空预器漏风控制系统
说 明 书
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空预器漏风控制系统使用说明书
一、概述
1．主要用途及适用范围
回转式空气预热器是指转子旋转而风罩固定的一种空气预热器。高温烟气自上而下流经转子一侧，加热转子中的蓄热元件。当已加热的蓄热元件转到另一侧（空气侧）时，空气从下往上流经蓄热元件，把热量带走，达到预热空气的目的。由于转子受热时上下存在温差，发生蘑菇状变形，使上部扇形板与转子径向密封片间的间隙增大。（见下图）
图（1）
由于密封间隙增大，造成空气预热器的泄漏增加，使能量损耗增大。如果控制住了漏风量，就可以在不增加送风机能耗的情况下，保证锅炉的总风量供应。空气预热器漏风控制系统，就是通过测量调节来控制上部扇形板与转子上部径向密封板之间的间隙，在任何运行工况下，能保持该部的最小间隙，减少了漏风量，达到节能降耗、提高整个机组的效率的目的。本系统同时可以检测多路故障（如转子停转、传感器异常、电机过载等）并进行故障处理和报警。
⑴ 使用环境条件
环境条件应满足：
相对湿度：<85%RH 大气压力L：86—106Kpa 无爆炸、腐蚀和破坏绝缘的介质
建议将控制柜安装在远离热源的地方；若控制柜、现场信号箱、提升机构为露天安装，则建议在设备上方加装防雨棚。
⑵ 安全
应将控制柜、现场信号箱可靠固定在平台上，并保持良好的接地。
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二、设备描述
每台锅炉有两台空气预热器，每台预热器热端有三块扇形板，每块扇形板对应有一套高温间隙传感器和一台提升机构。
系统由高温间隙传感器、扇形板提升机构、转子停转检测开关和控制柜四部分组成，具体如下：
高温间隙传感器探头六个（含安装板）
现场信号箱六个（内有接线盒、电缆及信号变送器） 扇形板提升机构六台 控制柜一台
转子停转检测开关二个（含安装支架）
1、高温间隙传感器
本传感器属电涡流式传感器，它可以连续测量密封扇形板下表面与转子法兰上表面之间的间隙，并把间隙值转化为电信号，具有较好的稳定性和较宽的线性范围，可在烟气腐蚀及多粉尘的环境中工作。 ⑴ 技术参数
测量范围：0-20mm 精度等级：1%
供电电压：220VAC（由稳压电源提供） 输出信号：4-20mA 线性测量范围：0-18mm 工作温度：<400C 相对湿度：<95% 重复性误差：<1%
⑵ 安装
传感器由探头、高频接线盒、信号变送器以及高频连接电缆组成，其中接线盒、信号变送器、高频联接电缆安装在现场信号箱中。如图（2）所示。
1.探头 2.现场信号箱 3.信号变送器 4.接线盒 5.高频连接电缆 6、7、8、9、10 为插座， 11为现场信号箱的安装孔 12.端子排
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图（2）
图（2）
图（2）
应在空预器转子圆周上安装一宽度为100mm的法兰板，法兰板上表面在现场加工后应低于径向密封片外侧最高点2mm，法兰板中心为探头中心。扇形板下表面向上外侧焊接一探头安装板，探头安装固定在安装板上。探头端面到转子法兰上表面的距离与扇形板到径向密封片的距离相等，检测面是转子法兰上表面。如图（3）所示。
图（3）
探头安装好之后，应调整探头安装板上的微调螺栓，使探头到法兰板的距离等于扇形板到径向密封片的距离。
在空预器中间梁上留Ф32×4的管子，管子在中间梁外侧外露200mm,探头的引线由此管子穿出，并应相对固定，防止损坏。探头的引线接在现场信号箱中接线盒内的陶瓷端子上，由图（2）中的插孔7接入。应保证此导线接触良好，并将引线外的金属软管的接头在接线盒的7上。
图（2）中的6为三芯航空插头，它的①、②为信号变送器提供交流220v电
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源。
图（2）中的8、9用来接高频电缆。
图（2）中的10为电流输出，①为+，②为-。
电源与输出信号均已接在端子排12上，按照接线图连接即可。 现场信号箱的外形尺寸为520×380×130mm,安装孔的尺寸为Ф9。 ⑶ 试验和校验
1 2 3 4 5 6
L N + － AC220V OUTPUT
图（4）
准备：图（4）为现场信号箱内的端子排，将5、6外接线拆下，1、2接入220V电源；将万用表打至电流档，量程不小于30mA，表笔正端接入5，表笔负端接入6。
