1 概述

      燃烧效率化就得通过优化氧气和燃烧过程中所产生的一氧化碳可燃气体来平衡燃烧过程，为了实现这个目的，就需要在燃烧后的烟气的同一个点上同时分析这些气体，并将检测的结果反馈到燃烧过程控制系统之中，通过这种方式，便可以在*优点或靠近*优点的位置控制燃烧过程，也会因为减少了CO, NOx 和SOx等潜在的有害气体而得益。

      在完全燃烧的条件下，燃烧的方程式为：C（碳） + O2（氧气） = CO2（二氧化碳） + 热量。但如果燃烧是不完全的，除了二氧化碳以外还要产生一氧化碳等可燃气体，另外根据所用燃料的不同，一系列的其他有害气体也随之产生，包括NOx，SOx，醛类物质和碳氢物质，这种燃烧过程的平衡可以用图1来表示。

图1 燃烧平衡

      如果在燃烧过程中引入过量的空气以达到燃料完全燃烧的效果，这种做法会引起燃烧效率降低和污染排放增加：

      1）降低火焰温度，从而降低燃烧效率；
      2）减少了锅炉导热率，从而导致了燃料利用的低效，降低了锅炉效率；
      3）高温的烟气中的剩余空气，氮气和硫份相结合从而增大了污染物；
      4）烟气的质量和速度提高之后，对一些污染控制设备，比如说烟气脱硫设备的要求也相应提高，可能会因为摩擦的增大而使这些设备不得不过早替换。

      相反，如果在燃烧的过程中使用过剩的燃料，显然会损害燃烧的效率，而且会引起更大的环境问题，因为燃料会以烟尘和碳氢气体的形式排出烟囱，只有燃烧的在*优点运行的时候，才能取得效率的化和污染排放的*小化。

      2 系统简介

      在燃烧过程之中，烟气的正常组成成分应当是低百分比的氧气（一般3%～5%），通过使用氧化锆ZO-12Q型分析仪，运行人员可以对锅炉的燃烧情况作出较为准确的判断，从而指导燃烧在*优化的条件下进行。

      目前，在我国的发电行业中，氧气的分析已经被广泛采用，但是由于仪器的可靠性，准确性和寿命等等因素，使得基于氧气测量的燃烧效率控制维护量大；同时，由于技术上的原因，一个精确、即时、可靠、低维护的O2测量很难达到，致使许多电厂的燃烧不能达到*优，存在着显著的燃煤成本节省空间。

      3 问题的提出

      氧化锆作为氧量校正信号，设备损坏严重；根据氧量计锆头产品使用说明，氧量计锆头已到更换周期，超期使用会引起测量不准，风量测量装置有些现场未组织标定。

      热机调试未提供各负荷下，燃料与风量的比值，除应解决氧化锆损坏问题外，后两个方面的问题应各专业配合，共同努力，送风的问题得到解决后，相应的引风及一次风调节也就可以安全地投入。

      甲乙送风机偶合器勺管执行机构为上海产老型号执行机构，设备陈旧老化，故障率高，特性差，直接影响着机组的安全运行

      4 改进方案

      （1）更换氧化锆探头，确保氧量信号指示准确，为燃烧调整提供监视手段。
      （2）更换为调节精度高，运行稳定可靠的西博思执行机构
由于该产品形状、安装角度、安装方式、连接方法与前者完全不同，如何将高性能执行机构安装连接到位，达到使用条件，成为大修前期准备工作的主要攻关项目。
      （3）扰动试验和整定参数。

      5 对策实施

      5.1 更换氧化锆探头

      安装探头前，将耐温垫圈套入探头，小心插入炉体法兰中，均匀拧紧四个Ml4的螺栓，然后接上导线。氧化锆探头的安装注意问题包括：1）两法兰之间不要忘记放石棉垫圈。2）探头接线盒的标气口和空气口端朝下，以防尘防雨。3）插入时，手端探头插入一多半时才能松手，以防损坏过滤气。4）四个螺钉一定要拧紧，以防漏气。

