渣倉(cāng)物料控制系統(tǒng)的改進(jìn)與經(jīng)濟(jì)性分析

沈志平

摘 要：通過(guò)對(duì)原有渣倉(cāng)物料控制系統(tǒng)的改造，使整體結(jié)構(gòu)得到了優(yōu)化，物料控系統(tǒng)采用智能控制方式，使其自動(dòng)化控制和監(jiān)控程度都得到很大程度上改善；同時(shí)大大節(jié)省了設(shè)備制造成本和日常維護(hù)量，從而使得鍋爐排渣技術(shù)得到了完善，可以更好地為中國(guó)電力、能源等相關(guān)行業(yè)發(fā)展做出積極貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞：物料控制系統(tǒng)；經(jīng)濟(jì)性分析；渣倉(cāng)

中圖分類(lèi)號(hào)：F425 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1673-291X（2014）07-0202-02

引言

隨著中國(guó)電力事業(yè)的快速發(fā)展，600MW以上機(jī)組已成為電網(wǎng)的主力機(jī)組。國(guó)內(nèi)大型燃煤機(jī)組鍋爐除渣系統(tǒng)設(shè)計(jì)的采用的形式有：（1）鍋爐排渣—水利輸送—脫水倉(cāng)—車(chē)船運(yùn)輸；（2）鍋爐排渣—機(jī)械輸送—渣倉(cāng)—車(chē)船運(yùn)輸，以及循環(huán)流化床鍋爐除渣系統(tǒng)的冷渣機(jī)—埋刮板輸送機(jī)—斗提機(jī)—渣倉(cāng)—車(chē)船運(yùn)輸?shù)确绞健?/p>

根據(jù)國(guó)內(nèi)對(duì)環(huán)保和灰渣綜合利用的要求，目前大、中型機(jī)組鍋爐除渣系統(tǒng)通常采用：鍋爐排渣—機(jī)械輸送—渣倉(cāng)—車(chē)船外運(yùn)形式。具體的方式為：煤粉爐渣井—關(guān)斷門(mén)—除渣機(jī)（干式除渣機(jī)或者刮板撈渣機(jī)）—渣倉(cāng)—汽車(chē)外運(yùn)，循環(huán)流化床鍋爐冷渣機(jī)—埋刮板輸送機(jī)—斗提機(jī)—渣倉(cāng)—車(chē)船運(yùn)輸。渣倉(cāng)無(wú)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(chǔ)存中轉(zhuǎn)的作用。

一、渣倉(cāng)料位控制的設(shè)計(jì)及運(yùn)用

目前常見(jiàn)的渣倉(cāng)為全鋼制結(jié)構(gòu)形式有兩種：（1）一爐一個(gè)渣倉(cāng)。鍋爐爐渣經(jīng)過(guò)輸渣機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)至渣倉(cāng)頂部落渣，每座渣庫(kù)都設(shè)有1～2個(gè)排渣口。渣庫(kù)庫(kù)頂部封閉，設(shè)有運(yùn)轉(zhuǎn)層、渣庫(kù)頂?shù)姆鎏?。渣?kù)倉(cāng)體由鋼板焊制，殼體采用10mm普板制造，在周邊加有加強(qiáng)筋，直段下端設(shè)有裙式加強(qiáng)段。頂部輕微上拱，防止變形。采用H字鋼作為支腿，同時(shí)帶有斜撐。渣倉(cāng)內(nèi)壁設(shè)有析水原件，渣庫(kù)下部錐體角不小于600，在錐體上設(shè)有人孔門(mén)，便于檢修。供方將提供錐斗壁破拱裝置：在其下部設(shè)有3～4個(gè)低噪聲振動(dòng)防閉塞裝置，在物料棚空時(shí)動(dòng)作，確保連續(xù)供料。在其上、中部分別裝有高位料位計(jì)、連續(xù)料位計(jì)，對(duì)物料及渣倉(cāng)的工況進(jìn)行連續(xù)監(jiān)控。高料位計(jì)，當(dāng)渣堆至高位時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，報(bào)警信號(hào)送至渣庫(kù)控制室，并留有至除灰控制室的接口。（2）一爐兩個(gè)渣倉(cāng)。鍋爐爐渣經(jīng)過(guò)輸渣機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)至渣倉(cāng)頂部，除渣機(jī)出口設(shè)有電動(dòng)三通切換門(mén)，一個(gè)出口直接進(jìn)入近端渣倉(cāng)倉(cāng)體，另一個(gè)出口至渣倉(cāng)頂部的皮帶機(jī) ，由除渣機(jī)排除的渣進(jìn)入另一個(gè)渣倉(cāng)倉(cāng)體。一臺(tái)進(jìn)渣，另一臺(tái)析水卸渣。每臺(tái)渣倉(cāng)內(nèi)壁設(shè)有析水原件，進(jìn)一步脫去濕渣的水分，便于裝車(chē)（船）運(yùn)輸。其下部設(shè)有3～4個(gè)低噪聲振動(dòng)防閉塞裝置，每臺(tái)渣倉(cāng)出渣口設(shè)有氣密門(mén)。

