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火电厂自动配煤系统的设计及优化


总第


月第










,


文 章幼 号







火 电厂 自动 配 煤 系 统 的设

计 及优 化
赵小 聪
苏 州 热 工 研 究 院 江 苏 苏州



顾卫 东

金耀 良
望 亭 发电 厂 江 苏 苏 州
,

苏 常 熟发 电 厂 江 苏 苏 州



要 丈 章 介 绍 了 某 火 电 厂 原 煤 仓 自动 配 煤 系统 的 设 计 开 发 以 及 优 化 过 程 重 点 阐 述 了 循 环 配 煤 拉 制 方


的概

念 和实现方 法

在 分 析 了 传 统 自动 配 煤 工 艺 流 程 的 不 足 之 后 丈 章 介 绍 了 循 环 配 煤 尾 仓 自动 切 换


,





自动 停 煤 源 子


新 的 设 计概 念 提 出 完 整 的循 环 配 煤 设 计 方 案
, ,

,

该 方 案 使 自动 配 谋 过 租 进 一 步得 到 化 化 配 煤 过 程 更 加 连 续 煤 仓
,

配 煤 更 为 充 分 均 衡 提 高 了 设 备运 行 效 率 能 有 效 防 止 加 仓 滋 出 情 况 的发 生 最 终 使 自动 配 煤 过 程 变 得 更加 科 学合





系统 运 行 更 为 德 定 可 金



关 挂 词 电 厂 配 煤 循 环 设 计 优 化 , 愉 煤 系统 中 圈分 类 号
文献 标 识 码

,

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1

概述
火 电 厂 输 煤 系统原 煤 仓 自 动 配 煤 一 直 是 业 内 的
。 、

场 检 测 手 段 难 以 满 足 控 制 要 求 等 多种 因 素造 成 很
多 电 厂 的 自动 配 煤 系 统 难 以 正 常 工 作 甚 至 无 法 投



,

现 从 控制 流 程 优化 控制 程 序 设 计 煤 位 检 测 手
,






一 大难 题


逻 辑程 序 复 杂 但 容 错性 差 控 制 流 程 不


段 等 方 面 详 细 介 绍 火 电 厂 自动 配 煤 系 统 的 完 替 和

尽 合 理 控 制 系 统对 现 场 设 备 运 行 工 况 要 求 苛 刻 现

优化 方 法

: 修 回 日 期 2007 收稿 日 期 :20 0 7 . : 作 者 简介 赵 小 聪 (19 7 6 男 大学 本 科 毕 业 工 程 师 长期从 事 电 力 系统 自动 化 工 程 的 设 计 开 发 与调 试 工 作



0 2

2

7

;





0

5

2 5



,

,

,

,

)

35

. 电 站辅 机 总 第 101 期 (2 00 7 N o 2 )

: 火 电厂 原 煤仓 配 煤设 备 主要 有 2 种 犁 煤器 和

工 程应 用 要 求 但有 一 定 的局 限 性
,
,

.

