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爐除灰系統(tǒng)由兩臺(tái)三電場(chǎng)除塵器、十二臺(tái)電動(dòng)鎖氣器、兩臺(tái)飼料機(jī)、兩臺(tái)斜槽風(fēng)機(jī)、四臺(tái)倉(cāng)泵、三臺(tái)空壓機(jī)、一個(gè)灰?guī)旒斑B接管路組成。

火力發(fā)電廠輸灰流程：電除塵器灰斗→鎖氣器→斜槽→飼料機(jī)→倉(cāng)泵→灰?guī)?/span>→灰場(chǎng)，從除塵器灰斗至灰?guī)觳糠志唧w輸灰程序?yàn)椋合仍趥}(cāng)泵泵體內(nèi)無(wú)壓力的情況下，打開進(jìn)料閥和放氣閥（有倉(cāng)泵導(dǎo)電除塵器灰斗，以保證倉(cāng)泵內(nèi)空氣的排放）、啟動(dòng)鎖氣器，把電除灰塵灰斗內(nèi)的灰料經(jīng)鎖氣器       斜槽→飼料機(jī)→進(jìn)料閥送入倉(cāng)泵內(nèi)，當(dāng)泵內(nèi)的灰料到達(dá)一定的程度時(shí)，停止鎖氣器運(yùn)轉(zhuǎn)，關(guān)閉進(jìn)料、放氣器兩閥，打開出料閥，再開進(jìn)風(fēng)閥，利用壓縮空氣將泵內(nèi)的灰料通過輸灰管道至灰塔。然后再進(jìn)行料放氣，周而復(fù)始，完成將電除塵器分離出的灰送至灰?guī)焖娜蝿?wù)。該系統(tǒng)在整個(gè)生產(chǎn)過程中具有重要的作用，正常運(yùn)行時(shí)能確保鍋爐燃煤燒后產(chǎn)生的輸灰及時(shí)的輸送出去。

在倉(cāng)泵輸灰控制過程中有大量連鎖及閉鎖。如：①在倉(cāng)泵體仍有余壓得情況下就只能開放氣閥降壓而禁止開進(jìn)料閥，進(jìn)料和放氣兩閥未完全關(guān)閉時(shí)則禁止打開進(jìn)風(fēng)閥，以防止返灰；②在灰管壓力較允許值高時(shí)則閉鎖打開出料閥和進(jìn)風(fēng)閥，以防灰管堵塞或堵塞故障變大；③在空氣母管壓力較低時(shí)閉鎖打開進(jìn)風(fēng)閥，防止堵管；④在進(jìn)風(fēng)閥未完全關(guān)閉時(shí)，閉鎖大開放氣閥和進(jìn)料閥；⑤當(dāng)倉(cāng)泵內(nèi)的灰料高度已達(dá)到預(yù)定位置、同側(cè)的另一臺(tái)倉(cāng)泵不再出料狀態(tài)且空氣母管壓力已達(dá)到規(guī)定值時(shí)，連鎖打開出料計(jì)進(jìn)風(fēng)閥進(jìn)行出料；當(dāng)空氣母管壓力降到規(guī)定值后，連鎖關(guān)閉進(jìn)風(fēng)、出料閥，停止出料；另外還者有閥門故障檢測(cè)系統(tǒng)，當(dāng)一閥門從全關(guān)位置到全開位置或從全開位置到全關(guān)位置的動(dòng)作時(shí)間超過一定時(shí)間值時(shí)，則發(fā)出聲報(bào)警信號(hào)，提醒運(yùn)行人員，該閥門已卡，應(yīng)立即進(jìn)行處理。

1 倉(cāng)泵除灰控制系統(tǒng)的工作原理

除灰系統(tǒng)是利用壓縮空氣將干灰沿除灰管道輸送至灰?guī)旎蛑修D(zhuǎn)倉(cāng)，輸送空氣壓力較高，輸送距離較長(zhǎng)。進(jìn)料閥由錐閥，連桿和活塞開關(guān)等部分組成，當(dāng)活塞缺的活塞被氣壓推至上部時(shí)，連桿帶動(dòng)搖臂桿使錐閥落下，進(jìn)料閥開啟；反之，當(dāng)活塞開關(guān)的活塞處于下部時(shí)，靠活塞開關(guān)內(nèi)的彈簧的壓力把錐閥推至上方，并與橡膠圈壓緊，此時(shí)進(jìn)料閥處于關(guān)閉狀態(tài)。

