無線控制技術(shù)在電廠斗輪機及葉輪給煤機改造中應(yīng)用

國電蓬萊發(fā)電有限公司 孫亞偉

1 概述

國電蓬萊發(fā)電有限公司一期為兩臺33萬千瓦的燃煤機組，其輸煤系統(tǒng)為：煤場單路斗輪堆取料機為DQ 1500/1500-35型懸臂式斗輪堆取料機，斗輪堆取料機為既可堆料又可取料一機兩用的聯(lián)合設(shè)備；汽車卸煤溝煤斗下部設(shè)雙路帶式輸送機，每路安裝1臺出力100～1000噸／小時的橋式葉輪給煤機，其型號為QYG1000A。

2 斗輪機及葉輪給煤機經(jīng)常故障的原因

2.1 斗輪機經(jīng)常故障的原因

斗輪機與集控室之間的信號傳輸借助電纜卷筒和控制卷纜來實現(xiàn)，斗輪機作業(yè)時需要頻繁行走，卷纜由于在地面拖動并頻繁受力，加上露天煤場環(huán)境惡劣，設(shè)備使用十年了，老化嚴重，卷纜中的控制信號線非常容易出現(xiàn)拉斷現(xiàn)象，而控制信號線斷芯往往在內(nèi)部，外部無法查看。

2.2 葉輪給煤機經(jīng)常故障的原因

兩臺葉輪給煤機均采用硬接線方式，采用拖纜進行信號傳輸，拖纜采用柔性電纜，配合電纜小車實現(xiàn)沿軌道伸縮，達到葉輪給煤機移動目的，由于地煤溝臟、暗、潮濕、煤粉等特定環(huán)境，拖動電纜滑動的電纜滑車極易損壞，當電纜滑車故障時極易造成電纜擠壓后控制信號線破皮造成電纜接地或控制信號線拽斷；由于采用柔性電纜，電纜隨著葉輪給煤機頻繁行走，會造成電纜內(nèi)部的控制信號線絕緣降低，出現(xiàn)信號時有時無現(xiàn)象，加重了設(shè)備檢修人員故障查找故障查找和處理難度。葉輪給煤機控制電纜安裝空間狹小，更換非常困難，更換工作量大。葉輪給煤機每側(cè)只有一根控制電纜，每次更換時需要移動動力電纜，更換時還有大量的校線工作，每次更換需要7～8個小時，嚴重影響機組安全生產(chǎn)。

3 無線控制特點介紹

工業(yè)無線控制技術(shù)是繼現(xiàn)場總線之后，工業(yè)控制領(lǐng)域的又一個熱點技術(shù)，是降低工業(yè)測控系統(tǒng)成本、提高工業(yè)測控系統(tǒng)應(yīng)用范圍的革命性技術(shù)。其特點如下：

3.1 降低成本縮短工期

當要把相距數(shù)公里到數(shù)十公里距離的遠程站點相互連接通訊的時候，采用有線的方式，必須架設(shè)長距離的電纜或者挖掘漫長的電纜溝，工程周期可能需要幾個月的時間，還需要大量的人力和物力。而用通訊模塊建立無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞?，只需要架設(shè)適當高度的天線，工程周期只需要幾天或者幾周就可以，相比之下，無線的方式可以迅速組建起通信鏈路，工程周期大大縮短。相比之下節(jié)省了大量勞動力的支出。

3.2 不受地形限制

有線通訊的局限性太大，在遇到一些特殊的應(yīng)用環(huán)境，比如遇到山地、湖泊、林區(qū)等特殊的地理環(huán)境或是移動物體等布線比較困難的應(yīng)用環(huán)境的時候，將對有線網(wǎng)絡(luò)的布線工程有著極強的制約力，而用無線通訊模塊建立專用無線數(shù)據(jù)傳輸方式將不受這些限制，擁有更廣泛的適應(yīng)性，幾乎不受地理環(huán)境限制。

3.3 良好的升級擴展性能

用戶組建好一個通訊網(wǎng)絡(luò)之后，常常因為系統(tǒng)的需要增加新的設(shè)備。如果采用有線的方式，需要重新的布線，施工比較麻煩，而且還有可能破壞原來的通訊線路，但是如果采用無線通訊模塊建立專用無線數(shù)據(jù)傳輸方式，只需將新增設(shè)備與無線通訊模塊相連接就可以實現(xiàn)系統(tǒng)的擴充了，具更好的擴展性，避免二次施工所帶來的費用支出。

