火電廠輸煤自動(dòng)配煤系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

火電廠輸煤自動(dòng)配煤系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

0煤倉(cāng)分配及分倉(cāng)計(jì)量熱能處理廠的自動(dòng)煤輸送線系統(tǒng)是熱能處理廠的自動(dòng)煤采集線，確保供電鍋爐的燃料供應(yīng)，并進(jìn)行高效管理。通常每個(gè)機(jī)組配置多個(gè)煤倉(cāng),不同的煤倉(cāng)(組)負(fù)責(zé)為不同的發(fā)電機(jī)組提供燃料。為提高輸煤效率與減人增效,同時(shí)平衡煤倉(cāng)煤位,保證鍋爐平穩(wěn)運(yùn)行和核算發(fā)電機(jī)組效能,需要火電廠輸煤程控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)配倉(cāng)及分倉(cāng)計(jì)量功能。鑒于此,本文介紹一種具有自動(dòng)配倉(cāng)及分倉(cāng)計(jì)量功能的火電廠輸煤程控自動(dòng)配煤系統(tǒng)。1自動(dòng)加倉(cāng)配煤火電廠輸煤程控自動(dòng)配煤系統(tǒng)的常規(guī)倉(cāng)上自動(dòng)配煤部分基本由倉(cāng)上膠帶、犁煤器、落煤斗、煤倉(cāng)、高料位開(kāi)關(guān)和連續(xù)料位計(jì)等組成。為保證發(fā)電機(jī)組連續(xù)平穩(wěn)運(yùn)行,系統(tǒng)設(shè)備都是雙路備份的,可根據(jù)需要設(shè)置熱備使用。如圖1所示,煤倉(cāng)上有2臺(tái)運(yùn)煤膠帶機(jī),分別是倉(cāng)上甲膠帶機(jī)和倉(cāng)上乙膠帶機(jī),它們分布在煤倉(cāng)的兩側(cè),每條膠帶機(jī)根據(jù)煤倉(cāng)大小設(shè)置雙路或者單路落煤;膠帶上設(shè)計(jì)有11個(gè)犁煤器,負(fù)責(zé)將膠帶機(jī)上的來(lái)煤卸落到煤倉(cāng)中。如圖2所示,每個(gè)煤倉(cāng)上都有4個(gè)落煤點(diǎn),每個(gè)煤倉(cāng)上配有4個(gè)高料位開(kāi)關(guān)和1個(gè)連續(xù)料位計(jì),高料位開(kāi)關(guān)布置在4個(gè)落煤點(diǎn)附近,連續(xù)料位計(jì)則通常布置在煤倉(cāng)頂?shù)闹醒胛恢?連續(xù)料位計(jì)可以實(shí)現(xiàn)低料位報(bào)警功能。1#～5#煤倉(cāng)上各有4個(gè)犁煤器,負(fù)責(zé)從2臺(tái)膠帶機(jī)上卸煤,6#煤倉(cāng)上除用2個(gè)犁煤器進(jìn)行卸煤以外,可由膠帶機(jī)尾部直接落煤入倉(cāng)。系統(tǒng)根據(jù)不同的加倉(cāng)要求,配倉(cāng)前由值班人員在集控室內(nèi)輔機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的操作員站上調(diào)出加倉(cāng)畫(huà)面,給定加倉(cāng)指令,即實(shí)現(xiàn)自動(dòng)加倉(cāng)配煤功能。自動(dòng)加倉(cāng)配煤的基本工藝要求:(1)加倉(cāng)開(kāi)始,先給已報(bào)警的超低煤位煤倉(cāng)配煤,消除煤倉(cāng)超低煤位狀態(tài)。(2)依次給出現(xiàn)低煤位的煤倉(cāng)順序配煤,消除煤倉(cāng)的所有低煤位信號(hào)。