每臺(tái)渣倉(cāng)都設(shè)每臺(tái)鍋爐房外側(cè)，露天布置，并采取防雨、防凍措施。倉(cāng)體頂部加微上凸頂蓋，起重架頂面加彩鋼瓦頂棚。渣倉(cāng)中部加三道熱水管道或電加熱裝置，冬季可防止結(jié)冰情況出現(xiàn)。

物料料位控制系統(tǒng)采用：分體式雷達(dá)連續(xù)料位計(jì)+高料位+低料位組合。具體是采用兩臺(tái)分體式雷達(dá)料位計(jì)監(jiān)測(cè)物料的連續(xù)情況，并在可輸出的顯示器上通熱水防凍。顯示各個(gè)倉(cāng)位物料的連續(xù)高度、采用兩套高料位計(jì)關(guān)監(jiān)測(cè)控制物料裝滿(mǎn)后，發(fā)出開(kāi)關(guān)量信號(hào)指揮啟動(dòng)或關(guān)閉皮帶機(jī)及除渣機(jī)電動(dòng)三通出口轉(zhuǎn)換到出口、加裝兩套低料位計(jì)當(dāng)渣倉(cāng)內(nèi)物料裝車(chē)清空以后發(fā)出開(kāi)關(guān)量信號(hào)，指令渣倉(cāng)底部氣密門(mén)關(guān)閉，從而完成從渣滿(mǎn)轉(zhuǎn)換、渣卸完后自動(dòng)關(guān)閉并在主控室實(shí)時(shí)檢測(cè)的目的。

二、兩種渣倉(cāng)形式及物料控制系統(tǒng)存在的問(wèn)題分析

（1）一臺(tái)鍋爐一個(gè)渣倉(cāng)的形式，最直接的問(wèn)題是一個(gè)渣倉(cāng)同時(shí)承擔(dān)著儲(chǔ)渣和卸渣的功能，當(dāng)輸渣機(jī)將渣倉(cāng)裝滿(mǎn)的時(shí)候，高料位報(bào)警，如果渣倉(cāng)不能及時(shí)排渣裝車(chē)（船）的話，容易造成淤渣杜塞輸渣機(jī)出渣口，從而形成輸渣機(jī)卡瑟停機(jī)甚至損壞輸渣機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)。從而造成系統(tǒng)得停機(jī)。其次，特別是濕渣在儲(chǔ)渣和卸渣的過(guò)程中沒(méi)有得到充分的析水，渣中的水分較高在運(yùn)輸過(guò)程中，容易污染周?chē)h(huán)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(hào)報(bào)警，不能產(chǎn)生后續(xù)切實(shí)的自動(dòng)功能，只停留在報(bào)警提示作用。同樣的連續(xù)料位提供的只是人為的觀測(cè)顯示，本系統(tǒng)不能形成自我的保護(hù)和自動(dòng)連鎖功能。也使得料位控制系統(tǒng)不能充分發(fā)揮作用。（2）一臺(tái)鍋爐兩個(gè)渣倉(cāng)。鍋爐爐渣經(jīng)過(guò)輸渣機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)至渣倉(cāng)頂部，除渣機(jī)出口設(shè)有電動(dòng)三通切換門(mén)，一個(gè)出口直接進(jìn)入近端渣倉(cāng)倉(cāng)體，另一個(gè)出口至渣倉(cāng)頂部的皮帶機(jī) ，由除渣機(jī)排除的渣進(jìn)入另一個(gè)渣倉(cāng)倉(cāng)體。這種形式基本解決了上述單倉(cāng)的缺陷，渣中的水分得到充分的過(guò)濾，并且形成了一定的自動(dòng)化控制，形成了倉(cāng)位的切換，從而保證了輸渣機(jī)的持續(xù)工作，連續(xù)排渣。但是增加了一個(gè)倉(cāng)體改變了渣倉(cāng)強(qiáng)度結(jié)構(gòu)提高了設(shè)備造價(jià)，因?yàn)閮蓚€(gè)在倉(cāng)體中心較遠(yuǎn)又在頂部增加了皮帶機(jī)輸送機(jī)，從而增加設(shè)備用電量、維護(hù)量和設(shè)備成本。并且在物料控制方面，高料位料位計(jì)起到了發(fā)出信號(hào)控制電動(dòng)三通轉(zhuǎn)換倉(cāng)體的功能，連續(xù)料位可以可靠的觀察每個(gè)倉(cāng)位的物料情況，但在出現(xiàn)渣料棚空的時(shí)候，低料位會(huì)發(fā)出誤操作認(rèn)為渣料卸空將自動(dòng)關(guān)閉氣密門(mén)。使得料位控制不能形成可靠的連鎖反應(yīng)。并且整套料位控制系統(tǒng)煩瑣成本較高。

