入爐煤采樣機(jī)雨季應(yīng)急使用改造

史波，馬寧

（華潤電力徐州項目公司,江蘇 徐州 221000）

入爐煤采樣機(jī)雨季應(yīng)急使用改造

史波，馬寧

（華潤電力徐州項目公司,江蘇 徐州 221000）

華潤電力徐州項目公司通過對入爐煤采樣機(jī)的簡單改造，解決了多雨季節(jié)加倉過程中入爐煤質(zhì)受雨水影響造成的堵煤停運(yùn)問題，提高了爐煤采樣機(jī)的抗?jié)衩旱母蓴_能力，確保了爐煤取樣的代表性,提高了人工取入爐煤樣工作時的安全。

入爐煤采樣機(jī)；雨水影響；改造；入爐煤樣代表性；人員安全

1 輸煤加倉系統(tǒng)概述及爐煤采樣機(jī)系統(tǒng)介紹

華潤徐州項目公司共有四臺320MW發(fā)電機(jī)組，滿負(fù)荷發(fā)電時日耗煤約為12000噸，輸煤加倉系統(tǒng)設(shè)計為二路輸煤皮帶，一備一用，每條皮帶最大加倉量為1000噸/小時。四個條形煤場露天布置，存煤受天氣影響大，特別是雨季易造成燃煤流動性變差。燃煤供應(yīng)礦點(diǎn)多達(dá)30余個，復(fù)雜的煤源，較高的耗煤量，再加上雨水季節(jié)對煤質(zhì)的影響，造成了入爐煤采樣機(jī)在雨水較多的天氣情況下使用時問題頻發(fā)。我司入爐煤采樣裝置由徐州賽摩拉姆齊公司設(shè)計安裝的兩套SCSU型刮板式采樣機(jī)，分別位于＃51皮帶及＃52皮帶配重西側(cè)，可滿足1000t/H的皮帶出力的采樣要求。

圖1 刮板式入爐煤采樣機(jī)工作原理圖

入爐煤采樣設(shè)備在工作時，初級采樣機(jī)從輸煤皮帶上采集入爐煤樣品至給料機(jī)，給料機(jī)再勻速的將采集的煤樣送到破碎機(jī)破碎，縮分器將破碎機(jī)破碎后的入爐煤樣品，縮分一部分制成化驗樣品收集到收集罐中得到想要的化驗樣品，斗提機(jī)將剩余的煤返回到輸煤皮帶上。全過程由PLC預(yù)先設(shè)計的程序控制自動完成。

2 入爐煤采樣機(jī)改造動機(jī)、目地

當(dāng)前隨著燃料管理工作越來越規(guī)范，入爐煤采樣設(shè)備是電廠發(fā)電煤耗正平衡計算的重要生產(chǎn)設(shè)備。入爐煤質(zhì)的優(yōu)劣取決于入爐煤煤樣是否具有代表性，而入爐煤采樣環(huán)節(jié)的準(zhǔn)確性對最終的化驗分析結(jié)果占了80%比重，所以它的正常投入率和煤樣代表性關(guān)系到電廠重要指標(biāo)的計算。我司入爐煤采樣機(jī)在實際生產(chǎn)中，可以較好的完成入爐煤的采樣工作，煤樣具有一定代表性，但影響最大的是在夏季多雨季節(jié)，煤場燃煤受雨水影響，極易造成采樣機(jī)堵煤，特別是粉煤受雨后，影響更大。后期雖經(jīng)對重點(diǎn)堵煤位置破碎機(jī)、篩分孔等處進(jìn)行改造，減少了爐煤采樣設(shè)備的堵煤頻率，但仍影響到入爐煤采樣機(jī)的

投入率，影響到正常的加倉運(yùn)行工作。在7、8、9三個多雨的月份中，運(yùn)行中多次因入爐煤采樣設(shè)備的堵煤造成帶載停運(yùn)，加倉任務(wù)緊急而最終選擇臨時人工采樣方式。而人工采樣普遍存在著人工采樣操作風(fēng)險大，人為干擾大，入爐煤樣難具有代表性。所以目標(biāo)是在現(xiàn)有設(shè)備條件下，在多雨季節(jié)，特別是在加倉任務(wù)緊急時，盡可能的減少入爐煤采樣機(jī)頻繁堵煤的影響，從而減少對輸煤系統(tǒng)加倉運(yùn)行的影響，又能保證所取的入爐煤樣具有一定代表性。

3 具體實施

3.1 思路與方法

通過對具有代表性的8月份雨季入爐煤采樣崗位記錄的異常停運(yùn)情況，列出了當(dāng)月爐煤采樣設(shè)備因故障、堵煤的停運(yùn)頻次，如表1所列。

