渣仓物料控制系统的改进与经济性分析

沈志平

摘 要：通过对原有渣仓物料控制系统的改造，使整体结构得到了优化，物料控系统采用智能控制方式，使其自动化控制和监控程度都得到很大程度上改善；同时大大节省了设备制造成本和日常维护量，从而使得锅炉排渣技术得到了完善，可以更好地为中国电力、能源等相关行业发展做出积极贡献。

关键词：物料控制系统；经济性分析；渣仓

中图分类号：F425 文献标志码：A 文章编号：1673-291X（2014）07-0202-02

引言

随着中国电力事业的快速发展，600MW以上机组已成为电网的主力机组。国内大型燃煤机组锅炉除渣系统设计的采用的形式有：（1）锅炉排渣—水利输送—脱水仓—车船运输；（2）锅炉排渣—机械输送—渣仓—车船运输，以及循环流化床锅炉除渣系统的冷渣机—埋刮板输送机—斗提机—渣仓—车船运输等方式。

根据国内对环保和灰渣综合利用的要求，目前大、中型机组锅炉除渣系统通常采用：锅炉排渣—机械输送—渣仓—车船外运形式。具体的方式为：煤粉炉渣井—关断门—除渣机（干式除渣机或者刮板捞渣机）—渣仓—汽车外运，循环流化床锅炉冷渣机—埋刮板输送机—斗提机—渣仓—车船运输。渣仓无论在煤粉炉、硫化床锅炉，干排渣、湿排渣、各种排渣形式都起到了物料储存中转的作用。

一、渣仓料位控制的设计及运用

目前常见的渣仓为全钢制结构形式有两种：（1）一炉一个渣仓。锅炉炉渣经过输渣机转运至渣仓顶部落渣，每座渣库都设有1～2个排渣口。渣库库顶部封闭，设有运转层、渣库顶的扶梯。渣库仓体由钢板焊制，壳体采用10mm普板制造，在周边加有加强筋，直段下端设有裙式加强段。顶部轻微上拱，防止变形。采用H字钢作为支腿，同时带有斜撑。渣仓内壁设有析水原件，渣库下部锥体角不小于600，在锥体上设有人孔门，便于检修。供方将提供锥斗壁破拱装置：在其下部设有3～4个低噪声振动防闭塞装置，在物料棚空时动作，确保连续供料。在其上、中部分别装有高位料位计、连续料位计，对物料及渣仓的工况进行连续监控。高料位计，当渣堆至高位时发出报警信号，报警信号送至渣库控制室，并留有至除灰控制室的接口。（2）一炉两个渣仓。锅炉炉渣经过输渣机转运至渣仓顶部，除渣机出口设有电动三通切换门，一个出口直接进入近端渣仓仓体，另一个出口至渣仓顶部的皮带机 ，由除渣机排除的渣进入另一个渣仓仓体。一台进渣，另一台析水卸渣。每台渣仓内壁设有析水原件，进一步脱去湿渣的水分，便于装车（船）运输。其下部设有3～4个低噪声振动防闭塞装置，每台渣仓出渣口设有气密门。

每台渣仓都设每台锅炉房外侧，露天布置，并采取防雨、防冻措施。仓体顶部加微上凸顶盖，起重架顶面加彩钢瓦顶棚。渣仓中部加三道热水管道或电加热装置，冬季可防止结冰情况出现。

物料料位控制系统采用：分体式雷达连续料位计+高料位+低料位组合。具体是采用两台分体式雷达料位计监测物料的连续情况，并在可输出的显示器上通热水防冻。显示各个仓位物料的连续高度、采用两套高料位计关监测控制物料装满后，发出开关量信号指挥启动或关闭皮带机及除渣机电动三通出口转换到出口、加装两套低料位计当渣仓内物料装车清空以后发出开关量信号，指令渣仓底部气密门关闭，从而完成从渣满转换、渣卸完后自动关闭并在主控室实时检测的目的。