图2 氧化锆探头更换

      氧量变送器的校验主要步骤包括：1）将减压阀、流量计利用导所管连接好，一定要注意检查减压阀是否处于关的状态，确认关时，再开气瓶阀。2）将减压阀慢慢打开，使气流量调节为500ml/分钟，再拧开探头接线盒底部“标气入口”螺母，将标气从标气入口接入探头中。3）通气约一分钟后，利用面板上的本底调节电位器将显示氧量值调为标气值。4）校验完毕后，一定要先从气嘴上拔掉导气管，然后才关气，否则会因关气时反冲大，气流冲坏锆元件。5）检验完毕后，可按下本底键，显示探头本底电势值，新探头本底电势值应在0～15mA范围内，老探头的本底电势应在0～30mA范围内。但该本底电势不能用做现场，仪表上装现场后，应按以上步骤重新校验，检验完毕后，务必拧紧标气入口螺帽。氧量变送器检查情况：应杨总及电科院苗工要求，于7月30日下午，31日上午分别对#2机组和#1机组4台氧量变送器分别进行标气校验（标气浓度7.64%），现将校验结果汇报如下：

      （1）#2机组甲侧氧量变送器：信号25.2mV  本底 –1.2  池温756℃
      通标气（500mL/分）2分钟后显示浓度8.3%，将本底调节到-2.2后，氧量显示与标气相同；

      （2）#2机组乙侧氧量变送器：信号30.3mV  本底 –0.6  池温747℃
      通标气（500mL/分）2分钟后显示浓度8.4%，将本底调节到-3.0后，氧量显示与标气相同；

      （3）#1机组甲侧氧量变送器：信号17.7mV  本底 –5.4  池温761℃
      通标气（500mL/分）2分钟后显示浓度7.4%，将本底调节到-5.0后，氧量显示与标气相同；

      （4）#1机组乙侧氧量变送器：信号22.9mV  本底 0.3   池温743℃
      通标气（500mL/分）2分钟后显示浓度7.5%，本底未做调节，氧量显示与标气相同。

      由以上数据可知，在通标气情况下，#2机组氧量比标气高出（0.6－－-0.7）%，#1机组氧量比标气低出（0.1～0.2）%。

      5.2 执行机构更换

      菏泽电厂采用的SIPOS 5 Flash 专业型电动执行器是德国西博思电动执行机构有限公司生产，采用380VAC作为驱动电源，接受来自DCS的4～20mADC控制信号，采用变频技术控制执行器电机，可输出4-20mADC阀位信号供DCS显示。

      根据现场实际位置，加工安装连接底板，采用竖直或水平安装方式，去掉执行机构连接拐臂，为弥补执行机构输出轴短的问题，加工连接轴套，一侧加工出花键与原输出轴相连接，另一侧加工出开孔槽采用单键连接方式与齿轮相连接；为确保连接轴套和齿轮不会脱落，对执行机构输出轴开孔攻丝，*后用φ8mm螺丝紧固，将输出轴、轴套、齿轮连为一体。安装时，先确定齿轮与齿条的啮合间隙，然后确定执行机构安装位置，经过反复安装，终于在狭小的安装空间内，完成了安装工作，经过手动调试效果良好。该项工作的顺利完成，为其他同类型执行机构的安装提供了宝贵的经验，根据挡板或阀门旋转方向设定执行器Close direction ，关闭时输出轴旋转方向，确认和修改Remote control控制信号类型，联系机务开始调整行程限位，行程限的调节包括全开位与全关位的确定，只能就地操作。调节调门行程时，应拆下变速箱外壳，以精确调节机械机构。调节过程中可通过同时按下上下箭头随时终止整个过程。此时显示屏上显示“con.not ok”，按回车键确认，光标继续显示在“endpos.adjust"参数上，整个过程可以重新开始。

      行程限位调试完毕，配合机务检查挡板或阀门开关情况，切为远方检查执行器开关速度和开关时间，阀位信号显示情况，手动操作挡板信号是否晃动，根据情况调整执行器开关速度和开关时间。
 
