火电厂输煤计量集控的设计与发展

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【摘要】对于火电厂输煤计量系统来说，要实现正平衡计算煤耗，就必须有科学合理的装置，同时，还要求装置安装合理，运行维护工作到位。本文将从以下几个方面来分析火电厂输煤计量集控的设计问题，同时，分析火电厂输煤计量集控系统的发展趋势。

【关键词】火电厂；输煤计量；集控；设计；发展

中图分类号： S611 文献标识码： A

一、前言

火电厂的输煤计量是否科学合理，取决于系统设计是否科学，同时，随着经济的发展和设备更新的加快，火电厂应该更加重视输煤计量集控系统的设计问题，提高设计的科学性，保证输煤计量的标准。

二、输煤系统具有以下特点

1、输送距离远、控制设备多、占地广:输送距离达到五公里以上，设备分散、分布面广，需要控制的设备在100台套以上。

2、现场环境恶劣:现场粉尘多、振动和噪音大、大块煤多，皮带负荷波动大，易堵煤，给控制设备的运行维护带来了一定难度。

3、输煤系统参数:皮带输送机带宽1.4m，带速3.2m/s，输送机运量1500t/h，耗能5OOOkw/h；

三、火电厂输煤计量系统常见问题

1、料斗仓落料不净，残余煤量较多。在皮带秤实物校验时，先期进入料斗仓内的原煤已进行精确称重，但是在全开落料门后却不能全部释放至皮带上，残余煤量多。由于小量程时超出了系统的最佳测量范围，使得落在皮带上的原煤标准净重值失准，造成皮带秤校验不准，影响正常计量。此现象的发生是由于落料门设计不合理造成的。原落料门设计形状为两扇抓斗型料门相对接，抓斗开口向上。开启时两扇门由各自驱动电机带动向两旁张开，关闭时向中间合拢。因为全开启时抓斗开口方向不能完全向下，使得其中所盛原煤无法全部倾倒出去。

2、料斗仓砝码满载时重量示值波动幅度很小，但实物满载时波动幅度却很大。当对料斗秤进行砝码校准时，全部提升少量砝码后重量示值波动在10kg以内，符合精度要求，但当满载原煤后保持煤量不变，重量示值波动达到150kg，且跳动频繁，以至于无法记录标准煤量值。这同样影响了对皮带秤校验，影响正常计量。原因往往在于料斗秤安装在10米平台上，且安装位置与碎煤机较近，由于碎煤机工作时产生的剧烈震动引起了附近地表及平台震动。使料斗秤重量传感器受力受震动影响。

3、皮带秤校验时，自动调零不能正常完成。在对皮带秤校验前，首先要进行调零工作，结合现场环境因素通常选择采用自动调零。正常情况下，皮带空转两圈后自动调零工作完成，仪表确定一个当时零位所对应的数据并存储使用。但在实际校验时，经常出现皮带空转八九圈后自动调零都停不下来，影响了对皮带秤校验，影响正常计量。

四、原皮带秤与料斗秤的功能与特点

原皮带秤与料斗秤是两个各自独立的系统,互相之间没有计量与控制方面的直接联系,是输煤计量集控系统的前身——最基础的计量与控制单元。

1、原皮带秤计量系统

该系统由皮带秤架(包括称重传感器)、速度传感器、称重仪表组成。称重传感器计量从皮带秤架上通过的输煤量,在屏幕上显示出累重及瞬时流量。

2、原料斗秤控制与计量系统

该系统由料斗体、称重传感器、称重仪表、砝码及砝码提升装置、电气柜组成。称重仪表通过称重信号判断所称重量,并在屏幕上显示出来。但进料量的多少完全由人工控制,不能实现对进料量的自动控制；提升砝码、开闭料门的操作完全由人工操作电气柜上的按钮来实现；人工记录称重仪表数据与皮带秤仪表数据比较后,计算出修正量,再由人工将数据送入仪表,操作起来较为烦琐。

3、原计量系统的主要功能

皮带秤称重仪表计量主皮带机上的输煤量；料斗秤称重仪表称量斗内的煤量；人工计算皮带秤与料斗秤的煤量之差,以手工方式修改仪表参数；料斗秤砝码的提升、料门的开闭均由人工操作电气柜上的按钮来实现。

4、原计量系统的主要缺陷

皮带秤仪表没有实现与计算机的双向通信,操作时必须到仪表现场；对料斗秤进料出料电机、三通电动翻板电机、砝码提升机电机、料门推杆电机的操作均通过操作电控按钮来实现,且各故障报警点分布散乱,不便观察,控制方式较为落后；皮带秤仪表数据与料斗秤仪表数据的对比由人工计算修改,增加了标定时的工作时间及难度,且容易引起较大误差；无电视监控系统,观察现场状况不直观。

