煤在抬起位置。

事后在工程师站调出当时的磨煤机及液压系统各参数历史趋势，发现在磨煤机正常运行时，运行人员误将液压油系统的液动阀关闭，导致系统加载油压消失（系统压力0.79MPa），但没有及时发现。这时，制粉出力降低，而给煤量仍维持高位，运行30min后，该磨煤机堵煤，造成磨煤机风门开度及风量异常。为了避免此类现象再次出现，我们主要从控制方面进行了整改：（1）加强对制粉系统的有效监控。我们首先在集控操作员站的制粉系统画面上增加了各台磨煤机变加载油压显示点，与磨煤机的电流、给煤率、风量参数等并列显示。增加运行人员的监控手段，避免了因翻看画面不及时（制粉系统的液压系统画面单独设立，油压低无报警，导致运行人员必须经常翻看画面才能注意到油压变化）而导致的无法及时观察系统异常现象的问题。（2）对液压系统的保护逻辑进行整改，即增加磨煤机跳闸逻辑——液压油油压低于2MPa，延时5s报警，延时10min跳闸。这里的延时5s是考虑磨煤机降磨辊时可能出现的3s左右油压低于2MPa阶段，延时10min是给运行人员足够的工况判断、操作调整及现场应急处理的时间（因为出现此现象，要恢复油压只有运行人员到就地油站进行应急手动操作）。延时10min是因为即使变加载无压力，磨辊的自重（磨辊单重10t，3只约30t）仍能保持一定研磨能力，10min内，如处理得当，磨煤机仍可继续正常运行，不会造成堵煤被迫停运的后果。

4 结语

对磨煤机相关控制逻辑进行整改后，经过近4个月的观察，没有再次发生因为磨辊未升到位信号误报、给煤机断煤及堵煤、磨煤机液压油油压低等导致磨煤机跳闸的现象，大大提高了制粉系统的可靠性，同时也为来年迎峰度夏、雨季断煤频繁时期制粉系统的安全稳定运行提前打下了基础。