二、两种渣仓形式及物料控制系统存在的问题分析

（1）一台锅炉一个渣仓的形式，最直接的问题是一个渣仓同时承担着储渣和卸渣的功能，当输渣机将渣仓装满的时候，高料位报警，如果渣仓不能及时排渣装车（船）的话，容易造成淤渣杜塞输渣机出渣口，从而形成输渣机卡瑟停机甚至损坏输渣机传动系统。从而造成系统得停机。其次，特别是湿渣在储渣和卸渣的过程中没有得到充分的析水，渣中的水分较高在运输过程中，容易污染周围环境。另外，在料为控制方面高料位的作用只是提供了高料位的信号报警，不能产生后续切实的自动功能，只停留在报警提示作用。同样的连续料位提供的只是人为的观测显示，本系统不能形成自我的保护和自动连锁功能。也使得料位控制系统不能充分发挥作用。（2）一台锅炉两个渣仓。锅炉炉渣经过输渣机转运至渣仓顶部，除渣机出口设有电动三通切换门，一个出口直接进入近端渣仓仓体，另一个出口至渣仓顶部的皮带机 ，由除渣机排除的渣进入另一个渣仓仓体。这种形式基本解决了上述单仓的缺陷，渣中的水分得到充分的过滤，并且形成了一定的自动化控制，形成了仓位的切换，从而保证了输渣机的持续工作，连续排渣。但是增加了一个仓体改变了渣仓强度结构提高了设备造价，因为两个在仓体中心较远又在顶部增加了皮带机输送机，从而增加设备用电量、维护量和设备成本。并且在物料控制方面，高料位料位计起到了发出信号控制电动三通转换仓体的功能，连续料位可以可靠的观察每个仓位的物料情况，但在出现渣料棚空的时候，低料位会发出误操作认为渣料卸空将自动关闭气密门。使得料位控制不能形成可靠的连锁反应。并且整套料位控制系统烦琐成本较高。

三、改进后渣仓料位控制的设计及运用

改进的后的渣仓料位控制的设计方案，考虑了前面两种渣仓情况，在渣仓整体结构上进行优化，从料位控制系统及料位计的合理选用上进行科学有效的合理运用。具体方式：在一炉一个渣仓的基础上将一个渣仓从中间一分为二（根据渣量可加大渣仓直径）从中间用100mm钢板分隔开直至底部，形成两个渣仓形式，下部分别设两个出渣口。从结构上保留个一个渣仓框架特点，两个渣仓相比大大节省了原材料的用量减少了设备成本，并且分开后的两个仓中心距较近，可直接使用输渣机出口电动三通两个出口分别各对应一个仓体，舍去原来的电动三通的另一个出口由皮带机的转送到较远的渣仓。减少了运行设备大大节省开支。

在料位控制方面：在满足此除渣系统需要完成的两个仓位转换、高低料位的控制、实时监测外引显示等功能。采用分体式超声波料位计（一拖二的形式）在每个仓体顶部安装料位计触头，使用定位器调整好检测角度从而监测物料情况，外引电缆进主控室进行显示屏监测。在料位计监测连续料位中设置高料位，确保高低料位的开关量信号的发出的位置，从而实现渣仓物料装满后的高料位开关量信号指令除渣机电动三通工作转换出渣口（转换仓位），在料位计监测连续料位中设置低料位，实现渣仓物料装车卸空以后发出开关量信号指令渣仓底部气密门自动关闭。由于分体式一拖二超声波料位计本身具有连续料位监测、高、低料位开关量信号的功能，省去了再加装高低料位的系统繁琐设置，并且完成一个料位计同时监测两个仓位的功能。由于装在渣仓顶部的料位计，低料为信号是由从上至下的连续声波形成，不会存在误发渣料棚料时发出低料位错误信号从而关闭气密门的情况。完成了渣仓自动化控制于监测。系统简化大大减少成本。

结论

采用改进后的渣仓结构接控制设计形式在渣料控制方面得到有效的保证，完成了可靠的自动化控制和监测。大大节省了设备制造成本和日常维护量，从而使得锅炉排渣—机械输送—渣仓—车船外运这种排渣技术得到了完善。在电力、能源、化工等除渣系统运用将获得可观的经济效益，为中国电力、能源等相关行业发展做出积极的贡献。

参考文献：

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[责任编辑 安世友]