渣倉物料控制系統的改進與經濟性分析

沈志平

摘 要：通過對原有渣倉物料控制系統的改造，使整體結構得到了優化，物料控系統采用智能控制方式，使其自動化控制和監控程度都得到很大程度上改善；同時大大節省了設備制造成本和日常維護量，從而使得鍋爐排渣技術得到了完善，可以更好地為中國電力、能源等相關行業發展做出積極貢獻。

關鍵詞：物料控制系統；經濟性分析；渣倉

中圖分類號：F425 文獻標志碼：A 文章編號：1673-291X（2014）07-0202-02

引言

隨著中國電力事業的快速發展，600MW以上機組已成為電網的主力機組。國內大型燃煤機組鍋爐除渣系統設計的采用的形式有：（1）鍋爐排渣—水利輸送—脫水倉—車船運輸；（2）鍋爐排渣—機械輸送—渣倉—車船運輸，以及循環流化床鍋爐除渣系統的冷渣機—埋刮板輸送機—斗提機—渣倉—車船運輸等方式。

根據國內對環保和灰渣綜合利用的要求，目前大、中型機組鍋爐除渣系統通常采用：鍋爐排渣—機械輸送—渣倉—車船外運形式。具體的方式為：煤粉爐渣井—關斷門—除渣機（干式除渣機或者刮板撈渣機）—渣倉—汽車外運，循環流化床鍋爐冷渣機—埋刮板輸送機—斗提機—渣倉—車船運輸。渣倉無論在煤粉爐、硫化床鍋爐，干排渣、濕排渣、各種排渣形式都起到了物料儲存中轉的作用。

一、渣倉料位控制的設計及運用

目前常見的渣倉為全鋼制結構形式有兩種：（1）一爐一個渣倉。鍋爐爐渣經過輸渣機轉運至渣倉頂部落渣，每座渣庫都設有1～2個排渣口。渣庫庫頂部封閉，設有運轉層、渣庫頂的扶梯。渣庫倉體由鋼板焊制，殼體采用10mm普板制造，在周邊加有加強筋，直段下端設有裙式加強段。頂部輕微上拱，防止變形。采用H字鋼作為支腿，同時帶有斜撐。渣倉內壁設有析水原件，渣庫下部錐體角不小于600，在錐體上設有人孔門，便于檢修。供方將提供錐斗壁破拱裝置：在其下部設有3～4個低噪聲振動防閉塞裝置，在物料棚空時動作，確保連續供料。在其上、中部分別裝有高位料位計、連續料位計，對物料及渣倉的工況進行連續監控。高料位計，當渣堆至高位時發出報警信號，報警信號送至渣庫控制室，并留有至除灰控制室的接口。（2）一爐兩個渣倉。鍋爐爐渣經過輸渣機轉運至渣倉頂部，除渣機出口設有電動三通切換門，一個出口直接進入近端渣倉倉體，另一個出口至渣倉頂部的皮帶機 ，由除渣機排除的渣進入另一個渣倉倉體。一臺進渣，另一臺析水卸渣。每臺渣倉內壁設有析水原件，進一步脫去濕渣的水分，便于裝車（船）運輸。其下部設有3～4個低噪聲振動防閉塞裝置，每臺渣倉出渣口設有氣密門。

每臺渣倉都設每臺鍋爐房外側，露天布置，并采取防雨、防凍措施。倉體頂部加微上凸頂蓋，起重架頂面加彩鋼瓦頂棚。渣倉中部加三道熱水管道或電加熱裝置，冬季可防止結冰情況出現。

物料料位控制系統采用：分體式雷達連續料位計+高料位+低料位組合。具體是采用兩臺分體式雷達料位計監測物料的連續情況，并在可輸出的顯示器上通熱水防凍。顯示各個倉位物料的連續高度、采用兩套高料位計關監測控制物料裝滿后，發出開關量信號指揮啟動或關閉皮帶機及除渣機電動三通出口轉換到出口、加裝兩套低料位計當渣倉內物料裝車清空以后發出開關量信號，指令渣倉底部氣密門關閉，從而完成從渣滿轉換、渣卸完后自動關閉并在主控室實時檢測的目的。