在此 基 础 上 我
,
、 。

j l 卸 料小 车[



这 里 主 要 讨 论 犁 煤 器 自动配 煤 卸 料
,


们进行 了 进 一 步 的完善 和 补充 应用 了 循环 配 煤 尾
仓 自动 切 换 自动 停煤源 等新 的概念
. 2 . 2 1 、

小 车 自动 配 煤 的情 况也 可 以 借鉴 参 考
2

自动 配 煤 的控 制 流 程 及 其 优 化
控 制流 程 应 满 足现 场设 备运 行的 工 艺 流 程
、 。

循 环配谋
, ,


自动 配 煤过 程 中 当依次 加满所 有煤 仓后 通 常
规 的 做 法是 停 止皮 带 机 输 送 系统 终 止 配 煤过 程 但 常
,

范 合理 充分 考虑 各种 情 况 的控制 流 程 方 案 是 高 效
,

常 由于 没 有 及 时 (提 前 )停 止 供 煤 造 成 皮带 机 重 载
,

编 写 控 制程 序 并最 终顺 利 实现 控 制 目的的 前 提 和 基

. 2 1 。

停机 甚 至 造 成加 仓滋 出 给输 煤运 行 和 维 护 带 来不
,



首 先讨论 自动配 煤 工 艺流 程


的 优化




控 制 流程 方 案

必 要 的麻 烦



采 用 循 环 配 煤 的方 式 可 以 避 免 类 似情


况 的发 生



循 环 配 煤示 意 图见 图 1
,

当依 次 加 满 所
,

常见 的 自动 配煤 控 制 流程
: 通 常 煤 仓 自动 配 煤 的 控 制 流 程 是 这 样 的 运 行
,


有 煤 仓后 程 序 自动重 新 启 动新 一 轮的 自动 配 煤 再
从 煤 仓 皮 带 机 尾 部 的 煤 仓 开 始 依 次 向皮 带 机 头部
,

,

人 员 首 先需 要 设 定 旁路 仓 检修 仓 尾 仓 以 确 定 哪 些 煤仓 需 要 加 煤 ;然 后 启 动 自动 配 煤 程 序 由 程 序
,
,

的 煤 仓方 向进行 配 煤
, ,



由 于 机组 运 行过 程 中必 须 不
,

断地 供煤 曾经 加满 的 煤仓 待 到 一 轮 配 煤 过 程 结束 时 一 般 已 经 用 掉 了 不 少 煤 通 过 循 环 配 煤不 但 可 以
在 大 多 数情 况 下 防 止 皮 带 机 重 载 停 机 煤 仓 加 仓 滋 出 等情 况的 发 生 还 可 以 通 过 新 一 轮 的 配 煤 把 已 经
,


进 行 全 自动 配 煤




自动 配 煤运 行过 程 中遵 循低煤 位


优 先 高煤 位 自动换 仓 顺 序 配 煤等原 则
. 2 1 . 1



低 煤位 优 先 配 煤


低煤 位 优 先 配 煤 也 称 补低 配 煤
,

一 般 把 中 低煤


用 掉 一 部 分煤 的 煤 仓 重 新 补 满 增 加设 备 运 行 效率






位分 为 2 档 分 别称 为 低 煤位 (即 中 等偏 低煤位 ) 低

减 少 启 动皮带 机 加 仓 的 次 数 减 轻 运 行人 员 以 及 设

低煤 位 (即 超 低 煤位 )
,



配 煤 过 程 中 无 论 在什 么 情 况
,

备 的 负担
?



下 只 要 出 现 低 低煤 位 仓 应 立 即切 换 到 低低煤 位 仓 配 煤 防 止发 生 空 仓
, ,


自 动配拐泊动后 配至 正常高煤位换仓 自 动跨过非 l 作仓 ( 4 号仓)
,

,



当 同时 存 在 多个 低 低 煤位 仓
? 配 至5 号 创 寸 出现 7
,
、 9 、 1 0

时 则按 照 前 后 顺 序 ( 自动 跨 过 非 低 低煤 位 仓 )依 次

加煤 消 除低低 煤 位 并持 续 加 至 低煤 位后 切 换 到 下
一 个 低 低 煤位 仓
. 2 1 . 2 。

,

号创 氏 低煤位报 替 优先补低 后问到5 号仓
,

高煤 位 自动 换 仓
,

?

3 号仓 尾仓超高 实 2 号仓 优先补低后 有煤流入 1 际尾仓 白 动 切换成 1
, , ,

橇 赢赢 箭 箭 赢 赫 HHH L LL LL L


在 没 有低 低 煤位 报警 的 情况 下 或 所 有低 低煤 位





仓 补 低 完 成后 自动 配 煤过 程 按 照 前 后 顺 序 依 次 给
非 高煤 位 煤 仓加 煤 每 个 煤 仓 在 加 到 出 现 高煤 位 信
,



H

H

H
,

诬 瀚 续配煤 段时间后

口 号仓煤位下降 尾仓 又切换到原始尾 仓 i s
,

H

H

兮仓

号 以 后 自动切 换 到 下 个 非 高煤 位 仓加 煤 ( 自动 跨 过
,

. ? 材蜻 嗽结整



高煤位 仓 ) 如此 依次进 行 直至 加 仓结 束
,
. 2 1 . 3



纵 卜 轮 尾由 拟

.