(3)所有低煤位信號(hào)消失后,再進(jìn)行順序配煤,當(dāng)煤倉(cāng)滿后轉(zhuǎn)到下一個(gè)煤倉(cāng)進(jìn)行順序配煤,直到所有煤倉(cāng)滿。(4)順序配煤過(guò)程中,如果又出現(xiàn)超低煤位、低煤位倉(cāng),則停止煤倉(cāng)順序加倉(cāng)程序,優(yōu)先為超低煤位、低煤位倉(cāng)配煤,配一定數(shù)量煤后,再轉(zhuǎn)入順序加倉(cāng)程序。(5)當(dāng)全部煤倉(cāng)出現(xiàn)滿煤位信號(hào)后,程序自動(dòng)停機(jī)并將膠帶上余煤均勻分配給各煤倉(cāng)。(6)在配煤過(guò)程中能自動(dòng)跳過(guò)滿倉(cāng)、高煤位倉(cāng)、超高煤位倉(cāng)及檢修倉(cāng)。(7)檢修倉(cāng)可通過(guò)上位機(jī)進(jìn)行設(shè)定,加倉(cāng)時(shí)檢修倉(cāng)不允許配煤。(8)自動(dòng)配煤有單路配煤和雙路配煤2種方式。在雙路配煤方式時(shí),先配一路,配完后先停煤源1～2min,待膠帶上余煤走空,自動(dòng)切換擋板,再給另一路配煤。(9)順序配煤過(guò)程中,允許操作員手動(dòng)修改加倉(cāng)指令。(10)當(dāng)所有煤倉(cāng)都已裝滿煤,并發(fā)出高煤位信號(hào)時(shí),如果煤源點(diǎn)是煤場(chǎng),則先停煤源;如果煤源點(diǎn)為廠外卸煤裝置,則改變執(zhí)行程序,切換斗輪堆取料機(jī)分流裝置擋板,將卸煤轉(zhuǎn)移至煤場(chǎng)。2系統(tǒng)功能2.1煤倉(cāng)煤位現(xiàn)場(chǎng)配煤自動(dòng)配倉(cāng)功能即PLC控制程序根據(jù)當(dāng)前各個(gè)煤倉(cāng)的料位信號(hào),自動(dòng)控制犁煤器的抬起或者落下,以實(shí)現(xiàn)優(yōu)先向煤位低的煤倉(cāng)卸煤和停止向出現(xiàn)高煤位報(bào)警的煤倉(cāng)卸煤的功能。煤倉(cāng)的高煤位報(bào)警由安裝在落煤點(diǎn)附近的高料位開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn),它通常輸出1對(duì)無(wú)源開(kāi)關(guān)點(diǎn),當(dāng)出現(xiàn)高煤位時(shí)閉合報(bào)警,高煤位消失時(shí)斷開(kāi)解除報(bào)警。安裝在煤倉(cāng)頂中央位置的連續(xù)料位計(jì)可以連續(xù)測(cè)量煤倉(cāng)煤位,通常將煤倉(cāng)的連續(xù)煤位以4～20mA的信號(hào)接入PLC后傳輸給控制室,在人機(jī)界面上直觀顯示煤倉(cāng)煤位。連續(xù)的煤位信號(hào)與設(shè)定的煤倉(cāng)煤位低限位值進(jìn)行比較,可判斷當(dāng)前的煤倉(cāng)煤位是否出現(xiàn)低煤位報(bào)警以執(zhí)行低煤位優(yōu)先配煤程序。PLC控制程序除了判斷煤倉(cāng)的高、低煤位以外,還可根據(jù)煤流方向按照煤倉(cāng)配煤優(yōu)先順序執(zhí)行加煤任務(wù),即當(dāng)多個(gè)煤倉(cāng)同時(shí)出現(xiàn)相同煤位等級(jí)的情況時(shí)執(zhí)行優(yōu)先級(jí)別高的煤倉(cāng)加煤。PLC控制程序還要檢測(cè)煤倉(cāng)是否處于“檢修”狀態(tài),跳過(guò)執(zhí)行加倉(cāng)程序,以避免發(fā)生意外事故。其流程如圖3所示。