通過增加聯(lián)鎖電動(dòng)風(fēng)閥改善煤倉間除塵器效果的技術(shù)改造

【摘要】通過增加聯(lián)鎖電動(dòng)風(fēng)閥改善煤倉間除塵器效果的技術(shù)改造，在不新增除塵器、不新增大設(shè)備、不改變主要風(fēng)管結(jié)構(gòu)的情況下，僅僅通過新安裝10臺(tái)防爆電動(dòng)風(fēng)閥及控制箱，和對(duì)應(yīng)電控軟硬件的改造，實(shí)現(xiàn)了其他新建機(jī)組“一對(duì)一”設(shè)置除塵器的除塵效果。同時(shí)，這種除塵器一對(duì)多分時(shí)復(fù)用的解決方式也提高了除塵器的利用率，全上煤流程中除塵器一直保持運(yùn)行，減少了除塵器啟停次數(shù)，減少了故障率。最重要的，國內(nèi)很多燃煤火電機(jī)組也同我公司一樣存在煤倉間空間不足的問題，這一技術(shù)改造的實(shí)現(xiàn)可以為解決同類問題提供借鑒。

【關(guān)鍵詞】電動(dòng)風(fēng)閥 除塵器 PLC 粉塵 煤倉

1 概述

廣州華潤熱電有限公司（以下簡稱“公司”）煤倉間除塵器由布袋除塵器升級(jí)改造為更大容量的旋流濕式除塵器后，設(shè)備運(yùn)行除塵效果仍不理想。經(jīng)各專業(yè)分析確定原因后，由熱控專業(yè)主導(dǎo)進(jìn)行煤倉間電動(dòng)風(fēng)閥技術(shù)改造，在不新增除塵器、不新增大件設(shè)備、不改變主要風(fēng)管結(jié)構(gòu)的情況下，僅僅通過新安裝10臺(tái)防爆電動(dòng)風(fēng)閥及控制箱，和對(duì)應(yīng)電控軟硬件的改造，實(shí)現(xiàn)了其他新建機(jī)組“一對(duì)一”設(shè)置除塵器的除塵效果。

2 技術(shù)改造前情況

在燃煤發(fā)電機(jī)組中，煤倉間除塵器是用來在煤倉進(jìn)煤、粉塵上涌時(shí)進(jìn)行煤倉內(nèi)空氣凈化使用的設(shè)施，可以降低粉塵濃度、優(yōu)化輸煤車間工作環(huán)境甚至防止煤粉塵爆燃的惡性事故。

公司瀕臨珠江入?？?，由于地處華南沿海地區(qū)，空氣濕度較大。燃料煤種主要是印尼褐煤，燃煤含水量及粉塵濃度都較大?；ㄆ陂g公司煤倉間安裝了2臺(tái)布袋除塵器，一臺(tái)用于#1機(jī)組#1-#5煤倉，另外一臺(tái)用于#2機(jī)組#6-#10煤倉。每個(gè)煤倉由甲乙兩路皮帶通過對(duì)應(yīng)犁煤器進(jìn)煤。10個(gè)煤倉內(nèi)的含粉塵空氣分別通過10路單獨(dú)對(duì)應(yīng)的風(fēng)管進(jìn)入2路風(fēng)道母管（每臺(tái)機(jī)組各一路母管）后由布袋除塵器進(jìn)行集中除塵處理。10路風(fēng)管上各有一臺(tái)未接動(dòng)力電源、未接控制信號(hào)電纜的焊接式電動(dòng)風(fēng)閥，電動(dòng)風(fēng)閥的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)多數(shù)已經(jīng)失靈且修復(fù)價(jià)值不大。

由于粉塵濕度大、粘性高，致使布袋清灰效果不佳，布袋表面粘附厚厚的粉塵，風(fēng)阻過大，風(fēng)機(jī)經(jīng)常受損，運(yùn)行狀態(tài)較差。因布袋式除塵器除塵效果不能滿足環(huán)保要求，公司對(duì)煤倉間除塵器進(jìn)行了改造，換成4臺(tái)（兩組）旋流濕式除塵器。每臺(tái)機(jī)組分別由一組（2臺(tái)）旋流濕式除塵器負(fù)責(zé)煤倉除塵。風(fēng)管及電動(dòng)風(fēng)閥配置未改變。

在除塵器改造完成后，設(shè)備運(yùn)行除塵效果仍不理想。

3 除塵效果差的原因分析

旋流濕式除塵器在我公司其他10個(gè)場合使用效果均較好，唯獨(dú)此處效果欠佳。針對(duì)這一反?，F(xiàn)象，公司技術(shù)支持部輸煤、熱控、鍋爐等專業(yè)聯(lián)合對(duì)此情況進(jìn)行了分析。各專業(yè)認(rèn)為：這一現(xiàn)象發(fā)生的主要原因是每個(gè)煤倉除塵器吸風(fēng)口安裝的電動(dòng)風(fēng)都在全開位置，由于所有煤倉的吸風(fēng)口都是全開，導(dǎo)致除塵器工作時(shí)吸力不足。尤其是在圓形煤場褐煤清底作業(yè)時(shí)，旋流濕式除塵器處理的主要是從非進(jìn)煤狀態(tài)煤倉吸入的，粉塵含量較小的空氣，使得旋流濕式除塵器沒有發(fā)揮應(yīng)有的作用。