顺序配 煤
恒 渐 能溯 已胭州滋 行

配 煤 过 程 中 的总 体 顺 序是从 煤仓 皮 带 机 尾 部 的

煤 仓 依次 向皮 带机 头 部 的煤 仓 方 向 从 前往 后 进 行
,

配煤



配 煤 过 程 中 如果 需 要 进 行 低 煤 位 优先 配 煤
, ,

,

的 H

H

H



则 先 对 低低 煤位 仓 加 煤 消 除低 低 煤 位 并 加 至 低 煤
位 后 ( 同时 存 在 多 个低 低煤 位 仓 时 则 按 照 顺 序 配 煤
,

图标 : O 煤仓 、 犁煤 器 峨 l 起) 乙 犁煤器 (落下) 一 煤流方面 八 犁煤器切换方 f 尾仓 高煤位报, 向厂 尾 仓犁煤器切换方向比 币 喇却陇旅 , H 高煤位报份I 3 号 说明 ; 1 仓 为初始尾仓 号仓 为非工 作仓 ( 设 为检 修 旁璐等 》
’ ;

,



4

的 原 则 依 顺 序 进行 低 煤 位 优先 配 煤 ) 再 返 转 到 低
,
,

圈1
. . 2 2 2

一种 循 环 限 煤 过 租 示 宜 圈

煤 位 优先 配 煤过 程 之 前 的 那 个 煤 仓 继 续 按 照 顺 序 . 配 煤 的原 则进 行 配 煤 . 2 2 自 动 配煤 控 创 流 程 优 化
,

尾 仓 自动 切 换


仅 仅采 用 简单 的 循 环 配 煤 并 不 能完 全 避 免加 仓
滋 出 的情 况 比如 在加 仓 过 程 中 由 于 需 要 在 正 常


,

,

典 型 的 自动配 煤 控 制 流 程 基 本 可 以 满 足 实 际
36

,

加 料 仓 与低低煤 位 仓 之 间 跳 转 切 换 犁 煤 器 从 一 轮

, 叫

火 电 厂 自动 配 煤系 统 的 设 计 及 优 化

. 电站辅机 总 第 101 期 (2007 N o 2)

配 煤 过 程 转 到 下 一 轮 配 煤 过 程 切换 犁 煤 器 时 以 及 犁
3

煤 器 落 犁 不 严 时 可 能会 有 一 部分 的 煤 流进尾 仓 从
,

,

自动 配 煤 控 制程 序 的设 计
自动配 煤 控 制 程 序 是 自动 配 煤 系统 的 核 心 部


而 直 接 造 成 尾 仓 的 煤 位 逐 步 升 高甚 至 溢 出
, ,



所 以又

提 出 了尾 仓 切 换 的 概 念 在 加 仓 过 程 中 无 论 何 种 原
因 造成 的 尾 仓 煤 位 超 高 自动 将 尾 仓 前 面 ( 来 煤 方
,



