電廠入爐煤分爐取樣改造的信號與控制

祝 明，楊 斌，孫雯雯

（華能國際電力股份有限公司南通電廠，江蘇南通 226003）

0 引言

華能南通電廠入爐煤取樣機原為不分爐綜合取樣方式，原裝置由取樣頭從C5A/B 皮帶進倉流程采樣，共有6 個子收集樣罐，每罐能承載30 kg 計，按每300 s 取1 個子樣、縮分器5 s，子樣裝滿1 罐后、再繼續(xù)裝入下一罐的方式對入爐煤進倉進行采樣。若采取雙側雙臺設備全套更新方案，不僅投入成本較大，而且費工、費時，會在較長時間里影響電廠燃煤的正常進倉和機組的運行。在對原有單套入廠煤取樣裝置分析研究的基礎上，制定切實可行的改造技術方案，實現(xiàn)入廠煤單套取樣裝置雙側輸煤按爐號分爐精確采集煤樣。

1 影響分爐取樣的因素

為了實現(xiàn)按爐號分爐精確采集煤樣的目的，電氣控制部分增加硬件、修改軟件，對機械部分局部改造。在入爐煤取樣機原有主要技術參數(shù)和性能不作重大或不利改變的前提下，細化運行作業(yè)時16×2 個倉位或4 個爐位的信號，考慮采樣周期、多煤種、皮帶速度、采樣與爐位之間的遠距離等因素，要求進倉進爐運行作業(yè)時間達一定時間后再切換到其他爐號，方能使分爐取樣結果滿足正確性和精度的要求。

1.1 進倉切換

（1）進倉流程段C5～C7 皮帶機參數(shù)（表1）。

表1 C5～C7 皮帶機參數(shù)

C5 取樣處至1#爐首倉的運行時間。

Tmin=（154+145）/3.2+70/2.67=119.66 s

C5 取樣處至4#爐末倉的運行時間。

Tmax=（154+145）/3.2+250/2.67=187.07 s

（2）由于取樣間設在C5 前端，進倉時煤從取樣處至爐位的最短時間約Tmin、最長時間約Tmax，即：被取樣過的煤輸送到爐位的時間必須達到Tmax，才能確保進4#爐；否則，如果＜這個時間，進倉的煤不是對應取樣的煤、而是前面留存在皮帶上的煤。例如，在過短時間（如＜150 s 時）內，進倉作業(yè)中如果頻繁切換進倉位置，就可能使采樣的子樣煤落入的罐號與爐號不同，而造成分爐采樣的誤差。

（3）由于該廠煤種較多，要求精細配煤以降低成本，底層倉、次層倉、上層倉需分開進煤，接近滿倉時有時還存在要求短時補倉的作業(yè)情況，這樣就需要不同爐的進倉在各倉之間頻繁切換作業(yè)。為盡量避開適時加倉幾十噸的情況，應設法改變運行作業(yè)方式，使進爐進煤時間盡量控制在＞188 s，或適當設定（減?。┤訒r間參數(shù)。這樣，從技術上盡可能保證樣罐號與爐號的一致，保證入爐煤采樣當前罐中的煤種輸送到對應的爐位，也才能避免可能導致個別取樣收集罐溢出或空罐。

1.2 雙側進倉

（1）樣罐頻繁切換轉動，對定位的準確性提高了要求，增加了設備磨損及影響收集樣料過程中的穩(wěn)定性。

（2）同樣條件下，比單臺爐的取樣量下降50%，雙側進倉運行時應及時調整參數(shù)。

（3）取樣回流煤只能進入其中1 側皮帶，存在固定的誤差，盡管占比較小。

（4）雙側進倉時，取樣人員應將取樣設置周期適當減小，但不得低于188 s，以適應大多數(shù)情況下的加補倉和取樣量的要求。

1.3 定位裝置不夠穩(wěn)定

由于進倉倉位定位裝置有時不夠穩(wěn)定，存在需要由運行人員操作定位的情況，這樣可能有時取不到需要的爐號信號，會造成取樣機不工作。

1.4 小車的擋板限位等問題

小車的擋板限位在切換時，會因堵煤使切換不到位、擋板卡死的情況，或因推桿易發(fā)生機械故障，造成不穩(wěn)定、失去信號，也會引起取樣機不工作。對各類不影響安全運行的故障狀態(tài)，做更加細致的預想、預防，以便予以糾正，提高設備的可靠性。

1.5 取樣機切換罐位不及時

小車或擋板在移動過程中，目標爐號處于動態(tài)時，取樣機切換罐位要視合理性相應切換，還應避免取樣機在轉罐過程中子樣落入罐外。

2 設計方案

通過系統(tǒng)的分析，改進改造設計方案必須有針對性地克服前述不利因素，細化取樣對象，滿足多樣化流程和采制化規(guī)范管理的要求，并適應單側進倉運行流程為主，兼顧雙側進倉（雙爐）運行流程，使入爐煤取樣機根據進煤的爐號對應罐號精準完成取樣。

