入炉煤采样机雨季应急使用改造

2017-06-05史波马宁

中国设备工程 2017年10期

关键词：三通煤质代表性

史波，马宁

（华润电力徐州项目公司,江苏徐州 221000）

入炉煤采样机雨季应急使用改造

史波，马宁

（华润电力徐州项目公司,江苏徐州 221000）

华润电力徐州项目公司通过对入炉煤采样机的简单改造，解决了多雨季节加仓过程中入炉煤质受雨水影响造成的堵煤停运问题，提高了炉煤采样机的抗湿煤的干扰能力，确保了炉煤取样的代表性,提高了人工取入炉煤样工作时的安全。

入炉煤采样机；雨水影响；改造；入炉煤样代表性；人员安全

1 输煤加仓系统概述及炉煤采样机系统介绍

华润徐州项目公司共有四台320MW发电机组，满负荷发电时日耗煤约为12000吨，输煤加仓系统设计为二路输煤皮带，一备一用，每条皮带最大加仓量为1000吨/小时。四个条形煤场露天布置，存煤受天气影响大，特别是雨季易造成燃煤流动性变差。燃煤供应矿点多达30余个，复杂的煤源，较高的耗煤量，再加上雨水季节对煤质的影响，造成了入炉煤采样机在雨水较多的天气情况下使用时问题频发。我司入炉煤采样装置由徐州赛摩拉姆齐公司设计安装的两套SCSU型刮板式采样机，分别位于＃51皮带及＃52皮带配重西侧，可满足1000t/H的皮带出力的采样要求。

图1 刮板式入炉煤采样机工作原理图

入炉煤采样设备在工作时，初级采样机从输煤皮带上采集入炉煤样品至给料机，给料机再匀速的将采集的煤样送到破碎机破碎，缩分器将破碎机破碎后的入炉煤样品，缩分一部分制成化验样品收集到收集罐中得到想要的化验样品，斗提机将剩余的煤返回到输煤皮带上。全过程由PLC预先设计的程序控制自动完成。

2 入炉煤采样机改造动机、目地

当前随着燃料管理工作越来越规范，入炉煤采样设备是电厂发电煤耗正平衡计算的重要生产设备。入炉煤质的优劣取决于入炉煤煤样是否具有代表性，而入炉煤采样环节的准确性对最终的化验分析结果占了80%比重，所以它的正常投入率和煤样代表性关系到电厂重要指标的计算。我司入炉煤采样机在实际生产中，可以较好的完成入炉煤的采样工作，煤样具有一定代表性，但影响最大的是在夏季多雨季节，煤场燃煤受雨水影响，极易造成采样机堵煤，特别是粉煤受雨后，影响更大。后期虽经对重点堵煤位置破碎机、筛分孔等处进行改造，减少了炉煤采样设备的堵煤频率，但仍影响到入炉煤采样机的

投入率，影响到正常的加仓运行工作。在7、8、9三个多雨的月份中，运行中多次因入炉煤采样设备的堵煤造成带载停运，加仓任务紧急而最终选择临时人工采样方式。而人工采样普遍存在着人工采样操作风险大，人为干扰大，入炉煤样难具有代表性。所以目标是在现有设备条件下，在多雨季节，特别是在加仓任务紧急时，尽可能的减少入炉煤采样机频繁堵煤的影响，从而减少对输煤系统加仓运行的影响，又能保证所取的入炉煤样具有一定代表性。

3 具体实施

3.1 思路与方法

通过对具有代表性的8月份雨季入炉煤采样岗位记录的异常停运情况，列出了当月炉煤采样设备因故障、堵煤的停运频次，如表1所列。

表1 #41、#42入炉煤采样机停运统计

两台炉煤采样设备于8月份总计因故障、堵煤原因停运共计59次，平均每台炉煤采样设备当月停运处置约30次，其中因堵煤原因造成的停运次数约占90%。从表1的统计中可以看出，全月出现59次的异常停运，而位于输煤皮带上方的采样头当月运行一直良好，没有发生故障，也没有受到煤质影响，只是受到炉煤采样设备本身逻辑保护需要，当采样设备某处出现故障或堵煤时，采样头出现保护性停运。既然采样头位于设备的最顶端的位置，而且它的投入又是完成了入炉煤样全断面取样的关健环节，采样头在实际工作中故障率较低，特别是对煤质流动性又不敏感。完全可以克服在雨水对煤质影响较大时，因加仓急需，担负起取得入炉煤应急全断面煤样的任务。我们首先选取#41入炉煤采样机进行改造试验，将#41采样头至给料机的落煤筒上半部，选取合适位置增加一台电动三通挡板，建造一旁路，将原采样头至给料机原有的一路通行方式，完成了采样头至给料机和采样头至旁路的两种运行方式（见图2）。