五、整改后的输煤计量系统

在对电厂现场具体情况进行充分论证后,制定了目前国内较先进的集计量、控制、监控于一体的输煤计量集控系统方案,整改思路如下:

1、计量部分

仪表信号进计算机,通过计算机存储、查询、打印秤的计量数据及各类报表；计算机自动计算料斗秤对皮带秤标定时的各种数据,并根据要求自动修改仪表参数；在计算机上可实现对皮带秤仪表的操作,并且仪表的显示内容在计算机屏幕上同步全屏显示,且实现对进口仪表英文显示内容的汉化,以方便用户的操作；远方集控操作人员可定期在集控室对皮带秤仪表进行远方调零操作；皮带秤仪表发出吨脉冲信号及4mA~20mA电流信号给远方集控室,以实现在集控室同步显示输煤的瞬时流量及累计量；计算机可记录皮带秤的超流量报警时间及超流量数据。

2、控制部分

料斗秤的砝码提升、料门开闭、进出料皮带机启停、翻板动作等,有操作按钮控制与操作计算机键盘或鼠标两种控制方式,正常情况下,主要是通过操作鼠标器来实现对设备的控制,在调试或检修时可通过操作按钮实现设备的单动或联动；现场设备的运行状态(输送机启停、料斗秤料门开度大小、砝码升降位置、翻板位置、料斗秤斗位置是否移位等)可通过计算机模拟实际动态画面方便地观察到；当料斗秤进料时,可按预先设定的称料量实现自动进煤,即当到达预定称量值时,可按一定顺序启动进料翻板换位、进料皮带机停止输煤等；当下料量因意外而超载时,计算机可立即进入故障处理程序并记录故障源发生时间,例如在报警的同时,即驱动进料翻板复位,并且自动打开料斗秤门放料等。

3、电视监控部分

在料斗秤进出料口及皮带秤现场安装摄像机,并结合计算机模拟显示画面,可方便地观察各设备的现场运行状态。

4、按照上述思路绘制了如图1所示输煤计量集控系统改造工程的原理框图。

六、输煤计量集控的发展趋势探讨

展望输煤计量集控发展趋势,我们不难想到,系统将是由电视监控结合计算机的自动化控制模式,操作者将坐在远离现场的输煤集控室内,对现场仪表及设备的操作标定、记录与修改数据均通过计算机实现。

当现场发生异常情况时,可在计算机屏幕上动态显示故障源并发出报警的声光信号,且自动记录、自动启动录相机、自动打印故障点的发生时间及长度,并根据事态情况自动判断采取何步骤对设备进行顺序动作,以保护系统运行的安全性。

在电厂对煤耗的计算中,计算机可根据入炉煤的煤量及采样装置取样后化验分析的结果、自动推算出单位重量煤的发电量,并将原始数据、过程及结果用表格的形式通过网络传送到各有关部门,供决策参考。

七、设备的维护

电子皮带秤运行的正常与否，不仅取决于产品的质量，而且从很大程度上取决于用户对设备维护保养的重视程度。

1、保持皮带表面的清洁，定期清理积尘，尤其是称重桥架、称重托辊和测速滚筒上的脏物料块。

2、由于称重托辊运动的灵活性、径向跳动程度等直接影响计量精度，称重托辊要每年1~2次，但要注意后对电子皮带秤重新进行校准。

3、在空载或负载运行的情况下，保持皮带沿输送机的中心线运行，如有跑偏，要利用跑偏托辊进行调偏，以保证秤区间的皮带正常运行。

4、皮带张力始终保持恒定很重要，因此在所有安装皮带秤系统的输送机上使用重锤式或拉紧式张紧装置。没有张紧装置的，当皮带张力变化需调整时，要重新校准。

5、皮带荷载应调整在仪表的量程内，使用过程中，正常流量最好控制在校准流量幅度的±20%范围内，瞬间荷载不应超出量程的120%，建议皮带秤荷载量约为量程的30%~70%，过高或过低的流量都会影响皮带秤的精确计量。

八、结束语

总而言之，火电厂输煤计量集控系统的设计是保证输煤计量合理标准的基本条件，应该提高设计的水平，在实践中发现现行的输煤计量集控系统存在的问题，从而改进系统设计方案。

【参考文献】

[1]方原柏．电子皮带秤[M]．北京:冶金工业出版社，2009．

[2]罗才生，邹炳易，张家纬．皮带秤[M]．北京:中国计量出版社，2009．

[3]张云伟.新型电子皮带秤在输煤计量系统中的应用[J].云南化工,2013.