表1 #41、#42入爐煤采樣機(jī)停運(yùn)統(tǒng)計

兩臺爐煤采樣設(shè)備于8月份總計因故障、堵煤原因停運(yùn)共計59次，平均每臺爐煤采樣設(shè)備當(dāng)月停運(yùn)處置約30次，其中因堵煤原因造成的停運(yùn)次數(shù)約占90%。從表1的統(tǒng)計中可以看出，全月出現(xiàn)59次的異常停運(yùn)，而位于輸煤皮帶上方的采樣頭當(dāng)月運(yùn)行一直良好，沒有發(fā)生故障，也沒有受到煤質(zhì)影響，只是受到爐煤采樣設(shè)備本身邏輯保護(hù)需要，當(dāng)采樣設(shè)備某處出現(xiàn)故障或堵煤時，采樣頭出現(xiàn)保護(hù)性停運(yùn)。既然采樣頭位于設(shè)備的最頂端的位置，而且它的投入又是完成了入爐煤樣全斷面取樣的關(guān)健環(huán)節(jié)，采樣頭在實際工作中故障率較低，特別是對煤質(zhì)流動性又不敏感。完全可以克服在雨水對煤質(zhì)影響較大時，因加倉急需，擔(dān)負(fù)起取得入爐煤應(yīng)急全斷面煤樣的任務(wù)。我們首先選取#41入爐煤采樣機(jī)進(jìn)行改造試驗，將#41采樣頭至給料機(jī)的落煤筒上半部，選取合適位置增加一臺電動三通擋板，建造一旁路，將原采樣頭至給料機(jī)原有的一路通行方式，完成了采樣頭至給料機(jī)和采樣頭至旁路的兩種運(yùn)行方式（見圖2）。

圖2 刮板式入爐煤采樣機(jī)增設(shè)旁路三通擋板示意圖

正常情況下入爐煤采樣設(shè)備按照原有工作流程，自動完成爐煤采樣工作，只有當(dāng)具備啟用應(yīng)急采取入爐煤樣條件時，只需將采樣頭下部三通擋板切換至旁路位置，并將采樣機(jī)的聯(lián)鎖轉(zhuǎn)換開關(guān)打至手動位置，每手動按壓一次采樣按鈕即完成一次輸煤皮帶的全斷面采樣，所取煤樣即從旁路出料口落入煤樣筒內(nèi)（見圖3）。

圖3 初采機(jī)直采煤樣出料口

3.2 控制系統(tǒng)設(shè)計

（1）主回路設(shè)計如圖4所示，在原控制柜三相動力電源上增加一只電動機(jī)斷路器、2只做正反轉(zhuǎn)用的接觸器，接觸器下端口出線接至新增設(shè)的三通擋板電機(jī)。

（2）控制回路設(shè)計如圖5。

圖4 三通擋板主回路圖

三通擋板的控制邏輯全部封裝在PLC內(nèi)部，其主令元件全部接至PLC的輸入點(diǎn)，執(zhí)行元件全部接至PLC的輸出點(diǎn)。當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān) 2SA 切換至旁路時，PLC輸出點(diǎn)%Q0.4.2輸出，2 KM2接觸器 線圈得電，控制擋板電機(jī)往旁路方向運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)擋板完全打到旁路位置時，旁路位限位開關(guān) 2SQ2 動作，在程序內(nèi)部斷開PLC輸出點(diǎn)%Q0.4.2，2KM2 線圈失電，三通擋板電機(jī)停止，完成旁路位置的切換過程。當(dāng)2SA 轉(zhuǎn)換開關(guān)切換至制樣位時，PLC輸出點(diǎn)%Q0.4.1輸出,2KM1 接觸器線圈得電，三通擋板電機(jī)往制樣位方向運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)擋板完全打回制樣位置時，制樣位限位開關(guān) 2SQ1動作，在程序內(nèi)部斷開PLC輸出點(diǎn)%Q0.4.1，2KM1 線圈失電，三通擋板電機(jī)停止，完成制樣位置的切換過程。以上操作均在采樣機(jī)處于“手動”操作位置時進(jìn)行的操作。若此時操作三通擋板至旁路位后，如要進(jìn)行采樣，需要采樣員手動啟動采樣頭進(jìn)行采樣，采樣頭的采樣間隔由采樣員根據(jù)采樣規(guī)定靈活掌握。因為三通擋板旁路運(yùn)行時，破碎機(jī)、縮分器等均不參與系統(tǒng)運(yùn)行，為防止落煤管堵煤故障以及樣量過大的現(xiàn)象發(fā)生，可以采用此種采樣方式。當(dāng)采樣機(jī)處于“自動”操作位置時，將圖6中的轉(zhuǎn)換開關(guān)SA2打至閉合位置時，通過PLC內(nèi)部程序的邏輯運(yùn)算，三通擋板被切換至旁路位置運(yùn)行。此時的采樣頭按照正常工作時的方式運(yùn)行，無需人為手動干預(yù)，所采煤樣比較具有代表性。（3）為防止三通擋板在切換時發(fā)生堵轉(zhuǎn)等故障，在三通擋板電機(jī)運(yùn)行時，PLC內(nèi)部計時器將監(jiān)測三通擋板電機(jī)運(yùn)行時間，如果在計時器設(shè)定時間結(jié)束前未到達(dá)切換位置，將會停止三通擋板的切換旁路系統(tǒng)的工作，并輸出報警，停止系統(tǒng)運(yùn)行。采樣機(jī)旁路三通的電氣設(shè)計較為靈活簡捷，沒有增加太多的線路，邏輯均封裝在PLC內(nèi)部，降低了故障率的發(fā)生，方便了采樣人員的操作，也方便了檢修人員的維護(hù)。