 進(jìn)氣閥是由閥上的上下氣流壓力差與彈簧之間平衡作用維持一定的開度讓一定量的壓縮空氣進(jìn)去缺體，使缺體內(nèi)物料氣化后，借缸體與管道的壓差，將氣化的物料送至輸送管道。

倉(cāng)泵工作時(shí)，按下啟動(dòng)按鈕，系統(tǒng)投入運(yùn)行，排氣閥打開，通過時(shí)間繼電器的延時(shí)：延時(shí)時(shí)間到，進(jìn)料閥打開，進(jìn)料此時(shí)也是通過一個(gè)時(shí)間繼電器來(lái)計(jì)量何時(shí)料滿：料滿延時(shí)時(shí)間到，就關(guān)閉放氣閥與進(jìn)料閥。此時(shí)生產(chǎn)應(yīng)轉(zhuǎn)入下一過程，當(dāng)倉(cāng)泵壓力達(dá)到一個(gè)給定值時(shí)，倉(cāng)泵就應(yīng)進(jìn)行出料的生產(chǎn)過程。此時(shí)進(jìn)氣閥與出料閥都打開，出料延時(shí)時(shí)間繼電器開始延時(shí)，出料完，及出料延時(shí)時(shí)間到，關(guān)進(jìn)氣閥與出料閥，生產(chǎn)自動(dòng)切換到進(jìn)料過程，開放氣閥，然后開進(jìn)料閥，如此循環(huán)往復(fù)的進(jìn)行生產(chǎn)。

2  電廠目前倉(cāng)泵除灰系統(tǒng)狀況

某火力發(fā)電廠號(hào)機(jī)組的輸灰控制系統(tǒng)由于設(shè)計(jì)及設(shè)備等方面的不同，程度的存在一些問題，致使該系統(tǒng)自投入運(yùn)行以來(lái)，運(yùn)行狀況一直不太理想，主要存在以下問題。

2．1倉(cāng)泵沒有料位計(jì)

 該系統(tǒng)原來(lái)配置的料位計(jì)（電容式料位計(jì)）可靠性較差，不能準(zhǔn)確的測(cè)量出倉(cāng)泵內(nèi)料位，故當(dāng)時(shí)在調(diào)試是就由時(shí)間繼電器來(lái)代替料位計(jì)，使運(yùn)行人員再不十分清楚的情況當(dāng)前倉(cāng)泵內(nèi)的灰料量的情況下，簡(jiǎn)單的根據(jù)時(shí)間來(lái)操作，從而因操作失誤，控制失靈等經(jīng)常造成系統(tǒng)堵管，泄漏的問題，影響生產(chǎn)。

2．2倉(cāng)泵控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理

原來(lái)設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)是由中間繼電器和時(shí)間繼電器構(gòu)成的，即繼電器控制系統(tǒng)，這種系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)所表現(xiàn)出來(lái)的突出問題是：繼電器經(jīng)常因周圍環(huán)境中較多灰塵而接觸不良，從而是整個(gè)系統(tǒng)不能正常工作，其次因控制柜，操縱臺(tái)內(nèi)以及相互之間的連接電纜，電線非常多，也造成了設(shè)備的故障率高，維護(hù)工作量大，維護(hù)費(fèi)用高等問題。

2．3 電除塵器灰斗料位設(shè)計(jì)選型不合理

不利于節(jié)能降耗，原來(lái)電除塵器灰斗裝置設(shè)備的料位計(jì)為堵轉(zhuǎn)式料位計(jì)并只供監(jiān)視用，而且基本上都不能正常運(yùn)行，無(wú)法提供有效信號(hào)，這就造成崗位操作人員在不了解的情況（灰斗真實(shí)料位的情況），只能憑感覺，憑經(jīng)驗(yàn)操作，以至于出現(xiàn)灰斗已經(jīng)基本無(wú)料，而操作人員卻開動(dòng)設(shè)備出料的情況，從而所氣器，飼料機(jī)及倉(cāng)泵的設(shè)備底效率運(yùn)轉(zhuǎn)，對(duì)設(shè)備及能源造成極大的浪費(fèi)。

