高真空负压气力除灰系统程控装置的设计与调试.pdf

华隶电力 1 9 9 5年 第 9 期 高真空 负压气 力除 灰 系统 程控装置 的设计与调试 河海 大学 吕 国芳张 关 龙 竖 常 友伍 胎 祥杨 文 保 江 衅 搞要真 它 一统 由6 台P L C 组成 分 布控 制系 统+其中1 台 为主 控机，其余5 台 为 前置 村【每1 台 前置机 构成独 立的 控制 系统。主 篙 一 ，器 电 除 尘 器 器 关 键 词 墨 旦 垦墨 篓 可 编 程 逻 辑 控 制 器 皇 堕 开 d!】高真 空负压 气力除灰是利用高真 空气力将 电除尘器 收集 的飞 灰输送到集灰库加 以综 合利 用的技术。这一技术在国外 已广泛应用，国 内则 在 8 0 年 代中期才开始。以前投入正常运行 的多 为进 13设备，国内设计、制造、安装、调试成功的 不多。为此，自 1 9 8 8 年 起以江苏 省电力设计院 为主，在金 陵石化公 司热 电厂进 行 了该 系统 的 设计和试运。笔 者承担 了该系统程控 装置的设 计、安装及调试任务。一、二期任务分别于 1 9 9 3 年 9月 及 1 9 9 4年 9月 一 次 试 运 成 功，并 于 1 9 9 4年 1 0月正 式交付 生产 运行，目前运行 情 况 良好。下面就本 装置 的设计及调试作一介绍。1 高真空负压气力除灰系统简介 热 电厂装有 4台 2 2 0 t 燃煤锅 炉，电除尘 器分 I、I电场分 级 收集 干灰，其系统 如 图 1。每炉每 电场分左 右 2个灰 斗，共 计 2 4个灰 斗 干灰经过约 1 0 0 m 的输灰管道 利用真 空泵 产 生的真空抽 到 3座 集灰库，另外还 配有 1套 螺旋板空气加热器(负压 加热)向卸灰阀供 气加 热，1套盘 管式空 气加热 器(正压 加热)向 电除 尘器 灰斗气 化装置 供气，1套盘 管式 空气加 热 器(正压气化)向集灰库库底气 化装置供气。2 程 控 装置 的设 计 2 1 可 编 程 序 控 制 器 的 选 用 拄：参 加工作 的还有 宋克义、1 啕政 军、张 岗、蒋 国平等 该系统的特点是 动作简单 重复性高、检测 和控制点多 要求具备较高 的可靠性，经过多种 方案 比较，并考虑 到 电厂 已有的设备及经济性，选用 了 6台 美国西 屋公 司 的 P c一 1 l 0系列 可 编程序控制器(P LC)为核心组 成的分布控 制 系 统。a 电除尘 器灰 斗部分 每炉 共有 6个灰斗，如 图 2所示。各种 阀门 的 测控 点 为：E阀、J D 阀：检 测点 2个、控制 点 1个；z阀：检测点 2个、控 制点 2个。另外 电接点压力表设上、下限报警信号。由图 2可看 出每炉 有 2 4个检测点 和 l 4个控 制点 4台炉 则共有 9 6个检 测点和 5 6个控制点。b 负压加热部分 负压加热部分别 由 3台加热器及 z阀等组 成，有 6个 z阀需测控；有 2块电接点压力表 的 上限，1块 电接点温度计的上限需检 测。共计 有 1 5个检测点和 1 2个控制点。c 集灰库部分 本 系统有 3座集 灰库，每座 有 4个 气 动闸 闻和 2个双联 阀，共计 3 6个检 测点 和 1 8个控 制点。布袋除尘器、脉控仪、布袋 差压等调 节部 分 另成系统。d 真空泵部分 真 空泵组 有 3台真 空泵、8个 气动真 空 闸 阀、4块 电接 点压 力表 的 上下 限接 点信 号 和 4 块 电接点温度计的上限接点信号，共计 2 4个检 维普资讯 http:/ 1 9 9 5年第 9期 华东电力 3 1 圉 1 金陵 石化 热 电厂负压 睬灰 系统 示意 图 测点和 8个控 制点。e 正 压加热部 分 正正 加热部 分有 2台罗 茨鼓风 机、2台 加 热器、4 个 z阀、2台油泵、4块电接点压力表及 2个 电接 点温度计的接点信号。共计 1 8个检测 点及 1 2个控制点。f 正 压气 化部 分 正 压气化 部分 有 2台 罗茨鼓 风机、2台 加 热 器、7个 z阀、2台油 泵、7块 电接 点压力表及 5个 电接 点温度计接点信号，共 计 3 0个检 测点 及 1 8个 控 制 点。