      5.3 扰动试验和整定参数

      送风调节系统（AFSC）氧量定值扰动试验目的包括1）提高送风调节系统在氧量定值变化时的抗干扰能力。2）根据试验结果适当调整各有关参数（如：比例带，积分时间等），提高调节品质。3）验证控制回路的安全可靠性。4）提高检修人员业务素质及运行人员的应变能力。

      试验条件包括：

      1）汽包水位调整到合适位置，保持电负荷稳定不变。
      2）氧量变送器及风量变送器指示准确。
      3）炉膛负压调节系统处于自动状态。
      4）送风机档板有一定的调节余量。
      5）稳定工况下，主汽压力应保持在给定值的±0.2MPa范围内。
      6）试验时，要有司炉和工作负责人以上岗位人员进行操作试验。
      7）技术员、生产部专工、热工队专工、炉运专工到现场监护指导。

      试验过程中记录主要数据有：1）电负荷，2）氧量设定值，3）主汽压力，4）甲乙送风机档板开度，5）炉膛负压系统切手动，6）锅炉指令，7）热量信号，8） 氧量，9）送风量，10） 氧量控制切手动，11）送风系统切手动指令，12）关送风机A勺管，13）关送风机B勺管，14）修改的参数值（修改前和修改后）

      试验步骤：

      1）办理#1炉送风调节系统扰动试验工作票。
      2）运行人员调整好工况，保持各主要参数稳定（负荷，主汽压力，水位，氧量）。
      3）由计算机班人员打开工程师站密码，进入过程工程师环境。
      4）主控班操作人员在监护人的监护、指导下，选择AFSC，打开OCC模块，调出实时曲线（显示范围，时间适当设置）,以便在试验过程中观察并打印测量值、设定值以及模块输出值的变化情况。
      5）计算机班人员重新输入密码，打开另一画面。
      6）选择AFSC，打开RAFC模块，增大控制偏差值,以适应风量在试验过程中动态变化需要（在试验允许范围内避免送风调节系统切手动条件发出），调出实时曲线（显示范围，时间适当设置），以便在试验过程中观察并打印测量值、设定值以及模块输出值的变化情况。
      7）上述工作完毕后，通知司炉开始试验。
      8）根据需要，在自动状态下将氧量定值阶跃改变10%，并在CRT画面上观察风量，氧量，甲乙侧档板开度变化情况。
      9）从试验开始，调节系统应在1分钟内消除扰动，重新稳定在给定值范围内。
      10）同样步骤做三次试验，取两条基本相同的曲线作为试验结果。
      11）对试验曲线进行综合分析，确定调节系统各调节参数。

      注意事项：

      1）在试验过程中，如危及到机组的安全运行，请运行人员立即退出试验，以确保机组安全。
      2）在进入CIO组态软件之前,一定要将本调节系统的自动状态解除,由运行人员进行手动调整。
      3）在CIO组态环境下进行修改时，一定要作好记录，以便试验结束时恢复原状。
      4）在CIO组态环境下修改完毕，进行下装时（done），要注意模块的变化现象，并作好记录。
      5）在退出CIO组态环境，并对各主要参数（测量值、设定值、输出值、比例带、积分时间等）检查正常后，方可通知运行人员将系统投入自动状态。

表1 参数整定表

      6 故障检修

      6.1 故障信息判断处理

      在remote和locpar模式下可以找到observing（观察）和diagnosis（诊断）菜单，执行机构的故障信息可以按照下面的办法快速查看：当remote fault 信息出现在第2行时，按动ENTER键，直到显示language/sprache，按动↓键两次，显示observing；按动ENTER键，显示state of unit，按动ENTER键，显示ready，按动↓键，显示故障信息。

表2 故障信息的含义和处理方法

      6.2 逻辑修改

      甲乙送风机全停同时炉膛压力不高满足后延时5分钟，发1分钟的甲乙送风机勺管和挡板开指令。

      7 效果检查

      氧量测试准确，执行机构工作可靠，通过扰动试验，进一步优化调节参数，送风控制系统调节品质得到进一步提高。

原创作者：浙江金锋自动化仪表有限公司