顺煤流启动在火电厂输煤系统中的研究和应用

管海民 金俊杰

摘要：针对浙能乐清发电有限责任公司输煤程控的特点，在原系统硬件不改变的基础上，通过设计和修改PLC控制逻辑，实现输煤皮带按照顺煤流方向启动，减少了空皮带的运行时间，经济性得到了提高，达到了节能降耗的目的。

关键词：输煤皮带；PLC控制系统；顺煤流启动

1 前言

当前火力发电厂市场环境、社会环境、经营环境都不是很乐观，燃煤资源紧张，节能减排压力大，如何深挖现有设备的潜力，提高设备稳定效益、提高机组运行的经济效益，是摆在每个电厂面前的一个重大课题。

乐清电厂输煤程控系统主要设备范围包括：22条转运皮带，3台斗轮机，3台卸船机（独立控制系统，与输煤程控有通讯联锁点），2台滚轴筛，2台碎煤机。

目前逆煤流启动控制方式，存在皮带空转的问题。以直通方式为例，当11号皮带开始启动至1号皮带完成启动开始放煤，空转时间在10分钟以上，造成电量的损耗。

2.方案设计

2.1设计思路

皮带间的联锁关系是上一级设备运行时下一级设备无法启动，上一级设备停止时下一级也马上停止，为了保证皮带间联锁，在顺煤流启动时设计了一个延时T1和故障时间T2，即顺煤流启动时“设备启动延时设定时间T1后投入设备间联锁”，若在故障时间T2到期时下游皮带还未启动则保护停机。

煤流检测是在皮带机头安装超声波煤流检测装置（原用于皮带监测物料启停喷淋用），通过检测超声波到皮带的距离来判断是否有物料。在上一级皮带未启动前监测到有物料立即紧停保护。

顺煤流启动应当在保证原顺控启动方式及联锁保护的前提下实现，即在原程序下增加顺煤流启动的逻辑段，皮带完全运行后重新投入联锁保护。统计煤流通过每条皮带的时间来设定皮带顺启延时，皮带上的煤流检测装置作为安全保护。

皮带保护（拉绳、跑偏、撕裂等）在顺/逆煤流启运行方式下，没有任何不同。皮带间的连锁保护关系只限在流程启动过程中有所不同，启动完毕后，没有任何区别。

2.2逻辑修改

2.2.1增加程序逻辑段“指令自复位”（ZJ0_ZLFW），将设备（含22条皮带、2台碎煤机、2台滚轴筛、13台电动三通等）相关的上位机“开启”或“关闭”指令在逻辑中实现自复位，取消原上位机对其的自复位功能，增强系统稳定性。

2.2.2增加程序逻辑段“皮带运行时间检测”（ZJ1_PDQDT），增设各皮带、碎煤机和滚轴筛运行时间到判定逻辑，用以实现顺煤流启动时各主设备的自动启动。

2.2.3增加程序逻辑段“顺煤流联锁启动”（ZJ2_LCQD_SML），增设各皮带、碎煤机和滚轴筛在顺煤流启动状态下的设备启动功能。

2.2.4修改原逻辑段：“A11belt_1236”、“A09belt_45678”、“A24belt_91011”中的逻辑：

（1）在各皮带的启动逻辑行中，原逆煤流启动功能下增加顺煤流启动功能：如下图1A皮带增加并联支路“ZJ_PD1A_LCQDS”，其它设备类似

2）在各皮带的故障停机判断逻辑中，修改逻辑条件，将原“设备启动后立即投入设备间联锁”修改为：顺煤流启动时“设备启动延时设定时间（如T1，调试时可修改）后投入设备间联锁”，逆煤流启动时不变：如下图所示为#1B皮带联锁，其它设备类似。

2.2.5输煤皮带顺煤流启动的流程图如下：

输煤皮带顺煤流启动流程图

3 方案实施

鉴于上煤时涉及到斗轮机、滚轴筛、碎煤机、除铁器、除尘器等设备，在实际运行中存在较大不确定性，且上煤皮带长度普遍较短，顺煤流启动节省的皮带空载运行时间有限，因此在取料时不设置顺煤流启动功能，堆料、分流、直通方式增加顺煤流启动功能。保留原来的上煤控制方式，增加顺煤流启皮带控制功能。即在上位机监控画面上增加切换操作按钮，运行人员根据实际情况自行选择顺/逆煤流方向启皮带。在下位机的逻辑修改中，也相应的做了顺/逆煤流方向启皮带控制邏辑，可自由切换并相互闭锁。

考虑到卸船机和斗轮机属于可移动设备，大车的位置具有不确定性，从安全角度出发，设置最小的启动延时时间T1。#2AB，#6AB，#10AB皮带机传动中存在液力耦合器起到软启动的作用，因此皮带从开始启动至达到额定转速需要较长的时间T1。

新增加的顺煤流方向启皮带控制逻辑的简单思路如下：以2A—3A段为例，当扫描到2A皮带已启信号后，过T1秒延时发出3A启动指令；原来的“3A未启动连锁跳闸2A保护”在2A皮带已启T1+T2秒内不起作用，在T1+T2秒后起保护作用（T1秒表示该皮带上燃料从尾部传输到皮带头部所用时间，根据皮带长度、运行速度等计算得出。T秒表示启动指令发出后，皮带已启信号应在T2秒内反馈回来，如果没有则表示启动失败，具体数值应实验确定。

4 .注意事项

顺煤流启皮带需要注意的事项：顺煤流启皮带，要求在上煤前，现场运行人员检查确定皮带上无堆积的残煤；如果堆积较多的燃煤，顺煤流启皮带容易造成落煤筒堵煤，这时候应采用逆煤流启皮带运行方式；输煤系统设备应稳定可靠。

5.经济及社会效益

输煤皮带顺煤流启动项目需要投入的硬件设备少，仅在原程序中增加该功能块且不影响原作业流程及保护逻辑，具有很强的推广性。

实现顺煤流启动后，输煤系统启动后空转时间可减少10分钟，现每个运行班需启动系统两次，一天三班可减少空系统空转时间1小时，节省电耗约1500kWh，每年可节省电耗182500kWh，按每度电0.4153元算，折合人民币26.5万元。

6.总结

现场试验证明，与逆煤流启动方式相比较，皮带机顺煤流启动方式可以有效地减少皮带机空载时间，降低不必要的电能损耗、提高生产控制效率。顺煤流启动在电厂、码头等多皮带控制场具有良好的应用前景，适合推广。

参考文献：

[1]常飞超，邓永裕，吴东旭。输煤皮带机顺煤流启动技术应用[J].自动化应用，2018（05）：44-45+47.

[2]余曦。矿井主运煤皮带顺煤流启动应用研究[J].现代工业经济和信息化，2018，8（07）：67-69.