限 于 篇 幅 这 里 不 能 详 细 介 绍 所 有 的程 序 细节
,


,

现 主 要 从 结 构化 模 块化 编程 川 的 角 度 介 绍 自动 配

向 )最 近 的 一 个满 足 加 仓 条件 的 煤仓 作 为新 的 尾 仓
最 初 设 置 的初 始 尾 仓 继 续保 持 不 变
,


,

煤 程 序 的编 写



这 相 当于 增 加

犁 煤器 是 自动 配 煤 系统 控 制的 主要 对 象
,



程序

了一 个 临时 尾 仓 这 个 临 时 尾 仓 允 许 在 自 己 由 于 同

通 过 控 制犁煤 器 的 抬落 实 现 对 目 标仓 加 煤 犁 煤 器 跟 煤 仓之 间是 一 一 对 应 的关 系 , 煤 仓 皮 带 机 头 部 的

样 的原 因 造 成 煤 位超 高后 继 续 向 前 切 换 只 是 当其
后 面 的 煤 仓 满 足 加 仓 要 求 时 仍 然 以 后 面 的 煤 仓 (包

,

最后 一 个 煤仓 由皮 带 机 直 接 加 煤 可 以 看 作 是 安 装
,

括 初 始尾 仓 )优先 作为 尾 仓 即 临时 尾 仓 是 可 以 动 态
,

了一 个 始 终 处 于 落 犁 状 态 的 犁 煤 器
,



虽 然煤 仓 是 2
,

自动切 换 的
尾 仓 的 作用
. 2 2 . 3



由 于 机 组 用 煤 当初 始 尾 仓 的 煤 位 下
,
, ,

条皮 带分 别从 两 侧 给煤 仓加 煤 但是 对于 自动 配 煤
两 侧 的 配 煤完 全是 相 互 独 立 的 可 以 各 自独 立 进行
,

降到 合适 的 煤 位 以 后 临 时 尾 仓 自动 取 消 恢复 初 始




: 自动 配 煤 控 制 程 序 主 要 包 括 犁煤 器 控 制 程 序




自动 停 煤 源
, ,


正 常 情 况 下 煤 仓 加 煤 的速 度 大 于 机 组 用 煤 的

煤仓煤 位 检测 比较 程 序 加 仓 状 态 记 忆 锁定 程 序 等 ; 几 个 主要 部分 另 外 还 有 包 括 一 些 辅 助 程 序 如 自
, ,

速 度 循 环 配 煤 最 终 也 需 要 及 时终 止
,

所 以我 们对
,

动 配 煤 启 动 /停 止 程 序 煤 仓 剩 余 空 间 统 计 程 序 自 动 停煤 源 程 序 换 仓 失败 判 断程 序 当 前实 际 加 仓仓 号 和 尾 仓 仓 号指 示 程 序 等
,
。 、 、





采集 的 现 场 煤 位 信 号 进 行 计 算 当 发 现 当前 所 有 可
加 仓 的 剩 余 空 间 只 能 容 纳 皮 带 上 的 余 煤 时 自动 停
止 斗轮 机 卸 船 机 等 供 煤 设 备 实 现 自 动 停 煤 源 功


,

如 图 2 所 示 自动 配 煤 控 制 程 序 的 核 心 任 务 是





为 了提 醒 操 作员 在 循 环 加 仓 配 煤 过 程 中 进 行
,


,

,

控 制犁 煤 器 在 合 适 的时机 抬 起 或 落下



根据 实 际 加

到 每一 轮接 近 尾 仓 时 以 及 满 足 自动 停 煤 源 条 件 时

控制 系统 均 提前 一 定 时 间 发 出声 光 提 示
,


为 了 防 止 配 煤 滋 出 仓 外 我 们 将煤 仓 煤 位 较 高
的 部 分 分为 高 煤 位 高 高煤 位 以 及 尾 仓 高煤 位






煤 位 是 作 为 正 常 加 仓 完 成时触 发 加 仓切 换 请 求 的条 件 ;高 高煤位 一 般 是 作为 报 警 条件 换仓 失 败 紧急 停
配 条 件 也 用 于所 有 煤 仓 都 已 经 达 到 高煤位 后 皮 带
,
,

机 上仍 然存 在未 分 配 完 的余煤 的应 急 状 态 下 继续

,

分 配 余煤 时 的最 高 限 位 ;尾 仓 高 煤 位 是 考 虑 到 尾 仓
播 要 接 收 配 煤过 程 中 由于 犁 煤 器 前后 交 叉 切 换 以
,

及 犁 煤 器 落 犁 不 严 造 成 的漏 煤 设 置 的 比 正 常 加 仓
,

煤 位 (高 煤位 )稍 低 的煤 位




在 传 统 的 自动 配 煤 控 制 方 式 的 基 础 上 结 合 采
,

1 55后 , 断 选杯 目 . 标工 作仓 井报. .

