電廠氣力除灰系統(tǒng)的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　1 引言

　　燃煤電廠在我國(guó)電力工業(yè)的發(fā)展中起著很大的作用，其發(fā)電量占我國(guó)總發(fā)電量的80％以上。但是它在為我們提供充足電力的同時(shí)，也污染破壞環(huán)境，發(fā)電廠在發(fā)電過程中，將產(chǎn)生大量的工業(yè)廢棄物（飛灰或粉煤灰）。為了保證鍋爐系統(tǒng)的安全運(yùn)行，同時(shí)為了保護(hù)環(huán)境，必須及時(shí)將這些粉煤灰清除運(yùn)走，并將廢物綜合利用。目前廣泛采用氣力除灰系統(tǒng)，并且對(duì)燃煤電廠提出了提高除塵效率和粉煤灰綜合利用的要求。而在實(shí)際運(yùn)行中，輸灰系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定可靠性欠佳，運(yùn)行故障發(fā)生的原因及部位也多種多樣，造成除塵效率下降、氣力輸灰系統(tǒng)停運(yùn)，使煙塵排放超標(biāo)，灰水污染環(huán)境，影響電廠的正常生產(chǎn)。

　　2 電廠氣力輸送技術(shù)的發(fā)展

　　氣力輸送是以壓縮空氣（或其它氣體）為載體，與粉粒狀物料在一定混合比的情況下，在密閉管道內(nèi)通過氣力由一處送往另一處的輸送方式。氣力除灰系統(tǒng)的主要任務(wù)是以倉泵為發(fā)送器，以壓縮空氣作動(dòng)力，沿除灰管道將電除塵器搜集的飛灰干法送至灰?guī)欤�然后把灰�(guī)炖锏母苫矣密囇b運(yùn)，或者攪拌成濕灰用汽車外運(yùn)。

　　20世紀(jì)20年代，氣力輸送技術(shù)開始應(yīng)用于燃煤電廠，主要用于除塵器底部粉煤灰的輸送，并以蒸汽抽氣器作為氣源設(shè)備。50年代中期，國(guó)內(nèi)少數(shù)電廠也開始采用蒸汽抽氣式負(fù)壓氣力輸送系統(tǒng)。這種系統(tǒng)的缺點(diǎn)式出力較低輸送距離較短，設(shè)備磨損嚴(yán)重，蒸汽耗量大，系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)型均較差，一般僅限用于中小電廠。60年代以后，泵倉正壓輸送技術(shù)開始在國(guó)內(nèi)得到應(yīng)用。進(jìn)入80年代以后，許多電廠相繼自發(fā)達(dá)國(guó)家引進(jìn)了各種類型的先進(jìn)除灰設(shè)備及其相關(guān)技術(shù)，進(jìn)一步促進(jìn)了國(guó)內(nèi)電廠粉煤灰氣力輸送技術(shù)的發(fā)展。懸浮式輸送技術(shù)以從單一的吸送式發(fā)展到壓送式以及吸－壓聯(lián)合式，栓塞式輸送技術(shù)也已在國(guó)內(nèi)燃煤電廠中獲得成功運(yùn)用。作為氣力輸送技術(shù)理論基礎(chǔ)的氣固兩相流的理論研究及輸送系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算方法也不斷得到完善。同時(shí)，由于制造技術(shù)和材料工程的飛躍發(fā)展，控制技術(shù)和傳感技術(shù)的長(zhǎng)足進(jìn)步，氣力輸送系統(tǒng)的輸送距離、輸送濃度、系統(tǒng)出力和設(shè)備制造工藝及自動(dòng)化管理水平得到了較大提高，從而提高了系統(tǒng)的可靠性和工程的經(jīng)濟(jì)性。

　　電除塵器在國(guó)內(nèi)燃煤電廠大面積推廣應(yīng)用始于70年代，對(duì)于粉煤灰的綜合利用具有不可替代的三大優(yōu)勢(shì)：干式收塵，使粉煤灰得以保持原有的良好活性；收塵效率高可以 大幅度地將利用價(jià)值 高的細(xì)微塵粒收集下來；自身的多電場(chǎng)收塵結(jié)構(gòu)具有對(duì)干灰進(jìn)行粒徑分級(jí)的特點(diǎn)可以實(shí)現(xiàn)粗、中、細(xì)灰分除、分儲(chǔ)和分用。

　　隨著我國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施和環(huán)境保護(hù)、粉煤灰綜合利用的發(fā)展，燃煤電廠氣力除灰技術(shù)的應(yīng)用前景將會(huì)越來越好。