上述检测 点与控制点均为开关量 2 2 程 控装 置的组成 程控装置以 6台 P L C为控制核心，由继电 器柜、选控柜、光字信号柜、仪 表柜、操作 台及模 拟屏等组成，详见图 3。6台 P L C组成分布控制 系统。其中 1台(1号 P L C)作为主控 机，它对 5 台前置机进 行协调管 理和集 中控 制 i 另外 5台(2 6号 P L C)作 为前置机，每一前置 机均 构成 独立的控制系统。蕊 库 加热 图 2电 除尘 器底 部设 备分 布示嚣 图 5台前置机的分工是：a 2号 P L C控制电除 尘器灰 斗部 分(9 6 个检测点和 5 6个控制点)；b 3号 P L C控制 集灰 库 及负 压加 热 部 分(5 1个检测点和 3 0个控制 点)；c 4号 P L C控制真 空泵部分 的阀门开 维普资讯 http:/ 华东电力 1 9 9 5 年 第 9期 图 3 热 电厂 负压 气力除 灰程拉 装置组 成图 关(2 4个检测点和 8个控 制点)；d 5号 P L C控制正 压加热部分(1 8个检 测点和 l 2个控制 点)；6号 P L C控制 正压气化部分(3 0个检 测点和 1 8个控制点)由上可 以看 出 2号 P L C所承 担 的测控点 较多 但是从图 1可知，1、2号炉 与 3、4号炉是 相互 独 立的，各 有 l 2个灰 斗，在 运行 时 只有 1 个灰斗放灰 为了减少硬件数量，在此采用 了选 控技术(1 2选 1)，这样 5台前置 机的工 作量较 为均衡 且各 自独立，显得 条块 清晰。主控机在 自动运行状态下负责整 个程控装 置的运行管理，不参与具体设备的控制，它接受 操作 台 上发来 的启停 指令，按工 艺要求 处理和 分解命令，向各前置机发出相应的操作指令 前 置机接 收到 主控 机发 出的指令后 根据 当时受 控设备 的情况 决定控制具 体 的设 备动作，同时 监视被控设 备的状态 主控机在手动运行状态 时 处 于 休 眠状 态 光字 信号 柜上 的光字牌显 示 故障 信息，将 可能 出现的故障及相关操作信息显示在光字牌 上，由各前置机根 据运行 情况通过 光字牌 上对 应的文字 及灯光通 知操作 人员 柜上的仪表 指示真宅度、布袋 差压 压缩空 气压力、真空泵及罗茨鼓 风机的电流信号 等。模拟 屏显示设备 当时的运行 工况，系统 中 的主要设各均 由发光二极管作灯光显示，灰库、灰斗、加热器及真 空泵等 单元均 用双灯 指示。操作台上设有系统投入、自动 手 动切换 开 关、状态设置、对象选择及 启动、停止等按键 选 控柜接到 2 号 P L C发来 的选控 指令后，选中指定灰斗 的设备进行检测 与控制。2 3 灰 斗排灰顺序及时问设定 1、2号 炉 与 3、4号炉 的 电除 尘 器 互相 独 立，但工 艺过程相 同 现 以 1、2号炉 为倒 来说 明，1、2号炉 共 有 1 2个灰 斗，分 1 2步循 环 执 行，其排灰的顺序及时间分别是：1 z步：1 号炉 I电场左 右灰 斗各 2 0 mi n。3 4步：2号炉 1电场左 右灰 斗各 2 0 mi n 5 6步：1号炉 I电场左 右 灰斗各 l O mi n 7 8步：2号炉 电场左 右灰斗各 l O mi n 9 1 0步：1号炉 I电场左 右灰斗各 5 ml n。1 1 1 2步：2号 炉 I 电 场 左 右 灰 斗 各 5 ra i n。在某个 灰 斗 排灰 时 间 内若发 生灰斗 抽 空(真 空鹰 低于 0 3 MP a)、输 灰管 道真 空度达 到 临界 值(真 空度 为 o 6 MP a)或 输 灰 管 道 堵 塞(真 空度大 于 o 7 MP a)时，均 应 采取 下列相 应 措施：丑 灰斗抽空 结束该步 骤，切 换到 下一步骤对 应 的灰斗 排灰 b 真空度达 到临界值 说 明灰斗中排 出的灰多而 浓 若 任其 发展 可能引起堵 管，此 时应 使对应 灰斗 的卸 灰阀(E 阗)脉动，即反复 开 闭 5 s直 至真空 度恢 复正常 值 或该灰斗 的排灰时间结束 c 输 灰管堵塞 整个系统停 止运行 2 4 程控装置功能及特点 负压气 力除灰程装置具有 以下各项功能及 特 点：手动 运行 操 作人 员通过操作 台上的对象选择及启停 按 钮手动控制 各部分 设各 的动 作，排 灰斗 可任 意选择，排灰时间可根据灰 斗中的灰量确定，以 便 于 系统 的维 护、调 试，同时提 供一 种 运行 方 式，使 系统运行灵活 多变 维普资讯 http:/ 1 9 9 5 年 第 9 期 华东电力 b 自动运行 在该运行 方式下，启动 后按 2 4节 中的顺 序及 时问 自动排 灰，在 此过 程 中若发 生灰斗抽 空或 真空度达到 临界值 时，能 自动作相 应的处 理，并通过光字显示牌 警告值 班人员注意。