精准配煤与分仓输煤集控系统智能化研究与应用.pdf
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1、中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期:2023 年 12 月 22 日 作者简介:任洪(1979),男,汉族,四川盐亭人,本科,电气工程师,研究方向为电气自动化控制;钟闵吉(1985),男,汉族,四川旺苍人,本科,电气工程师,研究方向为电气自动化控制。-137-精准配煤与分仓输煤集控系统智能化研究与应用 任 洪 钟闵吉 四川川煤华荣能源有限责任公司广元电力分公司,四川 广元 628000 摘要:摘要:输煤、配煤系统是电厂的重要组成部分,电厂输配煤系统运作的优良关系到电厂生产安全稳定、生产效率、效益,以及工人的劳动强度。由于早期的输煤系统设计自动化水平不高,人工作业量大,系统可靠性、稳定性差等
2、缺点,因此与我电厂生产自动化、智能化需求不相适应。本项目围绕川煤华荣能源广元电力分公司嘉川电厂输配煤系统的运行模式,研究采用数字化精准配煤技术、自动分仓输煤技术、智能调节技术来进行全方位配煤、输煤智能化设计,将电厂输煤、配煤系统进行协同整合,实现精准配煤、联合运输、自动倒仓、智能调节的一体化集成,在进行智能化设计的实践过程中,不断研究新的设计方法和创新性地解决生产环节有机统一的问题,为输煤、配煤系统乃至电厂的智能化发展提供了新的建设思路和宝贵经验。本项目设计的输煤、配煤智能化控制系统控制方案,最后通过不断地试验分析及总结、改进,最终完美实现了对输煤、配煤系统的一体化、智能化控制。关键词:关键词
3、:精准配煤技术;自动分仓输煤技术;配煤系统智能化 中图分类号:中图分类号:TQ52 1 电厂输煤系统的背景 传统的电厂输配系统由于自动化水平不高,输煤系统现场的环境恶劣,员工劳动强度大,同时由于系统范围大、战线长、故障率高,各个环节的协作配合困难,生产运行模式无法快速调整,特别是遇到紧急情况无法及时报警,极大地增加了输煤系统标准化、系统化运行难度,降低了企业发电生产效率及机组稳定运行。我公司担负着内部矿区安全稳定供电的重要职责,随着煤矿工业稳定用电、安全管理的要求增高,对发电厂发电的安全性、可靠性要求也就相应提高,同时随着洗选技术的提高,我厂燃煤洗渣的热值大幅降低,对我公司生产发电的经济性也提
4、出了考验。配煤、输煤的精准性、稳定性也关系着电厂燃煤锅炉的经济、稳定运行,很显然传统的输配煤系统已无法满足目前我发电厂的生产需要。1.1 电厂输配煤系统的现状 目前我公司嘉川发电厂输煤、配煤控制系统是基于人工手动控制,主要是一种基于继电接触器和人工手动方式的半自动化系统。由于输煤系统现场环境十分恶劣,极大损害了工人的身体健康。由于输煤系统范围大,经常有皮带跑偏、皮带撕裂等等麻烦,并且与配煤系统的协调性差,大大降低了发电厂的生产效率。传统的输煤、配煤系统己无法满足发电厂的需要,随着国家对矿井安全供电要求的日益提升,因此需要一个稳定、可靠的燃料供应,以保证机组的稳定高效运行。目前的输煤、配煤控制系
5、统基本上为集中加就地控制模式,其控制系统相互独立且操作协调性、便捷性还有待改善,无法做到运行信息的共享互通,达到统一调度、设备联动、智能化输配煤的目的。同时,整个输煤、配煤运行岗位人员设置过多,人员工效较低,系统设备间配合不协调,设备空转导致的电能损耗以及设备磨损等损耗较大。1.2 输配煤系统智能化设计预期达到以下目标 研究电厂输配煤系统各种工作方式下的智能控制,实现输配煤系统安全可靠运行;为电厂输煤系统运行电控系统或者新的系统研制与开发提供参考,促进电厂输煤系统自动化控制水平;研究电厂输配煤系统的软、硬件网络结构,不但使系统运行安全可靠,而且更加便捷和高效;与传统的系统相比具有节约能耗、增加
6、运煤效率的特点。2 主要设计内容 此项目涉及精准配煤和分仓输煤的智能化,由自动配煤系统、皮带运输系统、PLC 控制系统及远程操作站构成。智能化改造前,配煤和输煤均由人工手动操作完成,通过人工调节燃煤配比,然后逐级手动启动皮带,当燃煤运输至锅炉煤仓前,需要手动切换闸板使燃煤输送至所需的锅炉煤仓。中国科技期刊数据库 工业 A-138-此次输配煤系统智能化设计主要目的是达到一键启停且智能化输配煤应用,从配煤系统到输煤系统全覆盖,包含计量、保护、智能调节、一键控制等环节,设计重点在于系统的正常运行、程序设计、上位机监控以及故障采集、报警与处理等,从而确保系统稳定、安全、可靠地智能化运行。2.1 存在的
7、问题(1)输配煤战线较长、环节较多,协调配合难度较大;(2)锅炉煤仓顶部倒仓频繁,机械故障率高,需人工手动操作;(3)配煤稳定性和均匀性不高,配比调整滞后,容易影响锅炉稳定运行;(4)系统智能化程度不高,过程管控较为困难。2.2 设计要求及目的 通过此次智能化设计,将原有的锅炉煤仓皮带的闸板取消,同时将煤仓前的两条皮带合二为一,通过电机的正反转切换至所需煤仓,两个煤仓入口设有料位计,达到设计料位之后发送信号至 PLC 控制系统,PLC 内部开始进行倒仓倒计时,同时初级的配煤系统会自动调节至另一煤仓所需的配比,在 2 分钟之后,配比调整之后的燃煤刚好会到达煤仓皮带,此时皮带自动停止,2 秒后皮带
8、自动换向运行将燃煤输送至另一煤仓,保证了煤炭配比的稳定性和均匀性,待两个煤仓输煤完成后系统会按顺序逐级自动停止,启动过程会按顺序逐级自动启动,达到了输煤、配煤、倒仓系统的一键启停和智能化精准配煤输煤。2.3 分仓输煤控制设计 目前锅炉煤仓顶部输煤环节主要由 4#、5#皮带轮流输煤,煤炭由 3#皮带输送落至溜煤筒后进入 4#、5#皮带,两条皮带通过机械装置手动切换进行轮流输煤,此方式具有较多弊端:(1)需要手动切换,对人员素质和工作责任心要求较高;(2)机械装置故障率较高,经常出现机械卡涩导致输煤中断并造成上游堵塞;(3)分仓切换过程中,需远程中控手动切换输煤配比,但输煤线路还有较多余煤,配比切
9、换会相对滞后,影响锅炉的稳定运行。分仓输煤示意图如下所示:图 1 原分仓输煤流程 设计思路:将 4#、5#皮带合二为一,取消 4#皮带右侧、5#皮带左侧的滚筒,更换成一条完整的皮带,原有两台电机不做改动,由两台电机共同驱动皮带运行,皮带的控制改由电机正反转控制,两个煤仓和原来一样轮流输煤,重新设计后的示意图如下所示:图 2 改造后的分仓输煤流程 2.4 分仓输煤及精准配煤智能化程序设计 增加电机正反转控制回路,并接入PLC控制系统,原有的 4#、5#皮带控制程序只需增加保护、连锁、I/O外部接线等少许改动。根据设计要求,当 3#或 4#煤仓料位达到预设值或手动切换后,自动进入 3#煤仓输煤 1
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