二、兩種渣倉形式及物料控制系統存在的問題分析

（1）一臺鍋爐一個渣倉的形式，最直接的問題是一個渣倉同時承擔著儲渣和卸渣的功能，當輸渣機將渣倉裝滿的時候，高料位報警，如果渣倉不能及時排渣裝車（船）的話，容易造成淤渣杜塞輸渣機出渣口，從而形成輸渣機卡瑟停機甚至損壞輸渣機傳動系統。從而造成系統得停機。其次，特別是濕渣在儲渣和卸渣的過程中沒有得到充分的析水，渣中的水分較高在運輸過程中，容易污染周圍環境。另外，在料為控制方面高料位的作用只是提供了高料位的信號報警，不能產生后續切實的自動功能，只停留在報警提示作用。同樣的連續料位提供的只是人為的觀測顯示，本系統不能形成自我的保護和自動連鎖功能。也使得料位控制系統不能充分發揮作用。（2）一臺鍋爐兩個渣倉。鍋爐爐渣經過輸渣機轉運至渣倉頂部，除渣機出口設有電動三通切換門，一個出口直接進入近端渣倉倉體，另一個出口至渣倉頂部的皮帶機 ，由除渣機排除的渣進入另一個渣倉倉體。這種形式基本解決了上述單倉的缺陷，渣中的水分得到充分的過濾，并且形成了一定的自動化控制，形成了倉位的切換，從而保證了輸渣機的持續工作，連續排渣。但是增加了一個倉體改變了渣倉強度結構提高了設備造價，因為兩個在倉體中心較遠又在頂部增加了皮帶機輸送機，從而增加設備用電量、維護量和設備成本。并且在物料控制方面，高料位料位計起到了發出信號控制電動三通轉換倉體的功能，連續料位可以可靠的觀察每個倉位的物料情況，但在出現渣料棚空的時候，低料位會發出誤操作認為渣料卸空將自動關閉氣密門。使得料位控制不能形成可靠的連鎖反應。并且整套料位控制系統煩瑣成本較高。

三、改進后渣倉料位控制的設計及運用

改進的后的渣倉料位控制的設計方案，考慮了前面兩種渣倉情況，在渣倉整體結構上進行優化，從料位控制系統及料位計的合理選用上進行科學有效的合理運用。具體方式：在一爐一個渣倉的基礎上將一個渣倉從中間一分為二（根據渣量可加大渣倉直徑）從中間用100mm鋼板分隔開直至底部，形成兩個渣倉形式，下部分別設兩個出渣口。從結構上保留個一個渣倉框架特點，兩個渣倉相比大大節省了原材料的用量減少了設備成本，并且分開后的兩個倉中心距較近，可直接使用輸渣機出口電動三通兩個出口分別各對應一個倉體，舍去原來的電動三通的另一個出口由皮帶機的轉送到較遠的渣倉。減少了運行設備大大節省開支。

在料位控制方面：在滿足此除渣系統需要完成的兩個倉位轉換、高低料位的控制、實時監測外引顯示等功能。采用分體式超聲波料位計（一拖二的形式）在每個倉體頂部安裝料位計觸頭，使用定位器調整好檢測角度從而監測物料情況，外引電纜進主控室進行顯示屏監測。在料位計監測連續料位中設置高料位，確保高低料位的開關量信號的發出的位置，從而實現渣倉物料裝滿后的高料位開關量信號指令除渣機電動三通工作轉換出渣口（轉換倉位），在料位計監測連續料位中設置低料位，實現渣倉物料裝車卸空以后發出開關量信號指令渣倉底部氣密門自動關閉。由于分體式一拖二超聲波料位計本身具有連續料位監測、高、低料位開關量信號的功能，省去了再加裝高低料位的系統繁瑣設置，并且完成一個料位計同時監測兩個倉位的功能。由于裝在渣倉頂部的料位計，低料為信號是由從上至下的連續聲波形成，不會存在誤發渣料棚料時發出低料位錯誤信號從而關閉氣密門的情況。完成了渣倉自動化控制于監測。系統簡化大大減少成本。

結論

采用改進后的渣倉結構接控制設計形式在渣料控制方面得到有效的保證，完成了可靠的自動化控制和監測。大大節省了設備制造成本和日常維護量，從而使得鍋爐排渣—機械輸送—渣倉—車船外運這種排渣技術得到了完善。在電力、能源、化工等除渣系統運用將獲得可觀的經濟效益，為中國電力、能源等相關行業發展做出積極的貢獻。

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[責任編輯 安世友]