PLC控制程序首先檢測(cè)是否有煤倉(cāng)處于檢修狀態(tài),若有煤倉(cāng)處于檢修狀態(tài),則需要抬起該倉(cāng)上的所有犁煤器,并一直保持抬起狀態(tài)。然后根據(jù)連續(xù)煤位信號(hào)判斷是否有煤倉(cāng)出現(xiàn)了低煤位報(bào)警,若有煤倉(cāng)出現(xiàn)了低煤位報(bào)警,還需要檢測(cè)有多少個(gè)煤倉(cāng)出現(xiàn)了低煤位報(bào)警,根據(jù)預(yù)先設(shè)定的優(yōu)先級(jí),找出所有出現(xiàn)低煤位報(bào)警的煤倉(cāng)中優(yōu)先級(jí)最高的那個(gè),落下那個(gè)煤倉(cāng)上的前面2個(gè)犁煤器,開(kāi)始為該煤倉(cāng)落煤,同時(shí)需要抬起所有其它的犁煤器,避免太多的犁煤器壓在膠帶上,增大膠帶阻力,引起事故。若無(wú)煤倉(cāng)出現(xiàn)低煤位報(bào)警,則需要判斷是否有落煤點(diǎn)無(wú)高煤位報(bào)警信號(hào),若還有落煤點(diǎn)沒(méi)有高煤位報(bào)警信號(hào),則需要分別檢測(cè)2條煤倉(cāng)上的膠帶各自有多少個(gè)落煤點(diǎn)沒(méi)有出現(xiàn)高煤位報(bào)警信號(hào)。然后根據(jù)煤倉(cāng)的優(yōu)先級(jí)和每個(gè)煤倉(cāng)上的犁煤器的前后順序,來(lái)確定2條膠帶上各自優(yōu)先級(jí)最高的那2個(gè)落煤點(diǎn),落下相應(yīng)的犁煤器,開(kāi)始卸煤,同時(shí)抬起所有其它的犁煤器。若所有的落煤點(diǎn)都發(fā)出了高煤位報(bào)警信號(hào),則在人機(jī)界面上發(fā)出倉(cāng)滿信號(hào),提醒操作人員注意所有可用的煤倉(cāng)已經(jīng)全部裝滿,同時(shí)程序停止煤源,轉(zhuǎn)入余煤配煤控制程序,使得膠帶上的余煤走空且不使某個(gè)煤倉(cāng)煤溢出料斗。2.2分倉(cāng)計(jì)量功能工作人員在進(jìn)行值班記錄時(shí),往往需要統(tǒng)計(jì)當(dāng)班的上煤量。在有多個(gè)機(jī)組并存的情況下需要分別統(tǒng)計(jì)每個(gè)煤倉(cāng)的上煤量。這些統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)是機(jī)組效能計(jì)算的重要參數(shù)之一。要實(shí)現(xiàn)分倉(cāng)計(jì)量功能,在火電廠輸煤程控自動(dòng)配煤系統(tǒng)的2條運(yùn)煤線路上必須獨(dú)立配備膠帶秤,以測(cè)量運(yùn)煤線路各自的上煤量,系統(tǒng)采集膠帶秤的計(jì)量數(shù)據(jù)后,通過(guò)程序計(jì)算和人機(jī)交互,實(shí)現(xiàn)分倉(cāng)計(jì)量功能。分倉(cāng)計(jì)量主要根據(jù)倉(cāng)上膠帶機(jī)犁煤器落下信號(hào)實(shí)現(xiàn)計(jì)量,當(dāng)有犁煤器落下時(shí),PLC控制程序開(kāi)始累計(jì)該犁煤器所屬的煤倉(cāng)上煤量,當(dāng)該犁煤器抬起時(shí),落下信號(hào)消失,則停止計(jì)量對(duì)應(yīng)煤倉(cāng)上煤量,自動(dòng)轉(zhuǎn)向下一個(gè)有犁煤器落下信號(hào)的煤倉(cāng),對(duì)其進(jìn)行上煤量計(jì)量。依此類推,即可統(tǒng)計(jì)出任意時(shí)間段內(nèi)的各個(gè)煤倉(cāng)的上煤量,并在人機(jī)界面上顯示供操作員實(shí)時(shí)查看,同時(shí)也可以存放在數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi),供日后查詢使用。