选煤厂配电及集控系统探讨

张扬扬

摘 要：从用户角度对选煤厂供配电及集控系统的设计和建设提出建议，对强电及弱电系统从设计源头抓起，考虑实际使用需要，方便后期维护管理。

关键词：供配电；信息化；集控；自动化

依据选煤厂设计规范，对整个选煤厂的供电、配电、照明、防雷和接地、控制、自动化、通信等的设计和建设都进行了规范，但这些也只是在设计高度上对选煤厂建设所规定的框架，具体细化各项目因地制宜进行考虑，本文仅从实际使用角度对选煤厂供配电及PLC集控系统的设计和建设提出一些建议，以供参考。

1 选煤厂供配电系统

选煤厂中变压器最好采用干式变压器，方便生产运行期间检查及检修；中心选煤厂设置高压变配电所，矿井选煤厂高压电可引自矿井变配电所，然后作为各配电室双回供电电源；双回路供电即可保证选煤厂用电安全，可提高供用电灵活性。

作为选煤厂供配电的主体，380V配电柜供电电流最大，设备启停次数多，维修频率最高，出现问题最多，设计时除受到场地限制，应尽量避免采用GCK、GCS、MNS系列抽屉式配电柜，抽屉式配电柜在后期使用过程中优点是出现故障后更换方便，节约故障处理时间，但缺点是故障检查是需要将抽屉抽出，在此过程中抽屉已经断电，给元器件检查带来很大不便，考虑到电气故障一般处理时间较短，同时选煤厂工艺流程中煤仓的存在使得对故障处理时间要求不是很严格，所以选煤厂最好配套采用GGD系列开关柜，方便后期检修和配电柜除尘工作，充分发挥GGD柜机构合理、维护方便、防护性能好、分断能力高、容量大、动稳定性强、电气方案适用性广的优点；GGD柜缺点是回路少，占地面积大，不能与计算机联络等，但在场地及资金允许的条件下，可适当增加备用回路进行弥补，且随着现代设备集控技术的发展，GGD柜已经完美适用于集控系统，特别是对于选煤厂技术更新的集控改造工程更是优势明显。

2 PLC集中控制系统

目前，随着选煤工艺设备的不断革新和自动化技术的发展，PLC集中控制技术已经在各类工业生产现场得到广泛的应用，特别是中大型选煤厂煤流设备多，工艺流程复杂，设备及工艺参数的PLC集中控制已经普及，配套合适的上位机组态软件，大大提高了选煤厂设备控制的自动化程度和工艺参数调节准确性。

选煤厂原煤准备、洗煤、储装运三大核心生产车间，每一生产车间功能相对独立，其车间设备的控制及参数调节应自成体系，配电系统互相有一点的独立性，目的是防止某一车间工艺设备及配电系统的停电检修给其他车间的正常运行带来不利影响，所以各配电室设备启停都应有独立的带有CPU的PLC来进行控制。

对于原煤准备系统，中心选煤厂和矿区选煤厂是有所区别的。矿区选煤厂的原煤准备系统的运行可靠性将直接影响矿井提升运行，对煤矿正常生产影响很大，所以在其设备集中控制系统设计及改造时应考虑控制冗余，以提升运行可靠性，以设备PLC集中控制与设备故障就地控制互为冗余，就地控制不通过PLC，这样就可以在PLC系统运行出现故障时采用就地控制，减少对矿井提升影响时间。不管是一條、两条或多条原煤准备工艺流程，每条具备独立功能的工艺流程都应设置单独配电室及集控PLC，每个配电室的集中控制设备都应配置独立CPU，以实现控制逻辑就地存储，减少多流程间的故障干扰。平级CPU间实现网络通信互联，实现一套上位机对多条原煤流程的控制，考虑系统运行安全，应至少设置一套冗余上位机。

选煤车间参控设备及调节参数较多，工艺流程复杂，特别是密度调节，重介质悬浮液的调配精度直接影响精煤产品质量，必须实现密度控制自动化。选煤车间的密度控制通常与设备启停控制整合在同一台套PLC中，上位机操作亦合并为一，也可考虑选煤厂的实际情况将密度控制单独分开设置。以西门子300PLC为例，通常采用PLC自带PID控制单元来实现对重介悬浮液的密度检测和调节补加水动作，相应PID参数可根据现场实际情况进行微调，以缩短调节反应时间，提高灵敏度，此参数一经整定，不可随意更改；选煤车间设备较多，形式多样，一般设置一套带CPU的PLC主站，多套设置于配电室的通过DP总线通信的分站，程序存储于主站CPU中，分站一般不保存程序。选煤车间现场一般设备控制箱最好采用按钮盒形式，防锈且简单；控制复杂设备的现场控制箱位于潮湿场所最好采用不锈钢外壳，防止生锈失效。选煤车间卫生工作量大，用水冲洗设备、墙壁、地面较多，车间内部所有易受水侵害的控制箱、控制柜、按钮盒应做好防水措施，所有电器设备进出线应做好防水封堵措施。

全厂集控系统的配置架构在很大程度上影响各车间设备能否正常运行，通常可在原煤准备车间、洗煤车间、储运车间等各车间之间设置光纤通信环网，以满足通信的稳定可靠要求，各个PLC之间的联系通信可通过网络模块配合交换机实现，这样系统后期扩展较容易；交换机应选用大品牌、高速交换机，否则可能会出现不期望的数据通信拥塞、丢包现象，造成信号失真；选煤厂全厂可以设置一处调度室，配置两台集控上位机，一用一备，整合原煤、洗煤、储运等所有参控设备，实现对所有设备的上位机集中控制；矿区型选煤厂也可根据矿井需要将原煤准备系统单独设置调度室，同样密度控制系统也可根据实际需要单独设立密控室，趋势上应该采用第一种方案比较合理，符合高产高效选煤厂的要求。集控系统应自成体系，防止与其他网络系统连接，否则有可能遭遇病毒攻击，造成系统瘫痪，如果存在不可避免的外在联系，应在系统间设置硬件防火墙。

无论是对选煤厂配电系统还是集中控制系统的施工中，抑或是对选煤厂的后期改造过程中，都应对所有线路、接头及端子做出明显且永久的详细标记，电缆按规定挂标牌，特别是在选煤厂改造过程中，这是以往我们很容易忽视掉的一个小问题，其实这恰恰是一个很大的隐患，会对以后的检修带来很大的麻烦，应该引起足够重视。如何构建一个结构简单、稳定可靠、控制灵活的选煤厂配电及集控系统，是我们在实际工作中一直在思考的问题，一套设计合理、改造得当的选煤厂配电及集控系统，应该是考虑实际生产及检修需要的，更应该是立足当前、考虑长远的，系统具有很好的扩展性及兼容性、安全性和较低的故障率，过于花哨和复杂的系统特别是频繁改造的选煤厂，将会给后期正常可靠运行埋下隐患的种子，我们更加期待的是一个简单且高效的现代化选煤厂。

参考文献：

[1]GB 50359-2005.煤炭工业选煤厂设计规范[S].