　　3 除灰工藝自動(dòng)化原理設(shè)計(jì)

　　氣力除灰系統(tǒng)以倉泵為發(fā)送器，以壓縮空氣作動(dòng)力，沿除灰管道將電除塵器搜集的飛灰干法送至灰?guī)欤�整個(gè)過程以密封管道的形式輸送。系統(tǒng)設(shè)有專用空氣壓縮機(jī)作為干灰輸送動(dòng)力并兼作控制氣源，在系統(tǒng)末端設(shè)有儲(chǔ)存粗灰、細(xì)灰的干灰?guī)臁Ｆ渲须姵龎m器中一、二電場(chǎng)的灰是粗灰，三、四電場(chǎng)的灰是細(xì)灰。正常情況下，三、四電場(chǎng)的飛灰只能送進(jìn)細(xì)灰?guī)欤�一、二電�?chǎng)的粗灰只送進(jìn)粗灰?guī)臁．?dāng)細(xì)灰?guī)斐霈F(xiàn)故障時(shí)，細(xì)灰可以送到粗灰?guī)炖铩?p>

　　系統(tǒng)設(shè)計(jì)的除灰系統(tǒng)包括除塵器下的灰斗、灰?guī)旒捌涓綄僭O(shè)備、空壓機(jī)、灰儲(chǔ)罐、輸送設(shè)備、管道、倉泵、閥門等。輸灰管道上接電除塵系統(tǒng)并通向除塵器，經(jīng)除塵器過濾后細(xì)灰粉進(jìn)入干灰?guī)臁Ｔ诨叶费b置處通過電氣三通電動(dòng)門可以控制采用干除灰處理方式或者水除灰處理方式，料位計(jì)用于對(duì)干灰?guī)熘懈苫曳蹆?chǔ)存量進(jìn)行監(jiān)測(cè)。當(dāng)灰斗內(nèi)的干灰粉到達(dá)不同位置時(shí)，灰粉發(fā)出的天然的β射線照射到探測(cè)器的強(qiáng)度是不一樣的。由探測(cè)器測(cè)到的射線強(qiáng)度的不同來判斷干灰粉的位置。干灰經(jīng)灰斗排出后通過進(jìn)料閥進(jìn)入倉泵，從出料閥排出， 終排往灰儲(chǔ)罐得以收集和再利用。

　　干除灰自動(dòng)控制系統(tǒng)中，plc可根據(jù)料位計(jì)傳輸過來的灰粉位置信號(hào)（高、正常、低）和倉泵上方的電接點(diǎn)壓力表指示壓力值信號(hào)，采取相應(yīng)的處理。當(dāng)料位計(jì)指示高料位，系統(tǒng)開進(jìn)料閥，關(guān)出料閥、進(jìn)氣閥、助吹閥、帶濾膜電磁閥，干灰將從灰斗卸放到倉泵進(jìn)行轉(zhuǎn)儲(chǔ)；隨著倉泵不斷儲(chǔ)灰，倉泵內(nèi)部壓力逐漸升高，當(dāng)壓力超過定值i，其上方電接點(diǎn)壓力表電接點(diǎn)接通，上位機(jī)顯示畫面中電接點(diǎn)壓力表圖符顯示紅色，此時(shí)控制系統(tǒng)將關(guān)閉進(jìn)料閥，電氣三通電動(dòng)門關(guān)閉干除灰入口，停止干除灰。之后系統(tǒng)打開出料閥，開帶濾膜電磁閥、助吹閥、進(jìn)氣閥并啟動(dòng)空壓機(jī)，在空氣壓力下倉泵內(nèi)部干灰經(jīng)過灰管輸往灰儲(chǔ)罐。在此期間，倉泵內(nèi)部壓力繼續(xù)升高，當(dāng)壓力超過定值ii，系統(tǒng)將停運(yùn)空壓機(jī)，然后自動(dòng)關(guān)閉進(jìn)氣閥，助吹閥，帶濾膜電磁閥。此后一段時(shí)間，倉泵內(nèi)部干灰逐漸減少，壓力下降，當(dāng)壓力低于定值i時(shí)，電接點(diǎn)壓力表電接點(diǎn)斷開，系統(tǒng)顯示畫面中顯示為綠色，此時(shí)系統(tǒng)將自動(dòng)關(guān)閉出料閥，開啟進(jìn)料閥，開啟電氣三通電動(dòng)門重新進(jìn)入干除灰處理過程。干除灰系統(tǒng)框圖如圖1所示。