為了克服以上缺陷，保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運(yùn)行，保護(hù)環(huán)境以及節(jié)能降耗等方面的考慮，對(duì)該機(jī)組進(jìn)行了技術(shù)改造，由PLC構(gòu)成控制系統(tǒng)，采用電動(dòng)鎖氣器。電動(dòng)鎖器是一種通用供料設(shè)備，常安裝與鍋爐除塵器灰斗和物料發(fā)送裝置之間，作為氣力除灰系統(tǒng)的前置給料設(shè)備，或者安裝在儲(chǔ)灰?guī)旎蛑修D(zhuǎn)灰?guī)斓男痘铱谔?，作為后續(xù)輸送設(shè)備的給料設(shè)備。

3 倉(cāng)泵改造后的功能要求

改造后應(yīng)使該系統(tǒng)具有手動(dòng)運(yùn)行方式和自動(dòng)運(yùn)行方式，手動(dòng)運(yùn)行的功能是根據(jù)系統(tǒng)狀況來(lái)人為地操作相應(yīng)的設(shè)備。

3.1手動(dòng)運(yùn)行方式

3．3．1合上甲(乙)側(cè)倉(cāng)泵控制電源開關(guān)。

3．1．2 將甲(乙)側(cè)倉(cāng)泵手/自動(dòng)運(yùn)行方式選擇開關(guān)打到手動(dòng)位置。

3．1．3將甲(乙)側(cè)電除塵器灰斗鎖氣器手/自動(dòng)運(yùn)行方式選擇開關(guān)打到手動(dòng)位置。

3．1．4 開啟對(duì)應(yīng)倉(cāng)泵進(jìn)料閥開始進(jìn)料,排氣指示燈亮。

3．1．5 根據(jù)電除塵器灰斗料位情況,啟動(dòng)灰斗鎖氣器運(yùn)行(注:當(dāng)本次需啟動(dòng)的*后一臺(tái)鎖氣器完成啟動(dòng)過程后,倉(cāng)泵進(jìn)料延時(shí)開始計(jì)時(shí);此后在本次進(jìn)料延時(shí)過程中不得啟停鎖氣器,否則將重新開始計(jì)時(shí),易發(fā)生滿罐故障)。

3．1．6 料滿指示燈亮或進(jìn)料時(shí)間(根據(jù)設(shè)備運(yùn)行情況暫定為:單臺(tái)鎖氣器運(yùn)行,進(jìn)料時(shí)間為7分鐘；兩臺(tái)鎖氣器運(yùn)行,進(jìn)料時(shí)間為3分鐘；三臺(tái)及以上臺(tái)數(shù)的鎖氣器運(yùn)行,進(jìn)料時(shí)間為1.5分鐘)到,將運(yùn)行鎖氣器停止運(yùn)行(注:進(jìn)料延時(shí)從*后一臺(tái)鎖氣器啟動(dòng)完成后開始計(jì)時(shí)) 。

3．1．7 鎖氣器停止運(yùn)行后,要求間隔5秒鐘后再關(guān)閉進(jìn)料閥及放氣閥。

3．1．8 進(jìn)料閥和放氣閥關(guān)閉后,要求至少間隔10秒鐘后再進(jìn)行出料。

3．1．9 在空氣壓力滿足要求(≥0.55MPA)的情況下,開啟進(jìn)風(fēng)閥進(jìn)行出料,進(jìn)風(fēng)指示燈亮,料滿指示燈滅。

3．1．10 當(dāng)空氣壓力降到規(guī)定值(0.12MPA)后,完成出料,關(guān)閉進(jìn)風(fēng)閥,進(jìn)風(fēng)閥關(guān)閉后至少15秒鐘方可開啟進(jìn)料閥。此后就進(jìn)入了下一循環(huán)。