三、改進(jìn)后渣倉(cāng)料位控制的設(shè)計(jì)及運(yùn)用

改進(jìn)的后的渣倉(cāng)料位控制的設(shè)計(jì)方案，考慮了前面兩種渣倉(cāng)情況，在渣倉(cāng)整體結(jié)構(gòu)上進(jìn)行優(yōu)化，從料位控制系統(tǒng)及料位計(jì)的合理選用上進(jìn)行科學(xué)有效的合理運(yùn)用。具體方式：在一爐一個(gè)渣倉(cāng)的基礎(chǔ)上將一個(gè)渣倉(cāng)從中間一分為二（根據(jù)渣量可加大渣倉(cāng)直徑）從中間用100mm鋼板分隔開(kāi)直至底部，形成兩個(gè)渣倉(cāng)形式，下部分別設(shè)兩個(gè)出渣口。從結(jié)構(gòu)上保留個(gè)一個(gè)渣倉(cāng)框架特點(diǎn)，兩個(gè)渣倉(cāng)相比大大節(jié)省了原材料的用量減少了設(shè)備成本，并且分開(kāi)后的兩個(gè)倉(cāng)中心距較近，可直接使用輸渣機(jī)出口電動(dòng)三通兩個(gè)出口分別各對(duì)應(yīng)一個(gè)倉(cāng)體，舍去原來(lái)的電動(dòng)三通的另一個(gè)出口由皮帶機(jī)的轉(zhuǎn)送到較遠(yuǎn)的渣倉(cāng)。減少了運(yùn)行設(shè)備大大節(jié)省開(kāi)支。

在料位控制方面：在滿(mǎn)足此除渣系統(tǒng)需要完成的兩個(gè)倉(cāng)位轉(zhuǎn)換、高低料位的控制、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)外引顯示等功能。采用分體式超聲波料位計(jì)（一拖二的形式）在每個(gè)倉(cāng)體頂部安裝料位計(jì)觸頭，使用定位器調(diào)整好檢測(cè)角度從而監(jiān)測(cè)物料情況，外引電纜進(jìn)主控室進(jìn)行顯示屏監(jiān)測(cè)。在料位計(jì)監(jiān)測(cè)連續(xù)料位中設(shè)置高料位，確保高低料位的開(kāi)關(guān)量信號(hào)的發(fā)出的位置，從而實(shí)現(xiàn)渣倉(cāng)物料裝滿(mǎn)后的高料位開(kāi)關(guān)量信號(hào)指令除渣機(jī)電動(dòng)三通工作轉(zhuǎn)換出渣口（轉(zhuǎn)換倉(cāng)位），在料位計(jì)監(jiān)測(cè)連續(xù)料位中設(shè)置低料位，實(shí)現(xiàn)渣倉(cāng)物料裝車(chē)卸空以后發(fā)出開(kāi)關(guān)量信號(hào)指令渣倉(cāng)底部氣密門(mén)自動(dòng)關(guān)閉。由于分體式一拖二超聲波料位計(jì)本身具有連續(xù)料位監(jiān)測(cè)、高、低料位開(kāi)關(guān)量信號(hào)的功能，省去了再加裝高低料位的系統(tǒng)繁瑣設(shè)置，并且完成一個(gè)料位計(jì)同時(shí)監(jiān)測(cè)兩個(gè)倉(cāng)位的功能。由于裝在渣倉(cāng)頂部的料位計(jì)，低料為信號(hào)是由從上至下的連續(xù)聲波形成，不會(huì)存在誤發(fā)渣料棚料時(shí)發(fā)出低料位錯(cuò)誤信號(hào)從而關(guān)閉氣密門(mén)的情況。完成了渣倉(cāng)自動(dòng)化控制于監(jiān)測(cè)。系統(tǒng)簡(jiǎn)化大大減少成本。

結(jié)論

采用改進(jìn)后的渣倉(cāng)結(jié)構(gòu)接控制設(shè)計(jì)形式在渣料控制方面得到有效的保證，完成了可靠的自動(dòng)化控制和監(jiān)測(cè)。大大節(jié)省了設(shè)備制造成本和日常維護(hù)量，從而使得鍋爐排渣—機(jī)械輸送—渣倉(cāng)—車(chē)船外運(yùn)這種排渣技術(shù)得到了完善。在電力、能源、化工等除渣系統(tǒng)運(yùn)用將獲得可觀的經(jīng)濟(jì)效益，為中國(guó)電力、能源等相關(guān)行業(yè)發(fā)展做出積極的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 鄧瑩，馮向科.生產(chǎn)和物料控制系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)[J].商場(chǎng)現(xiàn)代化，2009，（14）.

[2] 孟巧云.PLC技術(shù)在物料控制系統(tǒng)應(yīng)用中的研究[J].硅谷，2009，（19）.

[3] 陳定.氣力噴吹平渣技術(shù)在金堂電廠渣倉(cāng)的應(yīng)用[J].山東電力高等專(zhuān)科學(xué)校學(xué)報(bào)，2011，（4）.

[4] 王梓晗，孫長(zhǎng)江，周紅，路廣平.帶有渣倉(cāng)的斜井出渣系統(tǒng)[J].水利水電技術(shù)，2006，（4）.

[責(zé)任編輯 安世友]