图2 刮板式入炉煤采样机增设旁路三通挡板示意图

正常情况下入炉煤采样设备按照原有工作流程，自动完成炉煤采样工作，只有当具备启用应急采取入炉煤样条件时，只需将采样头下部三通挡板切换至旁路位置，并将采样机的联锁转换开关打至手动位置，每手动按压一次采样按钮即完成一次输煤皮带的全断面采样，所取煤样即从旁路出料口落入煤样筒内（见图3）。

图3 初采机直采煤样出料口

3.2 控制系统设计

（1）主回路设计如图4所示，在原控制柜三相动力电源上增加一只电动机断路器、2只做正反转用的接触器，接触器下端口出线接至新增设的三通挡板电机。

（2）控制回路设计如图5。

图4 三通挡板主回路图

三通挡板的控制逻辑全部封装在PLC内部，其主令元件全部接至PLC的输入点，执行元件全部接至PLC的输出点。当转换开关 2SA 切换至旁路时，PLC输出点%Q0.4.2输出，2 KM2接触器线圈得电，控制挡板电机往旁路方向运转，当挡板完全打到旁路位置时，旁路位限位开关 2SQ2 动作，在程序内部断开PLC输出点%Q0.4.2，2KM2 线圈失电，三通挡板电机停止，完成旁路位置的切换过程。当2SA 转换开关切换至制样位时，PLC输出点%Q0.4.1输出,2KM1 接触器线圈得电，三通挡板电机往制样位方向运转，当挡板完全打回制样位置时，制样位限位开关 2SQ1动作，在程序内部断开PLC输出点%Q0.4.1，2KM1 线圈失电，三通挡板电机停止，完成制样位置的切换过程。以上操作均在采样机处于“手动”操作位置时进行的操作。若此时操作三通挡板至旁路位后，如要进行采样，需要采样员手动启动采样头进行采样，采样头的采样间隔由采样员根据采样规定灵活掌握。因为三通挡板旁路运行时，破碎机、缩分器等均不参与系统运行，为防止落煤管堵煤故障以及样量过大的现象发生，可以采用此种采样方式。当采样机处于“自动”操作位置时，将图6中的转换开关SA2打至闭合位置时，通过PLC内部程序的逻辑运算，三通挡板被切换至旁路位置运行。此时的采样头按照正常工作时的方式运行，无需人为手动干预，所采煤样比较具有代表性。（3）为防止三通挡板在切换时发生堵转等故障，在三通挡板电机运行时，PLC内部计时器将监测三通挡板电机运行时间，如果在计时器设定时间结束前未到达切换位置，将会停止三通挡板的切换旁路系统的工作，并输出报警，停止系统运行。采样机旁路三通的电气设计较为灵活简捷，没有增加太多的线路，逻辑均封装在PLC内部，降低了故障率的发生，方便了采样人员的操作，也方便了检修人员的维护。

3.3 应急情况下入炉煤样的代表性验证

通过以上改造，在我厂的实际应用中确实取得了较好效果，但是按照正常取样过程中所取的入炉煤样，与应急情况下所取煤样差别是否过大，应急情况下取得的煤样能否具有代表性，还是需要试验数据比对来验证。由于应急方式下的炉煤样与炉煤正常方式下的煤样取得，在运行方式上有冲突，所以无法直接相互参照，最终选择直通试验方式来完成厂炉煤样的煤质数据比对。我厂共进行五次直通试验来进行厂炉煤数据比对，每次直通试验均选择一列同矿点煤种，分别对入厂煤样、炉煤应急情况下的煤样和人工取炉煤样单独制样进行比对，结果如表2所示。

图5 三通控制回路图

表2 直通试验结果汇总

从表2可以看出，厂煤化验值与炉煤应急取样化验值，以厂煤化验值为基准，最大误差为-68大卡，最小误差+16大卡，应急状态下的炉煤取样明显优于人工取样精度。如果扣除制样，化验环节中的误差，应急情况下的炉煤样还是具有一定的代表性的，应当完全可以满足入炉煤作为正平衡计算需要的。通过此次对炉煤设备的改造认为：（1）解决了在雨季特殊时期急需加仓的时间段内的入炉煤煤样的准确性和代表性，煤样仍为全断面煤样。（2）杜绝了人工取入炉煤样的操作风险，尽最大可能的降低了人工采样误差。（3）减轻了采样人员的工作量和人工采样对现场卫生的影响。（4）不因炉煤采样机个别设备的停运影响生产工作。

不足：（1）在切至旁路直接取样时，初采机的操作必须人工点动操作，暂时没实现自动操作。（2）应急采样时人员无法离开操作柜前，了解设备工况，处理堵煤等工作。（3）由于直接通过采样头进行全断面采样，所得煤样量大。（4）后期需人工制样、破碎工作量较大。