火电厂输煤自动配煤系统的设计

火电厂输煤自动配煤系统的设计

0煤仓分配及分仓计量热能处理厂的自动煤输送线系统是热能处理厂的自动煤采集线，确保供电锅炉的燃料供应，并进行高效管理。通常每个机组配置多个煤仓,不同的煤仓(组)负责为不同的发电机组提供燃料。为提高输煤效率与减人增效,同时平衡煤仓煤位,保证锅炉平稳运行和核算发电机组效能,需要火电厂输煤程控系统实现自动配仓及分仓计量功能。鉴于此,本文介绍一种具有自动配仓及分仓计量功能的火电厂输煤程控自动配煤系统。1自动加仓配煤火电厂输煤程控自动配煤系统的常规仓上自动配煤部分基本由仓上胶带、犁煤器、落煤斗、煤仓、高料位开关和连续料位计等组成。为保证发电机组连续平稳运行,系统设备都是双路备份的,可根据需要设置热备使用。如图1所示,煤仓上有2台运煤胶带机,分别是仓上甲胶带机和仓上乙胶带机,它们分布在煤仓的两侧,每条胶带机根据煤仓大小设置双路或者单路落煤;胶带上设计有11个犁煤器,负责将胶带机上的来煤卸落到煤仓中。如图2所示,每个煤仓上都有4个落煤点,每个煤仓上配有4个高料位开关和1个连续料位计,高料位开关布置在4个落煤点附近,连续料位计则通常布置在煤仓顶的中央位置,连续料位计可以实现低料位报警功能。1#～5#煤仓上各有4个犁煤器,负责从2台胶带机上卸煤,6#煤仓上除用2个犁煤器进行卸煤以外,可由胶带机尾部直接落煤入仓。系统根据不同的加仓要求,配仓前由值班人员在集控室内辅机监控系统的操作员站上调出加仓画面,给定加仓指令,即实现自动加仓配煤功能。自动加仓配煤的基本工艺要求:(1)加仓开始,先给已报警的超低煤位煤仓配煤,消除煤仓超低煤位状态。(2)依次给出现低煤位的煤仓顺序配煤,消除煤仓的所有低煤位信号。(3)所有低煤位信号消失后,再进行顺序配煤,当煤仓满后转到下一个煤仓进行顺序配煤,直到所有煤仓满。(4)顺序配煤过程中,如果又出现超低煤位、低煤位仓,则停止煤仓顺序加仓程序,优先为超低煤位、低煤位仓配煤,配一定数量煤后,再转入顺序加仓程序。(5)当全部煤仓出现满煤位信号后,程序自动停机并将胶带上余煤均匀分配给各煤仓。(6)在配煤过程中能自动跳过满仓、高煤位仓、超高煤位仓及检修仓。(7)检修仓可通过上位机进行设定,加仓时检修仓不允许配煤。(8)自动配煤有单路配煤和双路配煤2种方式。在双路配煤方式时,先配一路,配完后先停煤源1～2min,待胶带上余煤走空,自动切换挡板,再给另一路配煤。(9)顺序配煤过程中,允许操作员手动修改加仓指令。(10)当所有煤仓都已装满煤,并发出高煤位信号时,如果煤源点是煤场,则先停煤源;如果煤源点为厂外卸煤装置,则改变执行程序,切换斗轮堆取料机分流装置挡板,将卸煤转移至煤场。2系统功能2.1煤仓煤位现场配煤自动配仓功能即PLC控制程序根据当前各个煤仓的料位信号,自动控制犁煤器的抬起或者落下,以实现优先向煤位低的煤仓卸煤和停止向出现高煤位报警的煤仓卸煤的功能。煤仓的高煤位报警由安装在落煤点附近的高料位开关实现,它通常输出1对无源开关点,当出现高煤位时闭合报警,高煤位消失时断开解除报警。安装在煤仓顶中央位置的连续料位计可以连续测量煤仓煤位,通常将煤仓的连续煤位以4～20mA的信号接入PLC后传输给控制室,在人机界面上直观显示煤仓煤位。连续的煤位信号与设定的煤仓煤位低限位值进行比较,可判断当前的煤仓煤位是否出现低煤位报警以执行低煤位优先配煤程序。PLC控制程序除了判断煤仓的高、低煤位以外,还可根据煤流方向按照煤仓配煤优先顺序执行加煤任务,即当多个煤仓同时出现相同煤位等级的情况时执行优先级别高的煤仓加煤。PLC控制程序还要检测煤仓是否处于“检修”状态,跳过执行加仓程序,以避免发生意外事故。其流程如图3所示。PLC控制程序首先检测是否有煤仓处于检修状态,若有煤仓处于检修状态,则需要抬起该仓上的所有犁煤器,并一直保持抬起状态。