火力發(fā)電廠輸煤系統(tǒng)電氣可靠性淺析

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摘要：對(duì)于火力發(fā)電來講，煤相當(dāng)于“糧食”，而且是一種極為單一的“食品”，輸煤系統(tǒng)相當(dāng)于火力發(fā)電廠的“食品供應(yīng)系統(tǒng)”，其可靠性直接關(guān)系到火力發(fā)電廠的安全運(yùn)行。對(duì)輸煤系統(tǒng)的可靠性分析是很有必要的，現(xiàn)在僅就輸煤系統(tǒng)的電氣可靠性進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。

關(guān)鍵詞：火力發(fā)電；輸煤；可靠；系統(tǒng)

近年來隨著單機(jī)容量的增大，火力發(fā)電廠的規(guī)模也在加大，電廠的耗煤量越來越大，輸煤系統(tǒng)的規(guī)模日趨宏偉，輸送距離大到2km～3km不等，輸煤皮帶由二十條左右增至三、四十條，涉及的機(jī)械設(shè)備繁多，傳感、檢測(cè)設(shè)備日益更新，高科技含量逐步加大，各種開關(guān)元件、繼電器接觸器、斷路器頻繁更新，各種智能化、無接觸、小型化、高壽命、低故障率電氣元件也投入到輸煤系統(tǒng)來，以便適應(yīng)輸煤電氣動(dòng)作頻繁、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境惡劣、自動(dòng)化程度要求高的特點(diǎn)，控制系統(tǒng)也向小型集散系統(tǒng)方面發(fā)展，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)、遠(yuǎn)方控制微機(jī)化，pc機(jī)軟、硬件技術(shù)在輸煤系統(tǒng)中的應(yīng)用技術(shù)也日趨成熟，選型上由中小型向大中型規(guī)模發(fā)展，自動(dòng)化水平步步登高。

首先分析電氣可靠性要在電氣設(shè)備、元件的可靠性上下功夫。輸煤系統(tǒng)頻繁起停電機(jī)多，對(duì)接觸器要求高，發(fā)展趨勢(shì)是選用一些交～直驅(qū)動(dòng)方式的新型接觸器。另外，輸煤控制系統(tǒng)迅速向電子化發(fā)展，可編程序控制器（PC）和計(jì)算機(jī)控制裝置被廣泛應(yīng)用，傳統(tǒng)的有觸點(diǎn)電器與電子裝置混合在一起使用的情況增多，這就帶來了接口和浪涌電壓保護(hù)問題，對(duì)于低電壓小電流的控制回路要求有足夠的接觸可靠性的電器，為了減少接觸器線圈通斷時(shí)產(chǎn)生的浪涌電壓對(duì)電子裝置的影響，一般在接觸器操作線圈兩端配有壓敏電阻。

輸煤機(jī)械設(shè)備繁多，處于動(dòng)態(tài)機(jī)械的設(shè)備對(duì)檢測(cè)裝置的要求較高，無接觸檢測(cè)元件功能、性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過行程開關(guān)、微動(dòng)開關(guān)。光電開關(guān)、接近開關(guān)在翻車機(jī)、輪斗機(jī)、葉輪給煤器、除鐵器、梨煤器、三通檔板上的應(yīng)用已顯示出其強(qiáng)大的生命力。

變頻設(shè)備在輸煤系統(tǒng)的應(yīng)用前景也是很廣闊的，特別是給煤系統(tǒng)要求煤量均勻可調(diào)，變頻設(shè)備的使用是通過改變定子供電電源頻率來改變電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)數(shù)實(shí)現(xiàn)調(diào)速、這種調(diào)速轉(zhuǎn)差小，能保持電動(dòng)機(jī)固有機(jī)械特性，硬度高、調(diào)速范圍寬、精度高、可實(shí)現(xiàn)無極變速，正適合給煤系統(tǒng)的特點(diǎn)，在變頻器的選擇上選用多功能通用變頻器，其與機(jī)械種類無關(guān)可實(shí)現(xiàn)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載驅(qū)動(dòng)，即使負(fù)載有很大波動(dòng)也能保證連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。