试验和校验：将探头至法兰板的间距预调为0mm,电流输出应为4mA; 将探头至法兰板的间距预调为7.5mm,电流输出应为17mA;
调整方法：拆掉信号变送器的盖子；间距为0mm时，调整电位器RP2，使输出为4mA；间距为7.5mm时，调整电位器RP1，使输出为16mA;
注：当间距超过10mm时，输出信号可能大于20mA,但不会超过28mA,亦不会对设备造损坏。
2、扇形板提升机构
⑴ 主要技术参数
两提升杆中心距：1000mm±1mm 工作行程：±40mm
提升（下降）速度：4.5mm/min 配用电动机两台（一台备用）
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型号：YDF232-4 转速：1370rpm 功率：1.1KW 电源：380V，50HZ ⑵ 主要结构及传动
该执行机构的组成见附图1。共包括行程开关盒1、横梁2、减速箱3、提升机构4、传动箱5、机架6、联接预热器扇形板的拉杆7（现场装配）、指示扇形板位置的标尺8等部分。
执行机构的传动系统见附图2。传动箱两台电机（一台工作，一台备用）通过锥齿轮和电磁离合器，驱动传动轴，经一对圆柱齿轮传动减速箱的蜗杆。电磁离合器电源为直流24V，电线从传动箱盖上两端出线孔引出。减速箱为蜗轮减速机构，蜗杆置于下方，另一端装有手动手轮，通过牙嵌式离合器传动蜗杆，供安装调试、检修或无电时紧急提升之用。手轮每转提升0.01mm。蜗轮轴两端分别由轴套式联轴器与提升机构蜗杆相联。提升机构由蜗轮减速机构和螺距P=10mm螺纹付组成，两提升机构分装于机架的两端。蜗轮转动传动提升丝杠（蜗轮轴）上下运动。上端带动横梁与碰块，碰撞限位开关；下端通过提升拉杆升、降扇形板，从而控制漏风间隙。提升拉杆中部由两端分别为左螺纹和右螺纹的长螺母连接，便于调整拉杆长度，并用于扇形板的零位调整。下端波纹管密封套可有效地防止预热器中的烟和气体漏出。 ⑶ 安装
机构在预热器上的安装尺寸见附图1。安装时应保证提升丝杠与扇形板上对应的接头对正。固定后校验提升丝杠下端销轴中心线至机架下安装面的距离约30mm。然后，将波纹管密封套按结构图套在拉杆上，两端以销轴使之与提升丝杠和扇形板接头联接。上下销轴分别用5×50和5×40开口销锁定。安装完成后作先手动后电动的试运行。 ⑷ 零位调整
旋转两拉杆中部的长螺母，提升或下降扇形板，使之达到预热器设计要求的零位时扇形板的状态，拧紧长螺母两端的锁紧螺母，调整标尺指针指向“O”。将波纹管密封套上端法兰与下拉杆焊牢。下法兰外圆与预热器外壳焊牢。
注：调整零位时，应保证两拉杆受力一致。 ⑸ 限位开关的调整
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间隙上限开关S1和S2扇形板极限变形限位开关S3，按用户要求的数值升、降扇形板，再调整对应的撞块位置，使之与开关撞杆接触，发生动作，然后再将其固定。
3、控制柜
⑴ 功能
控制柜可以实现对扇形板的手动控制和自动控制。手动控制功能通过按钮实现；自动控制功能通过PLC实现。
在自动控制方式下，PLC对现场间隙传感器送来的间隙信号进行分析与处理，并综合提升机构的状态与各选择按钮的状态，发出控制指令，来控制提升机构的上下运动，最终完成对扇形板与径向密封片的间隙控制，达到减少空预器漏风的
目的。 ⑵ 外形尺寸与结构
外形尺寸为1800×700×600mm。
前门外门上装玻璃，透过玻璃可以观察到内门上触摸屏和操作面板。无侧门及后门。
内部背面及侧面装有安装板，柜内元件均安装在板上。 顶部有吊环四只，底部封板有Ф50孔三排。 ⑶ 安装
（柜内与柜外接线请查阅接线原理图）
吊装时应使用控制柜的吊环，并应注意不得将柜体（特别是转角边缘）上的烤漆磨损。
控制柜应水平安装并紧固在底座上。
外部电缆应从控制柜底部的开孔进入柜内，并接在端子排上；在全部接线完成并经调试投入运行后，应将开孔用防火水泥封堵。 ⑷ PLC配置
选用Modicion PLC，通过触摸屏来完成人机接口,配置如图(5)所示：
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触摸屏
⑸ 通讯
CPU上配有两个MODBUS口，MB1和MB2。MB1用于和触摸屏/工程师站连接，MB2
用于与DCS连接。两个MODBUS口均为RJ45口，通讯波特率为9600。 详细信息请参阅《MODICON TSX COMPACT USER GUIDE》。
⑹ 触摸屏画面