3.3 應(yīng)急情況下入爐煤樣的代表性驗證

通過以上改造，在我廠的實際應(yīng)用中確實取得了較好效果，但是按照正常取樣過程中所取的入爐煤樣，與應(yīng)急情況下所取煤樣差別是否過大，應(yīng)急情況下取得的煤樣能否具有代表性，還是需要試驗數(shù)據(jù)比對來驗證。由于應(yīng)急方式下的爐煤樣與爐煤正常方式下的煤樣取得，在運(yùn)行方式上有沖突，所以無法直接相互參照，最終選擇直通試驗方式來完成廠爐煤樣的煤質(zhì)數(shù)據(jù)比對。我廠共進(jìn)行五次直通試驗來進(jìn)行廠爐煤數(shù)據(jù)比對，每次直通試驗均選擇一列同礦點(diǎn)煤種，分別對入廠煤樣、爐煤應(yīng)急情況下的煤樣和人工取爐煤樣單獨(dú)制樣進(jìn)行比對，結(jié)果如表2所示。

圖5 三通控制回路圖

表2 直通試驗結(jié)果匯總

從表2可以看出，廠煤化驗值與爐煤應(yīng)急取樣化驗值，以廠煤化驗值為基準(zhǔn)，最大誤差為-68大卡，最小誤差+16大卡，應(yīng)急狀態(tài)下的爐煤取樣明顯優(yōu)于人工取樣精度。如果扣除制樣，化驗環(huán)節(jié)中的誤差，應(yīng)急情況下的爐煤樣還是具有一定的代表性的，應(yīng)當(dāng)完全可以滿足入爐煤作為正平衡計算需要的。通過此次對爐煤設(shè)備的改造認(rèn)為：（1）解決了在雨季特殊時期急需加倉的時間段內(nèi)的入爐煤煤樣的準(zhǔn)確性和代表性，煤樣仍為全斷面煤樣。（2）杜絕了人工取入爐煤樣的操作風(fēng)險，盡最大可能的降低了人工采樣誤差。（3）減輕了采樣人員的工作量和人工采樣對現(xiàn)場衛(wèi)生的影響。（4）不因爐煤采樣機(jī)個別設(shè)備的停運(yùn)影響生產(chǎn)工作。

不足：（1）在切至旁路直接取樣時，初采機(jī)的操作必須人工點(diǎn)動操作，暫時沒實現(xiàn)自動操作。（2）應(yīng)急采樣時人員無法離開操作柜前，了解設(shè)備工況，處理堵煤等工作。（3）由于直接通過采樣頭進(jìn)行全斷面采樣，所得煤樣量大。（4）后期需人工制樣、破碎工作量較大。

4 結(jié)語

雖然華潤電力徐州項目公司對入爐煤采樣機(jī)進(jìn)行的改造對于入爐煤計質(zhì)工作的準(zhǔn)確性有較大的改善，但是非正常情況下的使用只限于特殊天氣和煤質(zhì)異常而又加倉任務(wù)緊迫下使用，正常情況下確保爐煤采樣機(jī)的正常運(yùn)行應(yīng)放在首位。

[1]高原.入爐煤采樣機(jī)系統(tǒng)設(shè)備的改進(jìn)[J].大唐國際張家口發(fā)電廠,華北電力技術(shù).

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