要實(shí)現(xiàn)程序配煤、保障安全生產(chǎn)，對(duì)于煤位裝置的要求不容忽視，現(xiàn)有煤位裝置有很多弊病，還不能達(dá)到安全可靠?，F(xiàn)有煤位裝置的類型主要有：利用CMOS管靠煤電阻導(dǎo)通傳感型、偏導(dǎo)式、阻旋料位計(jì)、超聲波煤位裝置等，主要弊病存在于安裝方式不保險(xiǎn)和對(duì)變化的煤流反應(yīng)不靈敏上，這些沒有得到很好的解決，需要研制一種對(duì)煤反應(yīng)更為強(qiáng)烈的物質(zhì)同時(shí)又能實(shí)現(xiàn)電的轉(zhuǎn)換過程的傳感器件。

以上分析，不難看出輸煤系統(tǒng)的可靠運(yùn)行與電器元件的選擇、設(shè)備的更新有很大的關(guān)系。

有了好的設(shè)備、元件，其安裝、聯(lián)接將是系統(tǒng)可靠性不容忽視的環(huán)節(jié)。輸煤系統(tǒng)受粉塵污染和機(jī)械震動(dòng)影響很大，濕度、溫度變化也較大，另外輸煤系統(tǒng)空間跨度大、戰(zhàn)線長(zhǎng)，這勢(shì)必帶來電器聯(lián)接安裝可靠性的難度。因此，信號(hào)的遠(yuǎn)距離傳輸、各種電器聯(lián)接部位的接觸不良、電纜的敷設(shè)布置都將產(chǎn)生可靠性隱患，這就要求電器聯(lián)接設(shè)計(jì)與安裝工藝及各種防范措施都提到一定高度。

抗干擾措施的加強(qiáng)對(duì)于輸煤系統(tǒng)電氣可靠性至關(guān)重要，利用電能進(jìn)行工作的電氣控制設(shè)備、在運(yùn)行中必然伴隨著電磁能量的轉(zhuǎn)換，往往一方面對(duì)周圍環(huán)境發(fā)生影響，同時(shí)另一方面其本身也會(huì)受所處環(huán)境的各種電磁干擾。

盡量減少互感的影響，以避免線圈之間的相互干擾，兩個(gè)線圈之間的耦合程度與線圈的結(jié)構(gòu)、線圈的相互位置以及周圍磁介質(zhì)有關(guān)，避免其相互干擾除采用屏蔽手段外，合理的布置這些線圈的相互位置也大可減小互感作用，這就需要在輸煤程控盤設(shè)計(jì)配置方面下一定功夫。

由于光耦的輸入阻抗小（一般在100Ω——1KΩ之間），在電流狀態(tài)下工作輸入、輸出回路間分布電容小，因此對(duì)內(nèi)阻高（一般在10——10Ω之間）幅度大而能量小的干擾信號(hào)起到很好的抑制作用，所以常利用光耦實(shí)現(xiàn)開關(guān)量的輸入輸出，另外使用光耦還避免了內(nèi)部電路的信號(hào)與地線直接和外部聯(lián)接，起到良好的隔離作用，盡量的減少了系統(tǒng)連接中各工作部件之間的干擾。

雙絞線是由兩根具有絕緣保護(hù)的銅導(dǎo)線按照一定的密度相互纏繞制成的，每根導(dǎo)線在傳輸中輻射出來的電波能與另一根導(dǎo)線發(fā)生的波相抵消，不易受電磁感應(yīng)影響，帶屏蔽的雙絞線抗干擾能力更強(qiáng)，因此在輸煤系統(tǒng)中，微機(jī)通訊以及遠(yuǎn)方控制電路都可選用雙絞線來抗干擾，但由于雙絞線都是成對(duì)出現(xiàn)的，因此對(duì)于開關(guān)量的傳輸更具有其優(yōu)越性。

交流穩(wěn)壓器可保證供電的穩(wěn)定性，防止電流系統(tǒng)的過壓和欠壓，隔離變壓器可采用屏蔽層隔離，減小分布電容、提高了抗共模干擾的能力，低通濾波器可濾除高頻干擾，改善電源波形，T型波形電路科濾除50HZ工頻干擾，這些在輸煤系統(tǒng)的程控配置上都可起到抗干擾作用。