在触摸屏上可以实现操作方式切换，间隙范围设定值给定，报警监视，测量值显示，画面切换等功能。画面共有七幅，分别为：主菜单画面，左侧操作画面 ，右侧操作画面，控制状态转换画面，间隙设定值给定画面，转子停转检测时间设定画面、PLC停机原因画面。 下面分别给予介绍。 主菜单画面（图6）
MT506SV4CN DI TSX CPU TSX 3722 DO DI/DO TSX TSX 28DR ANA 模拟量模块 32D2 32R5 图（5）
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图（6）
画面左下角有7个画面切换按钮，按动其中的按钮便会自动打开相应的画面。 画面中间为系统的主要报警指示，当动力电源、控制电源投入正常时，其“动力电投入”和“控制电投入”指示灯常亮。当出现报警时，相应的报警指示灯以2秒的频率闪烁。
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左、右侧操作画面（图7）
图（7）
下面以左侧画面为例进行说明：
画面中状态指示灯12个，按钮6个，如图所示。画面中的上升、下降按钮为复归型，当到达上下极限或发生电机过载时，相应的指示灯变为常亮。
从此画面可以切换到“主菜单”和“动态间隙”画面。
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控制转换画面（图8）
画面分左右侧，扇形板的控制可置于自动、手动、远控、一次跟踪四种模式。按钮全为复位型开关。
图（8）
动态间隙画面（图9）
图（9）
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“动态间隙”画面包含左右侧间隙棒图、数值实时显示，左右侧主电机电流显示。
间隙数值显示的范围为0-20毫米，单位为毫米。电机电流的单位为安培。 间隙设定画面图（10）
图（10）
在本画面中，可以分别对左右侧各扇形板的自动调整时的间隙的大小进行设定。设定值的单位为毫米，大小范围为0-20毫米，可以精确到小数点后一位。
设定步骤：
⑴ 按下“设置解锁”按键
⑵ 用手点击选中待设定的输入框，待在输入框中出现输入标号
⑶ 点击软键盘，输入设定值，输入完后按“ENTER”键确认输入。输入错误可按“BS”键退回
⑷ 重复⑵、⑶步骤设定其它值。
⑸ 最后按下“设置锁定”按键，完成设定。
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转子停转监测时间设定画面图（11）
图（11）
本画面可分别对左侧和右侧的转子的停转信号进行监测，转子的转速分为低速、高速两种模式，由空气预热器变频传动系统控制，此参数的设置值是根据空预器的实际转子转速大小而定，从而提供准确、快速的停转监测信号。具体两种转速大小值可从空预器生产厂家处获得。
注意：设置的此时间值应稍大于实际的每转时间值。
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最近停机原因报告画面（12）
图（12）
通过此画面的报告，可以知道最近的主要PLC停机的原因。从PLC获得停机的代码显示在触摸屏上。根据具体的停机代码来判断PLC停机的原因，找出故障。 控制柜操作面板图（13）
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图（13）
4、转子停转检测开关
⑴ 原理
采用电涡流式工作原理。安装在预热器转子主轴旁的适当位置，与主轴上所装的金属凸块配合，将信号送入主机柜。此开关为无触点电子开关，它通过运动的金属片接近开关的感应面在无接触又无压力情况下自动发出检测信号，以驱动继电器或逻辑电路。具有重复定位精度高，频率响应快，抗干扰性能好，使用寿命长等优点。 ⑵ 技术参数 型号：E2E-X10 工作电压：DC24V 工作电流：≤17mA 测量距离：4.5-5.5mm 输出信号低电平：≤1.0VDC 输出信号高电平：≥23.0VDC 外形尺寸：Ф18mm×60mm 防护等级：IP67 最高开关频率：180Hz
重复定位精度：0.15mm
图（14）为其工作曲线：
图（14）
⑶安装及接线
如图（15）所示，四个金属凸块装于主轴900对称位置，在同一个水平面上。
开关用螺母固定在支架上，支架焊接在适当的位置。应保证开关前端面的中轴线与金属凸块的中轴线偏差不超过2mm。