3.2 自動(dòng)運(yùn)行方式

自動(dòng)運(yùn)行的功能為：該廠的除塵器甲、乙側(cè)各有一套倉(cāng)泵自動(dòng)輸灰控制系統(tǒng)，甲側(cè)自動(dòng)輸灰系統(tǒng)同時(shí)控制1號(hào)、號(hào)倉(cāng)泵自動(dòng)運(yùn)行，乙側(cè)自動(dòng)輸灰系統(tǒng)同時(shí)控制3號(hào)，號(hào)倉(cāng)泵自動(dòng)運(yùn)行，只有甲（乙）側(cè)兩臺(tái)倉(cāng)泵均能正常運(yùn)行的情況下倉(cāng)泵方可投入自動(dòng)運(yùn)行。自動(dòng)運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)優(yōu)先選擇號(hào)（或號(hào)）倉(cāng)泵進(jìn)，出料，然后是號(hào)（或號(hào)）倉(cāng)泵進(jìn)出料，如此交替反復(fù)進(jìn)行，當(dāng)鎖氣器投入自動(dòng)的灰斗低灰位、中灰位燈同時(shí)亮后，系統(tǒng)才能自動(dòng)啟動(dòng)對(duì)應(yīng)灰斗鎖氣器運(yùn)行，并保持到該灰斗料位降到低位以下才禁止其自啟動(dòng)，當(dāng)灰斗的灰位上升到中位以上時(shí)，該灰斗降被記憶，以備控制鎖氣器用。當(dāng)倉(cāng)泵料滿或進(jìn)料時(shí)間到，自動(dòng)停止運(yùn)行鎖氣器，關(guān)閉倉(cāng)泵進(jìn)料閥，開啟倉(cāng)泵允許進(jìn)料時(shí)間為7分鐘（在調(diào)試的時(shí)候，該時(shí)間可做適當(dāng)修改，以滿足生產(chǎn)的要求）。當(dāng)有兩臺(tái)灰斗滿足選擇時(shí)，倉(cāng)泵允許進(jìn)料時(shí)間3分鐘（在調(diào)試是該時(shí)間可以修改，以滿足生產(chǎn)的要求）。當(dāng)有3臺(tái)及以上灰斗滿足選擇條件時(shí)，倉(cāng)泵允許進(jìn)料時(shí)間為1.5分鐘（再調(diào)試時(shí)，該時(shí)間可做適當(dāng)修改，以滿足生產(chǎn)的要求）自動(dòng)輸灰系統(tǒng)開始計(jì)時(shí)后，如有其他灰斗有滿足輸灰條件，其灰斗鎖氣器不會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)，只有到下一輪循環(huán)才參加輸灰選擇。

改造系統(tǒng)后采用雙倉(cāng)泵的主要功能是通過兩臺(tái)單倉(cāng)泵的交替裝料和出料實(shí)現(xiàn)物料的連續(xù)輸送，雙倉(cāng)泵的控制系統(tǒng)包括倉(cāng)泵指示機(jī)構(gòu)，壓縮空氣控制管路等，由它們來(lái)控制執(zhí)行倉(cāng)泵的裝料及送料，兩臺(tái)單倉(cāng)泵的交替出料控制，出料閥具有兩個(gè)進(jìn)料口和一個(gè)出料口，通過切換閥芯將兩臺(tái)單倉(cāng)泵的出料管與出灰管交替接通。當(dāng)一臺(tái)處于出料狀態(tài)時(shí)，另一臺(tái)處于進(jìn)料狀態(tài)。

雙倉(cāng)泵的控制系統(tǒng)包括倉(cāng)滿指示機(jī)構(gòu)，壓縮空氣控制管路等。由他們來(lái)控制執(zhí)行倉(cāng)泵的裝料及送料。兩臺(tái)單倉(cāng)泵的交替出料閥控制。出料閥具有兩個(gè)進(jìn)料口和一個(gè)出料口，通過切換閥芯將兩臺(tái)單倉(cāng)泵的出料關(guān)于出灰管道交替接通。 火電站除灰工藝流程圖1

3.3 改造方案

根據(jù)存在的問題和實(shí)現(xiàn)的功能，結(jié)合現(xiàn)有的技術(shù)能力，該廠技術(shù)人員通過研究討論和論證的出如下改造方案。