但值 班人 员无须进 行任何干预，保持连续 运行。发 生 堵管现象 后能 自动停机并发 出声光报警信号。c 设备状态的设定 根据 被控 设备的 健康 状况，由运行 人 员决 定设备能 否投运，当某设备 出现故障时 可将 浚 设备 设置到退 出状态，则程控装 置不再启 动该 设备，待故 障消除后，将其 改为投入状 态，程控 装置即可启动 该设备。d 显示 运行 工况 各控 制对象 的启停状态及输灰管路状态在 模拟 屏上 由灯光显示。e 故 障显 示及声光报警 如系统 在运行 中发 生故障 或温度、压力 等 参数越限，则光字牌上显示 故障性质，并发 出声 光报警。f 参数显示和记录 在控制室 显示真空度、布袋差压、压缩空气 压力，真空泵及 罗茨风机 的 电流等重要参数，并 在记录仪上 自动记录真空度。3 程控 装 置 的调试 程控装置各 个盘柜在 出厂前均进行 了通 电 试验，确保接线正确，现场 调试 主要分设备单体 涠试、程控装置分部拎态调试、系统冷态联调及 系统带负荷 调试等四个 内容。3 1 设备单体调试 首 先将设备 的、二次 回路调试好，然后调 整阀 门的行 程机构，最后 将就地动力 柜的转换 开 关切换到程 控状 态，人 为模 拟程控 装置 送 一 一 操 作命令至设备，检查并调整好设备的状态，并 记录设备的动作时间、转速及温升等有关参数 3 2 程控装置分部冷态调 试 程控 装置 在出厂前分 别以 1 6号 P LC为 核心，用开关模拟输 入信号 进行模拟 试验(有的 设 备运 行转换速度较快，人工 模拟 跟不上，此时 可 利用 另一 台 P L C根 据工 艺 自动 模拟)，将程 序大致 调好。在现场 分别 以 2 6号 P L C为核 心，对 灰 斗部分、集灰库、负压加热部分、真空泵部分、正 压加热部分及正 压气化部分的设备进行联机逐 步调试，初步设定好各设备的整定参数，因为是 局部拎 态调试，故有些重要参数(如 罗茨鼓风机 出 口风压、真空度、温度等 仪表反馈 信号)不能 正确返 回，为使设备能按序动作，这些信号在适 当的时候用 人工模拟输入。本项调试的 目的是验证 电缆接线及程序的 正确性，检查核实设备的动作 是否按 P L C所发 指令执 行，模 拟屏上 显示 的设备 状态是 否与设 备 的动 作情况一致，各仪 表及 信号是 否有 对应 的反映，并按照实际情况调整设备的整定值。3 3 系统冷态联调和带 负荷 联调 根据工 艺要求将各仪表及设备 的整定值设 置好，然后分别作手动、自动方式对系统 内所有 设备进 行联动试验，检查 核实 各部分 的设备 是 否按工 艺要求动作，模拟 屏显示 的运行工 况是 否与工艺 吻合。为了缩短 调试 时问，可在保证设 备正 确 动作 的基础 上将时 间按 比例 缩短，调试 通过后按实际运行时间再校核一次。冷态联调 与带负荷联调的 区别在于 莳者不排灰。带 负荷 联调的 目的是最后确定各参数的整定值。4 存在 的 问题 a 气 动阀 门带 荷动作 灵敏度 相差较 大，以致很难 统 一整定值，有时 为了不 影响系统的 运行，不能将其位置信号参与反馈控 制。b 因 真空 泵启动前必 须先 由人工 盘 车，启 动时变频 调节 也 由人工操 作，因此真空 泵的 启动未能参加程控。c 因阀门密封性及动作灵敏度较 差及 脉 i|p 喷 吹的效果较 差等 问题，使高真 空布 袋差 压 变化剧烈，以致差压 自动调节系统很 难投入，只 好采用定时喷吹的方式。(收 稿 日期1 9 9 5 0 6 J 2)维普资讯 http:/