（1）煤控室4#程控柜PLC 增加8 個輸出點（DO）及8 組繼電器觸點，增加DO 模塊。

（2）煤控PLC 與入爐煤采樣PLC 的協(xié)議不同，無法直接建立通信，采用帶屏蔽層的多芯通信電纜為PLC 之間提供通信通道。敷設一根由煤控PLC 柜至入爐煤采樣控制箱的控制通信電纜（長度200 m 以內）硬接線，用于傳送A、B 側運行的爐位信號。

（3）入爐煤取樣PLC 增加8 個輸入空點（DI），用于獲得4臺爐的A、B 側進倉倉位信號。入爐煤取樣控制箱PLC 增加DI模塊，其電路板重新布置、安裝。

（4）收集樣罐由原來6 個改為4 個，罐的容量適當加大，機械裝置相應修改。

（5）目標收集樣罐的位置號，通過讀入相應接近限位開關的開關動作來計數(shù)確定。樣罐的轉速不變，增加接近限位開關3組，并作罐號故障判別，以保證樣罐的定位號準確無誤。

（6）校核單罐煤樣應能滿足單日單臺爐最大采樣煤量的需要，并有足夠的裕量（超過30%）。當運行中超過定值取樣數(shù)量時，停止釋放子樣給該樣罐。

（7）爐位號（進倉位置）根據流程和進倉狀態(tài)確定，輸煤監(jiān)控系統(tǒng)中采集、處理、輸出的該組信號狀態(tài)，入爐煤采樣機PLC 讀取后，應在入爐煤采樣控制箱觸摸屏工控機上模擬畫面中顯示。

3 爐位信號的邏輯

（1）1#爐-A 側：C5A 皮帶瞬時煤量·C5A 采樣啟動·A 小車加倉·1#至4#倉位。

1.4.2 炎癥因子 采用羅氏e_601化學發(fā)光免疫分析儀檢測患者炎癥因子白介素‐6（IL‐6）、白介素‐10（IL‐10）、CRP、高遷移率族蛋白 B1（HMGB1）水平。

（2）1#爐-B 側：C5B 皮帶瞬時煤量·C5B 采樣啟動·B 小車加倉·1#至4#倉位。

（3）2#爐-A 側：C5A 皮帶瞬時煤量·C5A 采樣啟動·A 小車加倉·5#至8#倉位。

（4）2#爐-B 側：C5B 皮帶瞬時煤量·C5B 采樣啟動·B 小車加倉·5#至8#倉位。

（5）3#爐-A 側：C5A 皮帶瞬時煤量·C5A 采樣啟動·A 小車旁路·C 小車加倉·9#至12#倉位。

（6）3#爐-B 側：C5B 皮帶瞬時煤量·C5B 采樣啟動·A 小車旁路·C 小車加倉·9#至12#倉位。

（7）4#爐-A 側：（C5A 皮帶瞬時煤量·C5A 采樣啟動·A 小車旁路·C 小車加倉·13#至15#倉位）+（C5A 皮帶瞬時煤量·C5A采樣啟動·A 小車旁路·C 小車旁路）。

（8）4#爐-B 側：（C5B 皮帶瞬時煤量·C5B 采樣啟動·B 小車旁路·D 小車加倉·13#至15#倉位）+（C5B 皮帶瞬時煤量·C5B采樣啟動·B 小車旁路·D 小車旁路）。

4 實現(xiàn)按爐號分爐取樣

（1）增加入爐煤煤倉層倉位PLC 遠程站。

（2）網絡結構（圖1）。

圖1 網絡結構

（3）系統(tǒng)連接。

（4）入爐煤程序分兩部分：一是煤控上位機部分，負責發(fā)送爐位等信號；一是采樣裝置部分，負責啟動、停止（定位）采樣等流程。

煤控上位機：程序負責發(fā)送爐位信號，該信號主要依據現(xiàn)場小車位置來確定。但在實際生產中存在空開皮帶等較特殊情況，程序最終要滿足以下條件：采樣裝置啟動、C5A/C5B 皮帶有瞬時煤量（該煤量必須＞100 t/h）以及小車相應加倉/旁路信號。

取樣間采樣裝置：程序主要修改定罐號和采樣部分。收到煤控發(fā)來的爐位信號進行相應的轉罐和采樣，不論如何采樣，只有1 個罐在用，識別當前爐位信號的對應罐即可。針對樣罐的位置隨進倉的位置頻繁的切換，當采樣時間、樣罐的變動時間與分爐進倉動作時間沖突時，優(yōu)先服從采樣動作，在采樣動作結束后，再轉動樣罐到相應的位置。對應爐號進倉時間＜188 s 時，不取樣，跨過限制時間后取樣。

5 結束語

前述入爐煤取樣改分爐取樣改造方案切實可行，在短時間內實現(xiàn)了分爐精準取樣，并已投入正常運行。既節(jié)約了設備投資，還避免了施工給電廠燃料進倉帶來的運行風險。