3.4 讓設(shè)備維護更容易

有線通訊鏈路的維護需沿線路檢查，出現(xiàn)故障時，一般很難及時找出故障點，而采用無線通訊模塊建立專用無線數(shù)據(jù)傳輸方式只需維護通訊模塊，出現(xiàn)故障時則能快速找出原因，恢復(fù)線路正常運行。

4 改造方案

4.1 斗輪機的改造方案

4.1.1 系統(tǒng)組成

HSWD-1m 斗輪堆取料機無線控制系統(tǒng)由主機控制箱和從機控制箱構(gòu)成。主機控制箱安裝在輸煤程控室，從機控制箱安裝在斗輪機上。主機控制箱包括：主機控制模塊、數(shù)字無線模塊、全向天線、饋線、電源模塊、接線端子等。從機控制箱包括：主機控制模塊、 數(shù)字無線模塊、全向天線、饋線、電源模塊及接線端子等組成。本無線控制系統(tǒng)對原斗輪堆取料機的改造部分僅僅替代原有控制拖纜，系統(tǒng)控制功能沒有任何變動。從而徹底避免控制拖纜損壞造成斗輪機無法連鎖的問題。系統(tǒng)連接示意如圖1。

圖1 具備繞射能力的斗輪機無線堆取料聯(lián)鎖裝置

4.1.2 工作原理

程控室通過主機控制箱將控制數(shù)據(jù)(包括給允許堆料、允許取料、地面皮帶運行等指令)，發(fā)送給斗輪機從機裝置。同時接收斗輪機從機控制箱發(fā)送過來的數(shù)據(jù)(堆料狀態(tài)、取料狀態(tài)、故障等狀態(tài)信號)。從而實現(xiàn)了程控室和斗輪機以及皮帶的聯(lián)鎖功能，同時可實時監(jiān)控斗輪機的運行狀態(tài)。

4.2 葉輪給煤機的改造方案

4.2.1 系統(tǒng)組成

HSWD-2 無線控制系統(tǒng)由葉輪地面站主機裝置和葉輪給煤機機上站從機裝置構(gòu)成。主機裝置安裝在葉輪給煤機皮帶入口處，從機裝置安裝在葉輪給煤機上。主（從）機包含控制主（從）機1 臺，無線通信模塊1 臺，天線1 個，隔離繼電器和接線端子若干。對原系統(tǒng)的改造部分僅僅是脫開滑線或拖纜的連接，而沒有其它任何機械電氣的改動和控制功能的變動。并留出近一半的接口余量，以備通訊控制功能的升級擴展之用。

4.2.2 工作原理

輸煤集控室通過主機控制箱內(nèi)的無線主機裝置將控制數(shù)據(jù)(包括給煤機啟動、停止、運行速度等指令)，發(fā)射給葉輪給煤機無線電從機裝置。同時接收葉輪給煤機無線從機裝置發(fā)射的監(jiān)控數(shù)據(jù)(包括給煤機報警、電流、行走方向等狀態(tài))。相應(yīng)的, 葉輪給煤機通過無線電鏈路接收輸煤集控發(fā)送的控制指令并返回監(jiān)控狀態(tài)。從而實現(xiàn)了中央集控室對葉輪給煤機運行方式和運行功能的遠程控制，以及運行狀態(tài)和運行位置的遠程監(jiān)視，完成葉輪給煤機全自動上煤過程。

5 改造效果

國電蓬萊發(fā)電有限公司完成斗輪機及葉輪給煤機的控制系統(tǒng)無線改造后信號傳輸正常，設(shè)備運行可靠，未發(fā)生因信號傳輸造成設(shè)備故障停止的現(xiàn)象，大幅提高了設(shè)備的可靠性。

降低了設(shè)備生產(chǎn)維護成本。斗輪機及葉輪給煤機的控制系統(tǒng)無線改造后，解決了了有線傳輸系統(tǒng)給斗輪機和葉輪給煤機帶來的缺陷，降低了設(shè)備維護人員的勞動強度，保證了生產(chǎn)連續(xù)穩(wěn)定運行，提高了設(shè)備管理水平。

提高了企業(yè)外部形象，減少了來煤卸車的延遲時間。系統(tǒng)改造后解決了因為信號輸送故障導(dǎo)致設(shè)備停止運行的問題，提升了煤場接待來煤能力。

提高了機組安全運行的穩(wěn)定性，保證了機組接待符合能力。系統(tǒng)改造后降低了設(shè)備故障率，能有效提升煤場供煤能力，保證機組接待符合不受影響。