用 循 环 配 煤 尾 仓 自动 切 换 以 及 自动停 煤 源 等 方 法
,

,

可 以 进 行 不 断 反 复 的 循 环 配 煤 直 到所 有 煤 仓 全 部

配 满 或者 操 作 员 发 出 停 止 配 煤 命 令 为 止






该控制
,

流 程 方 案 使 自动 配 煤 过 程 进 一 步 得 到 优 化 使 得 配 煤过 程 更 加 连 续 煤 仓配 煤更 为充 分 均 衡 提 高 了 设
,

备 运 行 效率 并有 效 防 止 了加 仓 溢 出 情 况 的 发 生 最
终 使 自动 配 煤 过 程 变得 更 加 科 学 合 理 系统 运 行 更 为 稳定 可 靠
。 、

,

,

圈2

举 煤 姗 自动 配 煤 租序 流 租 圈

. 电站 辅机 总 第 101 期(2007 N o 2)

仓情况 和煤 位 变 化情 况 判断并确 定 下 一 个 要 控 制
的 将要 替代 当前 犁煤 器 的 目标 犁煤器 检测 犁煤 器
,


1

0 4

0

m

m

和 19 0 0 m m 同时 在 每个 煤 仓 中间 位 t 安
,
,

装 了 1 套超声 波料 位 检测 探 头 (超 声 波料 位 检 侧 t
5 00 m m 程设 置 为 1
的盲 区 )


切 换条件 切换 条 件满 足 时 及 时触 发切 换 指 令 对 应

,

,

靠 近 仓 盖顶 部 约 有 1 0 0 m m
,

犁煤器 根 据切 换 触发 指 令 完 成 相 应 的 抬 犁 和 落 犁
,

控 制 系 统 程 序 通 过 超声 波 料 位计 侧 得 煤
,

动 作 锁定记忆 加 仓状 态 结 束本 次切换 过 程
, ,




无论

位信 号 即进 行 低煤 位 和 低低 煤 位 判 断 当料 位 低 于
9 5 oo m m 和 lo s oo m m 时 分 别 判断 为低 低 煤 位 和

对 于 正 常加 仓犁 煤 器 的 切 换 还 是 对 于 临 时 尾 仓 犁

煤 器 的切 换 都 是一 样 的原 理 和 过 程
,



低煤 位 (由 于 煤 仓下 半 部分 为漏斗状 越 靠下 容 t 越
,

每 台犁煤 器的 控 制 与操 作 都 是 类 似 的 因 而 可
,

3 左右的 小 料位 为 9 5 00 m m 时 煤 仓 中 约 存 有 1/
,
,

以 编 写 一 个 通 用的 犁 煤器 控制 子 程 序 反 复 调 用





煤)



为 了 防止 加 仓 滋 出 高煤位 和 高高 煤位 除 了按
, ,

,

: 煤器 子 程 序 主 要 完 成 的 任 务有 检 测 自 己 是 否 是 下
一 个 需要 落下 的 犁 煤 器 如 开 始启 动 或 者 自动 切 换
,

照 超声 波煤 位 信号 判 断外 还 同 时 通 过 安 装 在 落 料
口 的 高 煤位 开 关 和 高 高煤 位 开 关 判 断

高煤 位 开 关

到 下 一 轮 自动 配 煤 时 靠 近 煤 仓 皮带 机尾 部 的 第 一
,

个 满足 加 仓 条 件 的 煤 仓 对 应 的 犁 煤 器 加 仓 过 程 中 按 照 自动配 煤 的顺 序 选 择 的 下 一 个 满 足 加 仓 条件 的 煤 仓对 应 的 犁 煤 器 ; 根 据 手动 指 令 或 自动 触 发 条件



和 14 0 0 m m ~ 的 超声 波煤 位 信 号 即 当煤 位 对 应 于 13 5 0 m m 和
和 高高煤位 开 关 分别 对 应 于 13 50
,
,

14 00O m m 附 近 时 高 煤 位 开 关 和 高 高 煤 位 开 关 会

被触 发动 作 ( 由 于 煤仓 内 煤位 空 间分 布 的 不 均衡 煤
,

控制 犁煤 器 的抬 落 ;检 测 犁煤 器 动 作 限 位 开 关 信 号 并通 过延 时 判 断是 否 动作 正 常 ;检 测 自己 是 否 是 工 作犁 (正 处 于 落 犁 状 态 给 对 应 的 煤仓 加 煤 ) 或者 目标 犁(下 一 个 工 作 犁 );检 测是 否 存 在 切 换 请 求指 令 如
,