問題的核心---控制系統(tǒng)部分用OMRON公司的C200H系列可編程序控制器PLC來(lái)代替中間（時(shí)間）繼電器，因?yàn)?span>PLC是一種新型通用的自動(dòng)控制裝置，它將傳統(tǒng)的繼電器技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)和通訊技術(shù)融為一體，是專門為工業(yè)控制而設(shè)計(jì)的，具有功能強(qiáng)，通用靈活，可靠性高，穩(wěn)定性好，抗干擾能力強(qiáng)，編程簡(jiǎn)單，使用方便及體積小，重量輕，功耗低等一系列優(yōu)點(diǎn)，它對(duì)環(huán)境的要求比較低PLC的工作環(huán)境溫度為*高溫度為儲(chǔ)藏溫度為相對(duì)溫度為5%--95%?？諝獾臈l件周圍不能有可燃性，易爆性，腐蝕性的氣體。因此選擇它作為本系統(tǒng)改造后的控制核心，既可以達(dá)到降低系統(tǒng)的故障，維護(hù)費(fèi)用和維護(hù)工作量減少，保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的目的，有可以靈活配置所需要的模塊，*大限度的限制，減少備用備件。

將倉(cāng)蹦泵體的料位計(jì)（電容式）該用美DREXLBROOK公司的射頻導(dǎo)納點(diǎn)位計(jì)，這樣在料位即可靠的前提下，就可以將倉(cāng)泵控制系統(tǒng)改為以料位為主，時(shí)間延時(shí)為輔的控制系統(tǒng)，保證操作人員在正常情況下能夠根據(jù)料位情況操作設(shè)備，這樣既減少了設(shè)備的損耗，有節(jié)約了能源，達(dá)到提高設(shè)備效率，節(jié)能降耗的目的。

在電除塵器上增設(shè)FM型負(fù)壓式膜片開關(guān)料位計(jì),該料位計(jì)輸出兩對(duì)開關(guān)量信號(hào)，其中一對(duì)送到輸灰控制系統(tǒng)作為作用，另外一對(duì)送到監(jiān)視系統(tǒng)（料位指示燈），作為運(yùn)行操作人員監(jiān)視灰斗料位用。

 對(duì)倉(cāng)泵，飼料機(jī)，鎖氣器以及電除塵器灰斗料位等設(shè)備或參數(shù)之間的連（閉）鎖系統(tǒng)進(jìn)行修改，完善，是倉(cāng)泵短時(shí)間不工作（除灰）時(shí)，飼料機(jī)，鎖氣器等設(shè)備也不運(yùn)行，當(dāng)電除塵器灰斗內(nèi)的料位低于預(yù)定位置是系統(tǒng)不進(jìn)行除灰作業(yè)，保證系統(tǒng)始終在高效率下運(yùn)行，減少或杜絕設(shè)備不必要的消耗，這些都可以到達(dá)節(jié)能降耗的目的。

總而言之，本次技術(shù)改造主要是利用可編程序邏輯控制器（PLC）作為控制系統(tǒng)的核心部件，外圍利用除塵器灰斗料位計(jì)，倉(cāng)泵料位計(jì)，及有關(guān)設(shè)備（倉(cāng)泵，飼料機(jī)，鎖氣器等）的運(yùn)行狀態(tài)吹灰空氣母管壓力等作為輸出信號(hào)；輸出控制倉(cāng)泵進(jìn)/出灰，鎖氣器，飼料機(jī)以及空壓機(jī)負(fù)荷等設(shè)備或參數(shù)。

                              圖1  火電站除灰工藝流程圖

4 PLC的輸入輸出的點(diǎn)分配

   根據(jù)控制的要求，所選擇的輸入繼電器的編號(hào)為：00400～00411、00500～00511、00600～00611、00700～00714，輸入繼電器是PLC接受外部輸入設(shè)備開關(guān)信號(hào)的接口，所以這些端口與按鈕、反映設(shè)備狀態(tài)的信號(hào)相連；輸出繼電器的編號(hào)為01200～01206、01300～01309、01400～01409、01500～01507、01600～01607、01700～01707，輸出繼電器的輸端是PLC向外部負(fù)載傳送信號(hào)的接口，所以這些端口用來(lái)控制指示燈、電磁閥。具體的I/O分配如表1所示。