3傳感器的配置和安裝實(shí)現(xiàn)自動(dòng)配煤需配備的傳感器有高料位開(kāi)關(guān)、連續(xù)料位計(jì)、限位開(kāi)關(guān)和膠帶秤,傳感器安裝位置如圖4所示。(1)感應(yīng)部件的安裝高料位開(kāi)關(guān)有很多種,其中采用射頻導(dǎo)納原理工作的高料位開(kāi)關(guān)最為常用,圖4所示即為射頻導(dǎo)納式高料位開(kāi)關(guān)安裝位置。其傳感器感應(yīng)部件是一根細(xì)長(zhǎng)的不銹鋼棒,可以根據(jù)要求定制長(zhǎng)度,以適應(yīng)不同的安裝場(chǎng)合,當(dāng)有物料接觸測(cè)感部件時(shí),即發(fā)出報(bào)警信號(hào);當(dāng)無(wú)物料接觸測(cè)感部件時(shí),即停止發(fā)出報(bào)警信號(hào)。根據(jù)高料位開(kāi)關(guān)的工作原理,必須將其安裝在落煤點(diǎn)前。因?yàn)槔缑浩髟谛睹簳r(shí),煤料會(huì)順著煤流方向下落,若將高料位開(kāi)關(guān)安裝在落煤點(diǎn)后,順煤流下落的物料會(huì)碰到其測(cè)感部件,引起誤報(bào)警,如圖5所示。(2)回用傳感器接收測(cè)量煤倉(cāng)連續(xù)料位最常用的是超聲波連續(xù)料位計(jì)和雷達(dá)連續(xù)料位計(jì),圖4所示即為其安裝位置。連續(xù)料位計(jì)發(fā)出探測(cè)波,遇到物料后返回,被傳感器接收,從而測(cè)出物料與傳感器之間的距離,結(jié)合倉(cāng)深即可換算出物料的高度。不管是超聲波還是電磁波,它們?cè)诎l(fā)射時(shí)都有一定的發(fā)射角度。若傳感器探頭不能足夠深入安裝孔,或者對(duì)準(zhǔn)位置不準(zhǔn),探測(cè)波就會(huì)被物體阻擋,不能真正探測(cè)到煤位。所以連續(xù)料位計(jì)通常安裝在煤倉(cāng)頂?shù)闹醒胛恢?探頭垂直向下,且要根據(jù)煤倉(cāng)頂?shù)暮穸葲Q定探頭的下吊深度,避免如圖6所示的情況發(fā)生。(3)電、電、式限位開(kāi)關(guān)限位開(kāi)關(guān)用來(lái)探測(cè)犁煤器的抬起/落下?tīng)顟B(tài)限位開(kāi)關(guān)通常有機(jī)械式、感應(yīng)式和光電式3種。在火電廠輸煤程控自動(dòng)配煤系統(tǒng)中,光電式限位開(kāi)關(guān)需要供電,且會(huì)受到很大的粉塵干擾,不經(jīng)常被使用。感應(yīng)式位置開(kāi)關(guān)也需要供電,安裝要求較高,由于被測(cè)設(shè)備存在較強(qiáng)的振動(dòng)和動(dòng)作誤差,經(jīng)常會(huì)造成限位開(kāi)關(guān)損壞,或者由于距離過(guò)遠(yuǎn)檢測(cè)不到信號(hào)。一般情況下使用機(jī)械式限位開(kāi)關(guān),經(jīng)濟(jì)可靠。(4)民間檢查控制裝置系統(tǒng)設(shè)計(jì)選用具有上煤量累計(jì)功能并可輸出相應(yīng)信號(hào)的膠帶秤用于實(shí)現(xiàn)分倉(cāng)計(jì)量功能。膠帶秤的上煤量通常以噸脈沖的方式對(duì)外輸出,PLC控制程序接收噸脈沖后自行累計(jì)上煤量。有的膠帶秤本身具有上位控制機(jī)和完善的統(tǒng)計(jì)軟件,分倉(cāng)計(jì)量控制程序以通信協(xié)議方式,結(jié)合相應(yīng)控制信號(hào),由上位機(jī)程序