位 开 关 检 测 的 实际 煤 位和 超 声波 料位计 检测 到 的煤 位并 不 完 全 一 致 )


实际 使 用 过 程 中 超 声 波 料 位计
, ,

煤 位信 号 由 于 其工 作 原理 的 原 因 ( 超 生 波料 位 计 主
机 采 用 的是 巡 检方 式 采 集 现 场 探 头 的 信 号 并 进行

果 有 切 换 请求 指 令 则 首 先 触 发 下 一 个需 要 落下 的 犁

,

计 算 取 舍 后 将 料 位 信 号 送 到 控 制 系 统 中 )至 少 延 迟
,

煤器 落 犁到位 后 被 更 替 的 犁 煤 器 才 开 始 抬犁 (初 始 尾 仓 被更 替 时 不 执 行 抬 犁 动 作 ) ;被 更 替 的 犁 煤 器 抬
,

lm i n 以上 高煤 位 开 关和 高高煤位 开 关 只 要 被 触
,

发 无 论 超 声波 煤 位 是 否 达 到 相对 应 的限 值 控 制程
, ,

犁 到位 后 切 换 过程 结 束 切 换 请求信 号 自动 复位
,

,



序都 判断 为 煤位 已 经 到 达 相应 位 工 从 而 大 大增 强
,

触 发 犁 煤器 切 换 的 切 换 请求 指 令 有 主 动切换 请 . 求 和 被 动 切 换 请 求 2 种 主 动 切 换 请 求是 当 前 的 工

了煤 位检 测 的准 确 性 和 可 靠 性
5



作犁 对 应 的 煤 仓 煤 位 已 经 达 到 当前 配 煤 的 要 求 时
( 如补 低 时加到 低低 煤位 消失 出 现 低 煤 位 正 常 加仓


结语
本 文 介绍 的 设 计 方 案 是在 实 际 工 程 调 试 中不 断

时 加 到 了高 煤 位 应 急 余 煤 配 煤 时 已 经 达 到 高 高 煤



调 整和 完 善 的结 果
,



这 里 无法 详 细 介 绍 完善 和 优 化


位 等 ) 触 发切 换 指 令 主 动 要 求 停 止 加 煤 转至 下 一 个 符 合加 仓 条 件 的 煤 仓 加 煤 ;被 动 切 换 请 求 是 当煤
,
,


的 全 部 细 节过 程 而 是 直接 介绍 了 最终 方 案
,

该 输煤 程 控 系 统 除 了 实 现 了 煤 仓 自动 配 煤 之
外 还 实 现 了 皮带机 自动 运 行 方 式 在 运 行 状 态 下 的

位 检测 比 较 程 序检 测到 某个 煤 仓符 合优 先 配 煤 的条 件 时 直 接触 发 切 换 指 令 控 制犁煤 器 执 行 相 应的切
,
,

手动 切 换 分 仓 计 量 阁 等 功 能 达 到 了 较 高 的 自 动化
,



换 过程
4



程度



系统 投 用 后 工 作 稳 定 可 靠 达 到 了 比较 满 意


,

,

煤 位检 测 及 判 断
自动配 煤能 否 顺 利 实 现 还 要 依赖 于 现 场 设 备
,


的 使 用 效果

参 考 文献
,

:
, 一 . 2 0 6 0 2

特 别是 煤仓 煤位 检测 的准 确 可 靠
位检 测 的方 法




这 里 主要 介 绍 采

用 超 声 波 连 续 料 位计 和 料位 开 关 相 结 合 实 现 煤仓 煤

. . : “ ) 18 【 月 靳国 库 火 电厂 全 自动 配 煤 系统 设计 [ J 」 电工 技 术 . . 2〕 王 志 刚 等 P L C 在 自 动 配 煤 控制 系统 中的 应 用 【 J〕 电 气 传 动 〔
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每 个 煤 仓 的 两 侧 落料 口 分别 安装 1 只 高煤位 开 关 和 1 只 高高煤 位 开 关 检 测距 离 分 别 约 为 仓 盖 下
,

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