火电厂输煤程控系统设计

张 蓓

（吉林电子信息职业技术学院 吉林 吉林 132021）

0 引言

火力发电厂设备众多，控制对象的特性复杂，一般无法以整个过程为对象加以控制，而且需要长时间不间断运行，不宜频繁启动停止。火力发电厂的事故停机常常会带来巨大的经济损失，而有效的运行优化手段又会带来可观的经济效益。火力发电厂生产实时数据量大且密集，运行环境比较恶劣，大多数参数和变量不能直接测量得出[1]。

由此，可以采用有效、适用、先进的自动控制方法，实现设备的安全长期运行、减轻工人劳动强度、改善工作环境，实现生产过程的实时信息监控及调度。电厂输煤程控系统设计实际上就是采用PLC作为控制核心,按照步进控制原理,实现电煤输送子系统间相互协调工作,高效稳定的完成电煤的输送[2]。一方面，它可以为电厂管理层的决策提供真实、可靠的实时运行数据，了解机组在一定负荷运转下的燃煤消耗情况，为企业提供科学、准确的经济性指标。另一方面，它的高可靠性、高实用性和扩展灵活性大大降了工人劳动强度，同时为以后的进一步扩展提供方便。

1 系统整体设计

整个系统可以分为三层，包括生产管理层（输煤程控室）、现场控制层（PLC控制站）及就地控制层。现场各种数据通过PLC系统进行采集[3]。

电厂输煤工艺一般都包括卸煤流程、堆煤流程、上煤流程和配煤流程几个部分。本系统整体的设计最主要的就是上煤和配煤部分的设计。在系统起停控制方面同一采用逆煤流方向启动、顺煤流方向停止的原则。

上煤部分主要是输煤传送皮带对煤的输送过程。具体包括翻车机至贮煤场、翻车机至圆筒仓、翻车机至主厂房原煤仓、贮煤场至圆筒仓、贮煤场至原煤仓以及圆筒仓至主厂房原煤斗。具体工艺流程图如图1所示。配煤部分运用犁式卸料机和可逆配仓皮带机根据原煤斗高低煤位信号给原煤斗上煤。

图1 输煤系统图

2 系统硬件部分

在卸煤部分设计布置两台CFH-2A型侧倾式翻车机及重车调车机，空车调车、迁车台等相关调车设施。在贮煤场并列布置两台斗轮机作为煤场堆取设备，且互为备用。混煤设施部分采用四个筒仓以解决不同煤种的混煤要求及系统的缓冲作用。混煤比例按燃烧的要求进行。

而筛碎系统选择每路带式输送机上设置一台滚轴筛和一台波随即。共设置两套，一套运行，一套备用，并具备同时运行的可能。

对于输煤系统，输送设备按双路设计布置，一路运行，一路备用，并考虑双路短时间同时运行的条件。卸煤沟下带式输送机和煤场带式输送机采用单路。煤仓处卸煤采用电动单侧犁式卸煤器卸煤，每个原煤斗配用3台犁式卸料器。

对于辅助设施，可以贮煤场进口处设置电动分煤器，以便将邪魅设施的最大出力时的燃煤分流至贮煤场和主厂房原煤仓或者是筒仓，进而减少工作量。在卸煤设施出口及主厂房入口处胶带输送系统中分别设置除大块装置以及细木分离器。在翻车机卸煤出口胶带输送机中部及#2、#3胶带输送机设置三级除铁器。翻车机前重车线上设置动态电子轨道衡。#4带式输送机尾部设置2台电子皮带秤。碎煤机室的零米层设置两套实物校验装置。每路带式输送机运行通道侧配备有双向拉绳开关。每条带式输送机的两侧每隔一段距离，设置防跑偏开关。另外在每路带式输送机上还设有胶带打滑监视器、料流检测器、溜槽堵塞保护装置、纵向撕裂保护装置及速度监控仪。各个落煤点均设置除尘设备。

3 系统软件实现

本设计拟主要采用程控联锁的方式实现程序控制。程控解锁十分简单，其目地是为在输煤系统正常投运后，检修的方便，不必去现场为每个设备就地操作，另一方面，是为系统中联锁条件故障而须紧急运行时，自由配置运行流程而设置。

图2 程控联锁流程图

程控联锁是输煤程控自动化建设的重点，对运煤流程而言，关键设备包括皮带机、卸船机、斗轮机、筛煤机和碎煤机，程控设计的思想必须遵循不堵煤、安全生产。对于不堵煤原则，在正常工作的逻辑中遵守“顺序停止，逆序开动”，也要考虑意外情况下，逻辑程序必须作出停机处理，当节点处出现停机后，上游联锁设备必须作出快速联跳动作。这种意外情况包括:下游设备意外停机、路径接头处积堵时间过长;对于安全生产的原则，逻辑上必须考虑如何判断安全危情，安全因素主要包括:皮带撕裂、皮带跑偏、电机发热过高、电机力矩过大、电机电流过大、距上一次停机间隔时间过短等。对于流程外的设备而言，本着工艺要求及节能的思想，在其相关主设备停运后，应该停止运行。具体流程图如图2所示。

［1］张雪松.基于PLC的电厂输煤程控系统的研究[J].云南电力技术，2010，12（38）：66-68.

［2］葛修君.PLC 在输煤程控系统中的应用[J].煤炭技术，2009，8（28）：26-27.

［3］刘爱忠.燃料管理及设备[M].北京：中国电力出版社，2002.