為執(zhí)行電氣設(shè)備為直流電機(jī)或繼電器時(shí)應(yīng)在線圈兩端反并聯(lián)兩二極管，在觸頭兩端并聯(lián)組容吸收電路可抗電磁干擾。對(duì)于交流電器的線圈和觸頭常一端處于懸浮狀態(tài)，易感應(yīng)出電壓引起誤動(dòng)，通?？捎肦C抑制電路，R、C參數(shù)取值為R=22Ω/1W，C=0.22μF（耐壓視電源電壓而定，如對(duì)于220V線路耐壓應(yīng)取630V）。另外降額使用元器件，有處于減輕元器件的負(fù)載，可降低其工作時(shí)的發(fā)熱溫升，也可避免因瞬時(shí)過載造成的過流或過壓沖擊，減省偶然失效帶來的事故，交流電器線圈并聯(lián)使用可起到降額使用的同樣效果，這也是容錯(cuò)技術(shù)的體現(xiàn)。

控制、信號(hào)電纜采用屏蔽電纜有利于抗干擾，低頻信號(hào)（1MHZ以下）對(duì)電感不敏感，而接地線形成的環(huán)路電流造成干擾較大，應(yīng)采用單點(diǎn)接地方法，而高頻信號(hào)（10MHZ以上）恰相反，宜采用多點(diǎn)接地，屏蔽接地是抗干擾不可缺少的一環(huán)。

另外電力電纜，控制、信號(hào)電纜在輸煤系統(tǒng)中的敷設(shè)、走向、布局不合理是產(chǎn)生干擾的重要部分，強(qiáng)弱電要分開、少交叉是施工中應(yīng)注意的。

總之，在輸煤系統(tǒng)中線路較長(zhǎng)，外部環(huán)境較復(fù)雜、頻繁起動(dòng)電器較多，電子傳感器件投入與可編程控制的普及應(yīng)用造成的有觸點(diǎn)電器與電子裝置混合在一起，這些都造成輸煤抗干擾措施應(yīng)盡早完善，這樣才能保證整個(gè)輸煤系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。

輸煤系統(tǒng)的冗余備用設(shè)計(jì)也是可靠運(yùn)行的保障，輸煤系統(tǒng)多設(shè)有煤場(chǎng)、煤溝、混煤倉等多種貯煤設(shè)施，可由翻車機(jī)、斗輪機(jī)、汽車卸煤溝事故煤斗多種通道上煤，沿線輸送皮帶一般采用雙路交替使用，三通擋板靈活使用導(dǎo)致了上煤線路的多種組合，重要機(jī)械如碎煤機(jī)、給煤機(jī)等都設(shè)有備用。在電氣方面，與之相適應(yīng)的各種程序設(shè)計(jì)也逐步完善，能實(shí)現(xiàn)就地手動(dòng)、聯(lián)鎖控制，集控室解鎖、聯(lián)鎖、程序控制多種控制手段。電源供電點(diǎn)也多設(shè)計(jì)為雙路供電，大大提高了輸煤系統(tǒng)的可靠性。

信號(hào)、保護(hù)、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的完善對(duì)于輸煤系統(tǒng)的可靠性將產(chǎn)生最終的妙不可言的效果。當(dāng)上位機(jī)或馬賽克顯示屏上正確無誤的顯示現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備狀態(tài)及出現(xiàn)各種提示信號(hào)時(shí)，輸煤運(yùn)行人員處理問題時(shí)將無比從容，安全運(yùn)行將極為容易。

輸煤程控系統(tǒng)各設(shè)備的控制檢測(cè)信號(hào)主要有運(yùn)行信號(hào)，啟動(dòng)、停機(jī)信號(hào)等。皮帶輸送機(jī)有打滑、跑偏、煤流、撕裂、保護(hù)、警鈴信號(hào)，碎煤機(jī)主要有運(yùn)行、保護(hù)、啟動(dòng)、停機(jī)信號(hào)，除鐵器、除塵器有運(yùn)行、故障、啟停信號(hào)，三通擋板、梨煤器同樣有位置信號(hào)、正反啟停信號(hào)、振打啟停信號(hào)、堵煤信號(hào)，煤倉有煤位信號(hào)，給煤機(jī)有位置信號(hào)、啟停信號(hào)、故障信號(hào)，各種電動(dòng)機(jī)的電流棒圖，配電裝置的合閘信號(hào)，給煤機(jī)調(diào)頻裝置的速度頻率顯示信號(hào)等。

以上是對(duì)輸煤系統(tǒng)可靠性電氣部分進(jìn)行的分析，僅限于表面的東西，仍需更深入的研究才能真正實(shí)現(xiàn)輸煤系統(tǒng)可靠運(yùn)行。