順煤流啟動在火電廠輸煤系統中的研究和應用

管海民 金俊杰

摘要：針對浙能樂清發電有限責任公司輸煤程控的特點，在原系統硬件不改變的基礎上，通過設計和修改PLC控制邏輯，實現輸煤皮帶按照順煤流方向啟動，減少了空皮帶的運行時間，經濟性得到了提高，達到了節能降耗的目的。

關鍵詞：輸煤皮帶；PLC控制系統；順煤流啟動

1 前言

當前火力發電廠市場環境、社會環境、經營環境都不是很樂觀，燃煤資源緊張，節能減排壓力大，如何深挖現有設備的潛力，提高設備穩定效益、提高機組運行的經濟效益，是擺在每個電廠面前的一個重大課題。

樂清電廠輸煤程控系統主要設備范圍包括：22條轉運皮帶，3臺斗輪機，3臺卸船機（獨立控制系統，與輸煤程控有通訊聯鎖點），2臺滾軸篩，2臺碎煤機。

目前逆煤流啟動控制方式，存在皮帶空轉的問題。以直通方式為例，當11號皮帶開始啟動至1號皮帶完成啟動開始放煤，空轉時間在10分鐘以上，造成電量的損耗。

2.方案設計

2.1設計思路

皮帶間的聯鎖關系是上一級設備運行時下一級設備無法啟動，上一級設備停止時下一級也馬上停止，為了保證皮帶間聯鎖，在順煤流啟動時設計了一個延時T1和故障時間T2，即順煤流啟動時“設備啟動延時設定時間T1后投入設備間聯鎖”，若在故障時間T2到期時下游皮帶還未啟動則保護停機。

煤流檢測是在皮帶機頭安裝超聲波煤流檢測裝置（原用于皮帶監測物料啟停噴淋用），通過檢測超聲波到皮帶的距離來判斷是否有物料。在上一級皮帶未啟動前監測到有物料立即緊停保護。

順煤流啟動應當在保證原順控啟動方式及聯鎖保護的前提下實現，即在原程序下增加順煤流啟動的邏輯段，皮帶完全運行后重新投入聯鎖保護。統計煤流通過每條皮帶的時間來設定皮帶順啟延時，皮帶上的煤流檢測裝置作為安全保護。

皮帶保護（拉繩、跑偏、撕裂等）在順/逆煤流啟運行方式下，沒有任何不同。皮帶間的連鎖保護關系只限在流程啟動過程中有所不同，啟動完畢后，沒有任何區別。

2.2邏輯修改

2.2.1增加程序邏輯段“指令自復位”（ZJ0_ZLFW），將設備（含22條皮帶、2臺碎煤機、2臺滾軸篩、13臺電動三通等）相關的上位機“開啟”或“關閉”指令在邏輯中實現自復位，取消原上位機對其的自復位功能，增強系統穩定性。

2.2.2增加程序邏輯段“皮帶運行時間檢測”（ZJ1_PDQDT），增設各皮帶、碎煤機和滾軸篩運行時間到判定邏輯，用以實現順煤流啟動時各主設備的自動啟動。

2.2.3增加程序邏輯段“順煤流聯鎖啟動”（ZJ2_LCQD_SML），增設各皮帶、碎煤機和滾軸篩在順煤流啟動狀態下的設備啟動功能。

2.2.4修改原邏輯段：“A11belt_1236”、“A09belt_45678”、“A24belt_91011”中的邏輯：

（1）在各皮帶的啟動邏輯行中，原逆煤流啟動功能下增加順煤流啟動功能：如下圖1A皮帶增加并聯支路“ZJ_PD1A_LCQDS”，其它設備類似

2）在各皮帶的故障停機判斷邏輯中，修改邏輯條件，將原“設備啟動后立即投入設備間聯鎖”修改為：順煤流啟動時“設備啟動延時設定時間（如T1，調試時可修改）后投入設備間聯鎖”，逆煤流啟動時不變：如下圖所示為#1B皮帶聯鎖，其它設備類似。

2.2.5輸煤皮帶順煤流啟動的流程圖如下：

輸煤皮帶順煤流啟動流程圖

3 方案實施

鑒于上煤時涉及到斗輪機、滾軸篩、碎煤機、除鐵器、除塵器等設備，在實際運行中存在較大不確定性，且上煤皮帶長度普遍較短，順煤流啟動節省的皮帶空載運行時間有限，因此在取料時不設置順煤流啟動功能，堆料、分流、直通方式增加順煤流啟動功能。保留原來的上煤控制方式，增加順煤流啟皮帶控制功能。即在上位機監控畫面上增加切換操作按鈕，運行人員根據實際情況自行選擇順/逆煤流方向啟皮帶。在下位機的邏輯修改中，也相應的做了順/逆煤流方向啟皮帶控制邏輯，可自由切換并相互閉鎖。

考慮到卸船機和斗輪機屬于可移動設備，大車的位置具有不確定性，從安全角度出發，設置最小的啟動延時時間T1。#2AB，#6AB，#10AB皮帶機傳動中存在液力耦合器起到軟啟動的作用，因此皮帶從開始啟動至達到額定轉速需要較長的時間T1。

新增加的順煤流方向啟皮帶控制邏輯的簡單思路如下：以2A—3A段為例，當掃描到2A皮帶已啟信號后，過T1秒延時發出3A啟動指令；原來的“3A未啟動連鎖跳閘2A保護”在2A皮帶已啟T1+T2秒內不起作用，在T1+T2秒后起保護作用（T1秒表示該皮帶上燃料從尾部傳輸到皮帶頭部所用時間，根據皮帶長度、運行速度等計算得出。T秒表示啟動指令發出后，皮帶已啟信號應在T2秒內反饋回來，如果沒有則表示啟動失敗，具體數值應實驗確定。

4 .注意事項

順煤流啟皮帶需要注意的事項：順煤流啟皮帶，要求在上煤前，現場運行人員檢查確定皮帶上無堆積的殘煤；如果堆積較多的燃煤，順煤流啟皮帶容易造成落煤筒堵煤，這時候應采用逆煤流啟皮帶運行方式；輸煤系統設備應穩定可靠。

5.經濟及社會效益

輸煤皮帶順煤流啟動項目需要投入的硬件設備少，僅在原程序中增加該功能塊且不影響原作業流程及保護邏輯，具有很強的推廣性。

實現順煤流啟動后，輸煤系統啟動后空轉時間可減少10分鐘，現每個運行班需啟動系統兩次，一天三班可減少空系統空轉時間1小時，節省電耗約1500kWh，每年可節省電耗182500kWh，按每度電0.4153元算，折合人民幣26.5萬元。

6.總結

現場試驗證明，與逆煤流啟動方式相比較，皮帶機順煤流啟動方式可以有效地減少皮帶機空載時間，降低不必要的電能損耗、提高生產控制效率。順煤流啟動在電廠、碼頭等多皮帶控制場具有良好的應用前景，適合推廣。

參考文獻：

[1]常飛超，鄧永裕，吳東旭。輸煤皮帶機順煤流啟動技術應用[J].自動化應用，2018（05）：44-45+47.

[2]余曦。礦井主運煤皮帶順煤流啟動應用研究[J].現代工業經濟和信息化，2018，8（07）：67-69.