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调整开关的固定螺母，使δ整定距离为5mm。
开关有三根引线，棕色接24V，黑色为信号，蓝色为地线。
图（15）
三、运行
注：必须是经过成功的冷态和热态调试的系统方可投入使用！！！
1、运行前准备
启动时间：应在锅炉点火之前进行上电，系统启动正常后进行操作。 遵照以下步骤进行系统上电：
打开控制柜外门及内门； 依次合上空气开关QF1-QF15； 各空气开关的作用： QF1、QF2——控制电源 QF3——动力电源 QF4、QF7——24V电源 QF5 ——I/O模块电源 QF6 ——触摸屏电源 QF8 ——左侧#1角电源 QF9 ——左侧#2角电源 QF10——左侧#3角电源 QF11——右侧#1角电源 QF12——右侧#2角电源
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QF13——右侧#3角电源 QF14——报警电铃电源 QF15——风扇电源 关上柜内门，并用钥匙锁好。
系统上电后，触摸屏工作，内门面板 POWER 灯亮。 2、转子停转监测时间设定
根据空气预热器变频控制柜变频器置低速、高速具体的情况，设定转子监测的时间值。 3、手动方式运行
间隙小时，按下“上升”按钮，扇形板上升；松开按钮时停止。
间隙大时，按下“下降”按钮，扇形板下降；松开按钮时停止。出现异常时(包括在自动方式下)，按动“强提”按钮，扇形板一直提升到上极限。 在任何运行方式下，都可通过启动“急停”按钮来停止扇行板的动作。 4、自动方式运行
注：在系统无故障、无报警，间隙值设定在正确范围内的情况下，方可投入自动控制。 面板上的“自动”灯亮，表示此扇形板正处在自动控制方式。 设定值: 下值正常范围 2mm-8mm，一般不低于4 mm。
在此方式下，系统根据测量值与设定值自动调整扇形板的位置。间隙大于设定值上值时且恢复变动的时间大于3S时，扇形板下降；间隙小于设定值下值时且恢复变动的时间大于3S时，扇形板上升；间隙在上值与下值之间时，扇形板不调整。下降时间不超过10秒。
注：在锅炉负荷>70%时投入自动方式运行。 4、异常情况自动与手动处理
在强提过程中，如发现异常或不需要提升到上极限位置，可按动面板上的“急停”按钮，停止强制提升。
传感器异常时，在手动方式下进行操作。
电机过载时，将柜内相对应的热过载继电器复位（按动热过载继电器上的“RESET”按钮）。
注：继电器代号请查阅接线原理图。
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当发生下列情况时，系统将自动强制提升扇形板到上极限。 ⑴下降越限 ⑵下降超时 ⑶传感器故障
⑷空气预热器转子停转
四、检查与维护
1. 提升机构
在正式投入使用之前，应将减速箱和传动箱内机油排干，加注新的30号
机油进行润滑。工作过程中注意随时补充其损耗。
提升机构内轴承及蜗轮蜗杆、蜗轮与提升丝杠等传动用1号或2号钙—钠
基润滑脂润滑，注意每半年补充一次。 机构上所有电气绝缘良好。
手轮在不使用时应处于空套位置。使用时将手轮向里推，使牙嵌式离合器
啮合，按手轮上标记的上升或下降的旋转方向进行扇形板的提升或下降操作（逆时针转动时为提升）。 2. 控制柜
控制柜在出厂前均详细检查调试过。 在现场投运前务必进行现场调试。 柜内检查：
触摸屏表面是否完好，柜内有无杂物、线头，是否潮湿，元器件是否松动损坏，绝缘状况如何等。
通讯电缆接触良好。（当出现触摸屏和PLC通讯中断时，请小心检查通讯线的两端接头）。
保险管（FU）全部完好。 PLC的电池已安装。
热过载继电器状态正常（不在TEST状态）。
注：若热过载继电器在TEST状态，应按动继电器上的RESET按钮，则可取消TEST状态。
应定期打开柜门进行检查，保持柜内清洁。 柜内的电气元件应安装牢固，并保持外观完好。
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确保外部所有连线正确，屏蔽电缆的屏蔽层接地良好。
3．间隙传感器及其信号处理盒
用万用表测量传感器探头两根引线之间的电阻，若小于10Ω则表示探头
线圈正常。同时引线应与其外部的金属软管绝缘。
探头与信号变送器的连接电缆应连接牢固，无松动现象。 要保证信号处理盒远离干扰源
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