為了驗(yàn)證這一分析是否正確，我們?cè)?1機(jī)組進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，通過手動(dòng)關(guān)閉各煤倉電動(dòng)風(fēng)閥的方式進(jìn)行驗(yàn)證。試驗(yàn)結(jié)果表明，一組旋流濕式除塵器工作時(shí)，在僅有1個(gè)煤倉的電動(dòng)風(fēng)閥打開的情況下除塵效果很好，在有2個(gè)煤倉的電動(dòng)風(fēng)閥打開的情況下除塵效果也很好，但在打開3個(gè)及以上煤倉的電動(dòng)風(fēng)閥的情況下除塵效果會(huì)急轉(zhuǎn)直下。通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)所有煤倉的吸風(fēng)口全部保持常開狀態(tài)是旋流濕式除塵器效果差的主因。

4 解決方案

經(jīng)多方了解，目前各新建燃煤發(fā)電機(jī)組基本都采用1組除塵器對(duì)應(yīng)1臺(tái)煤倉的配置方式，運(yùn)行中，對(duì)應(yīng)煤倉犁煤器落下時(shí)自動(dòng)聯(lián)鎖啟動(dòng)對(duì)應(yīng)除塵器。但因公司煤倉間空間狹小，確實(shí)沒有相應(yīng)空間進(jìn)行這種“一對(duì)一”除塵器配置改造，無法借鑒這種解決方案。

由于公司每臺(tái)煤倉對(duì)應(yīng)兩條皮帶，每臺(tái)煤倉進(jìn)煤口對(duì)應(yīng)分布在兩條皮帶上的兩臺(tái)犁煤器。單條皮帶上，同一時(shí)間最多有一臺(tái)犁煤器處于落下犁煤工作狀態(tài)。實(shí)際上，兩臺(tái)機(jī)組在上煤過程中，每臺(tái)機(jī)組至多有兩臺(tái)煤倉同時(shí)進(jìn)煤，處于必須進(jìn)行除塵的狀態(tài)。也就是說可以通過分時(shí)復(fù)用的方式來充分利用現(xiàn)有的旋流濕式除塵器，這給在不增加新除塵器的前提下解決問題提供了一定的有利條件。皮帶、犁煤器、煤倉對(duì)應(yīng)情況見圖一。

結(jié)合公司生產(chǎn)現(xiàn)場實(shí)際，以及驗(yàn)證試驗(yàn)情況，我們提出了以下技改方案：

4.1 每個(gè)煤倉除塵器吸風(fēng)口安裝一臺(tái)新的防爆電動(dòng)風(fēng)閥，目前無動(dòng)力控制電源的舊電動(dòng)風(fēng)閥以后運(yùn)行中保持全開，僅用作手動(dòng)隔離使用。

4.2 每個(gè)電動(dòng)風(fēng)閥就地增加控制箱，該控制箱設(shè)計(jì)用于控制電動(dòng)風(fēng)閥的開和關(guān)，并能實(shí)現(xiàn)就地操作及遠(yuǎn)程操作切換。

4.3 從煤倉間MCC敷設(shè)動(dòng)力電纜至各電動(dòng)風(fēng)閥提供動(dòng)力電源，根據(jù)MCC備用電源情況，選用AC220V電源供電。

4.4 從煤倉間PLC遠(yuǎn)程站敷設(shè)控制電纜至各電動(dòng)風(fēng)閥，用以發(fā)出開閥、關(guān)閥指令，并接收閥門開到位、關(guān)到位反饋。

4.5 在輸煤程控PLC設(shè)置新的連鎖邏輯，當(dāng)對(duì)應(yīng)皮帶運(yùn)行且該煤倉犁煤器落下，煤倉進(jìn)煤時(shí)打開電動(dòng)風(fēng)閥，其它未進(jìn)煤的煤倉電動(dòng)風(fēng)閥關(guān)閉。讓每組旋流濕式除塵器工作時(shí)始終只對(duì)應(yīng)1個(gè)或者2個(gè)煤倉的電動(dòng)風(fēng)閥打開的情況，以使得旋流濕式除塵器達(dá)到最佳除塵效果。

4.6 在輸煤程控PLC操作員站對(duì)操作畫面進(jìn)行相應(yīng)顯示修改，對(duì)電動(dòng)風(fēng)閥的操作保留“自動(dòng)聯(lián)鎖”和“操作員手動(dòng)”兩種功能選擇。

