電廠輸煤專業(yè)技術(shù)論文(2)
1概述
輸煤系統(tǒng)是火電廠的原料供給系統(tǒng)，是電廠生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)之一。也是電廠生產(chǎn)過程中，設(shè)備最多、最分散、生產(chǎn)線最長、環(huán)境最惡劣、勞動強度最大的地方。同時也是設(shè)備、人身安全隱患最多的地方，生產(chǎn)管理和安全運行等諸多方面都十分繁忙和困難。因此，輸煤自動化的實際非常迫切。多年以來，各大科研院、所在輸煤自動化方面一直不懈的努力，使輸煤系統(tǒng)的控制管理水平也在不斷在提高和發(fā)展。
2工藝流程及控制對象
簡單地說輸煤就是用皮帶運輸機把煤從一個地方運送到另外一個地方，運輸距離一般約 2km，規(guī)模大的系統(tǒng)會更長。
輸煤系統(tǒng)中的主要設(shè)備是皮帶運輸機，一般規(guī)模的系統(tǒng)有輸煤機約20 條，大的系統(tǒng)有 30-40 條運輸機，要想順利地完成輸煤任務(wù)，需要的輔助設(shè)備很多，首先要用翻車機、葉輪給煤機、卸船機、堆取料機、斗輪機、吊車等設(shè)備把煤不停的裝載到首條運輸機上，煤便從一條運輸機傳送到另外一條運輸機上，一直傳送到終點。(對電廠而言，就是傳送到原煤倉中，供鍋爐使用。)煤在傳輸過程中，沿途要經(jīng)過落煤管、擋板、振打器、篩煤機、碎煤機、電子稱、除鐵器、除木器、除塵器、實物校驗等設(shè)備。到達最后一條運輸機時，要用犁煤器、卸煤小車、刮板機等設(shè)備把煤卸到指定地點或不同倉位。為了安全、可靠、自動完成這些任務(wù)，還需要有高低煤位信號、連續(xù)料位信號、運輸機的速度信號、打滑信號、跑偏信號、煤流、撕裂、堵煤等檢測信號，以及各種設(shè)備的運行信號、故障信號等等。
一般規(guī)模的輸煤系統(tǒng)控制對象有幾十到上百個，大的系統(tǒng)要數(shù)百個，因此對一個系統(tǒng)而言，所需的控制指令及返回的各種信號總和，要有數(shù)百個甚至數(shù)千個，輸煤系統(tǒng)就是要把這些控制對象和信號，按照工藝流程和聯(lián)鎖要求有規(guī)律的控制起來，這就是所謂的控制流程。系統(tǒng)規(guī)模不同，控制流程多少也不同，少則幾個流程，多則數(shù)百上千流程，因此輸煤自動化是個龐大的系統(tǒng)，控制有一定難度的。
3輸煤自動化的發(fā)展過程
我國 1960 年前后就開始輸煤自動化方面的研究了，它的發(fā)展是個循序漸進的過程，至今，經(jīng)歷了40-50年的發(fā)展歷程,大體分為以下幾個階段。
第一階段―――繼電器集中控制
繼電器控制，即所謂的強電集中控制系統(tǒng)，它是只有主要設(shè)備的、簡單聯(lián)鎖的控制系統(tǒng)，明確地說就是把就地操作箱的開關(guān)、按鈕移到控制室，加上些簡單的聯(lián)鎖，實現(xiàn)控制室的集中控制。
第二階段―――晶體管、集成電路邏輯控制
晶體管、集成電路控制，即所謂的弱電控制系統(tǒng)，它是用晶體管、集成電路搭起來的邏輯電路，實現(xiàn)對輸煤系統(tǒng)的控制對象進行聯(lián)鎖自動控制，這個階段的控制水平較強電集中控制有很大提高，功能增加很多，控制范圍大幅擴大，但仍要配備龐大的操作臺、控制柜和模擬顯示屏。第三階段―――PLC 控制
隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，六十年代末，首先在美國，相繼在西德、日本等國家研制出一種新型自動化控制設(shè)備，即可編程序控制器(簡稱 PLC)，它的出現(xiàn)使自動化領(lǐng)域產(chǎn)生了跨越式發(fā)展，徹底解決了晶體管、集成電路性能不穩(wěn)定，硬接線復(fù)雜，以及控制柜、臺數(shù)量多，占地面積大，抗干擾能力差，調(diào)試維修困難等弊端。1984年前后，PLC 開始在火電廠輸煤系統(tǒng)中使用，給工程設(shè)計人員、使用人員、檢修人員帶來很大方便，促使輸煤自動化產(chǎn)生巨大飛躍，使控制系統(tǒng)的設(shè)計制造周期由半年、一年，迅速縮到一、兩個月，臺、柜變得簡單、清晰，減少了大量的長距離的控制電纜和動力電纜，控制程序設(shè)計、修改、調(diào)試及維修都十分方便，但是仍然需要控制臺、操作按鈕及模擬顯示屏。
第四階段―――PLC+上位機+工業(yè)電視
隨著計算機技術(shù)及其應(yīng)用的突飛猛進的發(fā)展，1994 年前后，計算機在輸煤系統(tǒng)中使用，這時輸煤系統(tǒng)取消了控制臺上的開關(guān)、按鈕的操作歷史，取消了龐大的模擬顯示屏，取而代之的是鼠標(biāo)、鍵盤、CRT 和工業(yè)電視監(jiān)視系統(tǒng)，使輸煤自動化水平達到一個新的水平，基本上無人或少人值守。達到了減員增效的目的。
這個階段，系統(tǒng)中采用可靠性極高的工業(yè)控制計算機作為上位機，下位機是可靠性高、抗干擾能力極強的PLC 系統(tǒng)。
4輸煤自動化現(xiàn)狀
目前輸煤自動化仍處于第四階段，但系統(tǒng)功能在逐步趨于完善，內(nèi)容更加豐富多樣。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，輸煤自動化已不局限于本系統(tǒng)，可與其他的輔機系統(tǒng)以及全廠的中心控制相連接，使輸煤系統(tǒng)成為全廠自動化的一個組成部分，由中心控制室統(tǒng)一指揮和調(diào)度。
4.1 系統(tǒng)構(gòu)成
以太網(wǎng)是目前世界上應(yīng)用最廣的局域網(wǎng)技術(shù)，在工業(yè)控制領(lǐng)域，以太網(wǎng)已成為事實上的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，TCP/IP 已深入人心,為廣大用戶所接受，實踐證明,以太網(wǎng)可以滿足工業(yè)控制領(lǐng)域的各種要求。
為保證系統(tǒng)的安全可靠，通常采用兩臺上位機，兩臺上位機均可實現(xiàn)系統(tǒng)的監(jiān)控、系統(tǒng)管理及安全管理，正常情況下，一臺做為全系統(tǒng)的監(jiān)測及控制操作，另一臺負責(zé)事故報表、運行報表及管理和打印，當(dāng)一臺故障時，另一臺自動承擔(dān)所有功能，PLC部分也采用雙機熱備用方式。上位機與 PLC、PLC與 PLC 之間的通訊采用雙以太網(wǎng)，雙交換機冗余結(jié)構(gòu)通訊，這就大大提高了整個系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。通訊介質(zhì)采用雙接線、同軸電纜或光纖。
4.2系統(tǒng)功能
輸煤程控采用計算機、PLC、現(xiàn)場總線等，以PLC為控制中心，將上煤、配煤、卸船機、翻車機、含煤廢水處理系統(tǒng)、燃油泵房控制系統(tǒng)、煤場噴灑水系統(tǒng)、給煤機、工業(yè)電視等組成一個龐大的輔控“煤”網(wǎng)，既提高了自動化水平，又達到了企業(yè)減人增效的目的。系統(tǒng)的功能特點如下。
上煤功能：以自動、連鎖手動、遠方手動(三種方式可互相切換)的運行方式實現(xiàn)生產(chǎn)線上所有的設(shè)備的起動和停止。每步操作均有在線提示和說明，并可進行系統(tǒng)模擬運行。