然后根据连续煤位信号判断是否有煤仓出现了低煤位报警,若有煤仓出现了低煤位报警,还需要检测有多少个煤仓出现了低煤位报警,根据预先设定的优先级,找出所有出现低煤位报警的煤仓中优先级最高的那个,落下那个煤仓上的前面2个犁煤器,开始为该煤仓落煤,同时需要抬起所有其它的犁煤器,避免太多的犁煤器压在胶带上,增大胶带阻力,引起事故。若无煤仓出现低煤位报警,则需要判断是否有落煤点无高煤位报警信号,若还有落煤点没有高煤位报警信号,则需要分别检测2条煤仓上的胶带各自有多少个落煤点没有出现高煤位报警信号。然后根据煤仓的优先级和每个煤仓上的犁煤器的前后顺序,来确定2条胶带上各自优先级最高的那2个落煤点,落下相应的犁煤器,开始卸煤,同时抬起所有其它的犁煤器。若所有的落煤点都发出了高煤位报警信号,则在人机界面上发出仓满信号,提醒操作人员注意所有可用的煤仓已经全部装满,同时程序停止煤源,转入余煤配煤控制程序,使得胶带上的余煤走空且不使某个煤仓煤溢出料斗。2.2分仓计量功能工作人员在进行值班记录时,往往需要统计当班的上煤量。在有多个机组并存的情况下需要分别统计每个煤仓的上煤量。这些统计数据是机组效能计算的重要参数之一。要实现分仓计量功能,在火电厂输煤程控自动配煤系统的2条运煤线路上必须独立配备胶带秤,以测量运煤线路各自的上煤量,系统采集胶带秤的计量数据后,通过程序计算和人机交互,实现分仓计量功能。分仓计量主要根据仓上胶带机犁煤器落下信号实现计量,当有犁煤器落下时,PLC控制程序开始累计该犁煤器所属的煤仓上煤量,当该犁煤器抬起时,落下信号消失,则停止计量对应煤仓上煤量,自动转向下一个有犁煤器落下信号的煤仓,对其进行上煤量计量。依此类推,即可统计出任意时间段内的各个煤仓的上煤量,并在人机界面上显示供操作员实时查看,同时也可以存放在数据库内,供日后查询使用。3传感器的配置和安装实现自动配煤需配备的传感器有高料位开关、连续料位计、限位开关和胶带秤,传感器安装位置如图4所示。(1)感应部件的安装高料位开关有很多种,其中采用射频导纳原理工作的高料位开关最为常用,图4所示即为射频导纳式高料位开关安装位置。其传感器感应部件是一根细长的不锈钢棒,可以根据要求定制长度,以适应不同的安装场合,当有物料接触测感部件时,即发出报警信号;当无物料接触测感部件时,即停止发出报警信号。根据高料位开关的工作原理,必须将其安装在落煤点前。因为犁煤器在卸煤时,煤料会顺着煤流方向下落,若将高料位开关安装在落煤点后,顺煤流下落的物料会碰到其测感部件,引起误报警,如图5所示。(2)回用传感器接收测量煤仓连续料位最常用的是超声波连续料位计和雷达连续料位计,图4所示即为其安装位置。连续料位计发出探测波,遇到物料后返回,被传感器接收,从而测出物料与传感器之间的距离,结合仓深即可换算出物料的高度。不管是超声波还是电磁波,它们在发射时都有一定的发射角度。若传感器探头不能足够深入安装孔,或者对准位置不准,探测波就会被物体阻挡,不能真正探测到煤位。所以连续料位计通常安装在煤仓顶的中央位置,探头垂直向下,且要根据煤仓顶的厚度决定探头的下吊深度,避免如图6所示的情况发生。(3)电、电、式限位开关限位开关用来探测犁煤器的抬起/落下状态限位开关通常有机械式、感应式和光电式3种。在火电厂输煤程控自动配煤系统中,光电式限位开关需要供电,且会受到很大的粉尘干扰,不经常被使用。感应式位置开关也需要供电,安装要求较高,由于被测设备存在较强的振动和动作误差,经常会造成限位开关损坏,或者由于距离过远检测不到信号。一般情况下使用机械式限位开关,经济可靠。(4)民间检查控制装置系统设计选用具有上煤量累计功能并可输出相应信号的胶带秤用于实现分仓计量功能。胶带秤的上煤量通常以吨脉冲的方式对外输出,PLC控制程序接收吨脉冲后自行累计上煤量。有的胶带秤本身具有上位控制机和完善的统计软件,分仓计量控制程序以通信协议方式,结合相应控制信号,由上位机程序