5 改造實(shí)施

在兩臺(tái)機(jī)組各自的停機(jī)檢修期間，公司實(shí)施此項(xiàng)技改，以下是技改過程中解決的各項(xiàng)具體問題：

5.1 經(jīng)調(diào)研及詢比價(jià)，新安裝的10臺(tái)電動(dòng)風(fēng)閥選用了歐托克品牌的OTK-10型防爆電動(dòng)風(fēng)閥，閥體材料為304不銹鋼，采用法蘭連接方式便利今后檢修，工作電壓為AC220V，其電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的三視圖和控制接線圖如圖二。

5.2 現(xiàn)有的PLC備用I/O備用點(diǎn)數(shù)量較為緊張，只能采取長信號(hào)進(jìn)行電動(dòng)風(fēng)閥控制，控制信號(hào)為每臺(tái)僅一個(gè)取自煤倉間PLC遠(yuǎn)程站的開關(guān)量輸出信號(hào)，一對(duì)電纜線芯，閉合為開指令，斷開為關(guān)指令。電動(dòng)風(fēng)閥開關(guān)到位反饋只引入就地控制箱，預(yù)留至PLC的干接點(diǎn)開關(guān)到位反饋信號(hào)，控制箱內(nèi)的開關(guān)到位反饋信號(hào)暫不引入PLC，待PLC系統(tǒng)升級(jí)，I/O備用點(diǎn)增加后再引入輸煤程控PLC系統(tǒng)。

5.3 根據(jù)選用的電動(dòng)風(fēng)閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制原理，以及電動(dòng)風(fēng)閥控制、反饋接線方式，設(shè)計(jì)了電動(dòng)風(fēng)閥控制箱。其原理圖如圖三，其外觀及箱內(nèi)情況如圖四。

5.4 動(dòng)力電纜與控制電纜分開敷設(shè)以減小系統(tǒng)干擾，架設(shè)符合要求的電纜橋架及線管，所有電纜均有準(zhǔn)確的電纜標(biāo)牌以便日后維護(hù)檢修。必須的電纜穿墻打孔工作在不影響其他設(shè)備，并兼顧美觀實(shí)用的的前提下進(jìn)行。

5.5 制定了各電動(dòng)風(fēng)閥的控制策略，當(dāng)該煤倉犁煤器落下進(jìn)煤時(shí)（且煤倉間輸煤皮帶運(yùn)行時(shí)）打開該煤倉對(duì)應(yīng)電動(dòng)風(fēng)閥，其它未進(jìn)煤的煤倉電動(dòng)風(fēng)閥關(guān)閉。讓除塵器達(dá)到最佳除塵效果。由于#1機(jī)組#1煤倉沒有對(duì)應(yīng)犁煤器，其控制邏輯略有不同。單臺(tái)煤倉間電動(dòng)風(fēng)閥典型動(dòng)作邏輯如圖五（電動(dòng)風(fēng)閥指令為長信號(hào)）。

5.6 對(duì)相應(yīng)操作員畫面進(jìn)行了修改，每個(gè)煤倉旁增加了電動(dòng)風(fēng)閥操作按鈕和狀態(tài)顯示。每個(gè)電動(dòng)風(fēng)閥均可在程控室投入聯(lián)鎖，或切除聯(lián)鎖改為程控室手動(dòng)操作，也可以在就地控制柜切換為就地手動(dòng)操作狀態(tài)，有高度的運(yùn)行靈活性，PLC上位機(jī)畫面顯示變更如圖六，PLC操作窗口如圖七。

此項(xiàng)技術(shù)改造由技術(shù)支持部熱控專業(yè)主導(dǎo)實(shí)施，分為#1機(jī)組部分和#2機(jī)組部分，分別在#1機(jī)組和#2機(jī)組停機(jī)檢修期間施工，施工結(jié)束后經(jīng)調(diào)試，均一次投運(yùn)成功。

6 改造效果

該項(xiàng)技術(shù)改造，在不新增除塵器、不新增大件設(shè)備、不改變主要風(fēng)管結(jié)構(gòu)的情況下，僅僅通過新安裝10臺(tái)防爆電動(dòng)風(fēng)閥及控制箱，和對(duì)應(yīng)電控軟硬件的改造，改善了原有除塵器的運(yùn)行狀況，基本實(shí)現(xiàn)了其他新建機(jī)組“一對(duì)一”設(shè)置除塵器的除塵效果。同時(shí)，這種除塵器“一對(duì)多”分時(shí)復(fù)用除塵器的解決方式也提高了除塵器的利用率，全上煤流程中除塵器一直保持運(yùn)行，減少了除塵器啟停次數(shù)，減少了故障率。最重要的，國內(nèi)很多燃煤火電機(jī)組也同我公司一樣存在煤倉間空間不足的問題，這一技術(shù)改造的實(shí)現(xiàn)可以為解決同類問題提供借鑒。

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作者簡介：王繼沖（1984年3月11日出生），男，機(jī)電及節(jié)能工程工程師，武漢大學(xué)自動(dòng)化系畢業(yè)，碩士學(xué)位，先后在華潤電力湖北有限公司和廣州華潤熱電有限公司從事熱控專業(yè)工作，現(xiàn)任廣州華潤熱電有限公司熱控專業(yè)主任工程師。