卸煤功能：關(guān)鍵在于能否使卸船機在船艙內(nèi)精確定位,并設(shè)計卸船機自動運行的工藝程序,以實現(xiàn)自動卸煤，目前世界上尚無成功的案例，設(shè)備廠家和電廠正在研究當(dāng)中。
配煤功能：可實現(xiàn)遠方手動或自動配煤。自動時煤倉間順序配煤且低煤位優(yōu)先,待所有倉滿時,自動延時停機并將余煤撒入各倉?？扇我膺x擇尾倉、頭倉、檢修倉。高低煤位及犁煤器位置等傳感器的選型及安裝，是配煤程控能否成功投運的關(guān)鍵。
事故處理：超載事故處理、大設(shè)備的起停處理、事故再起、自動及手動緊急停機、事故追憶、輔助設(shè)備的解聯(lián)鎖設(shè)備、設(shè)備檢修掛牌、語音報警。
管理功能：分爐分倉計量、各種參數(shù)的計量與顯示、報表的查詢及打印、為 MIS 提供數(shù)據(jù)服務(wù)。
安全措施：雙機熱備、交直流電源熱備、通訊電纜冗余、現(xiàn)場設(shè)備與 PLC 隔離、防誤操作軟開關(guān)、檢修設(shè)備掛牌、設(shè)備的解鎖設(shè)置、防感應(yīng)設(shè)施、在線診斷、遠方診斷及維護、自動及手動緊急停機、給煤量及負載的閉環(huán)控制。
輔助功能：以無線或電力載波方式將葉輪給煤機納入程控;以現(xiàn)場總線形式將煤場噴灑水納入程控;用工業(yè)電視實現(xiàn)設(shè)備監(jiān)視并進行事故自動跟蹤及報警。
5影響輸煤自動化的因素
伴隨電子技術(shù)、計算機技術(shù)、信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，輸煤自動化的控制水已經(jīng)達到或超過了國外水平，就程控裝置而言，已經(jīng)達到比較完美的水平，無可挑剔。但程控裝置僅是輸煤自動化中的一部分，其它影響輸煤自動化的因素還很多。
5.1人為因素
輸煤系統(tǒng)環(huán)境惡劣，日常的衛(wèi)生清掃是必須的，對系統(tǒng)中的所有設(shè)備還必須做到定期的維修保養(yǎng)，易損件要定期更換，要提高維修人員的技術(shù)水平，做到能及時發(fā)現(xiàn)問題，并能很快處理解決問題。使管理水平達到一定高度。
5.2 設(shè)備缺陷
一個有經(jīng)驗程控裝置廠家，有經(jīng)驗的工程設(shè)計人員，可以利用程序軟件解決許多現(xiàn)場設(shè)備及傳感器的缺陷問題，但不能做到完全徹底，因此要想自動化，現(xiàn)場設(shè)備及傳感器必須具備程控的起碼條件，即：納入自動控制的所有設(shè)備運行穩(wěn)定、故障率低、傳感器性能穩(wěn)定、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。
目前國內(nèi)各大電廠輸煤系統(tǒng)，自動上煤部分運行良好，自動卸煤也正在積極研究當(dāng)中，自動配煤只有少數(shù)電廠能堅持使用。新上的系統(tǒng)自動配煤可以運行數(shù)月，時間一長，由于缺少維護，現(xiàn)場設(shè)備故障率提高，傳感器不準(zhǔn)確、不穩(wěn)定，也就無法再自動配煤。
6結(jié)束語
輸煤自動化水平的評定，絕不單純是程控裝置本身，還需要外圍相關(guān)設(shè)備及傳感器的很好配合，才能順利完成輸煤自動化任務(wù)。
因此輸煤自動化的進一步完善和提高，需要各方面很好的配合協(xié)作、共同努力，才會有更大的提高和發(fā)展。
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