大型火電廠輸煤自動化發(fā)展方向與實現(xiàn)方式探討

1、大型火電廠輸煤自動化發(fā)展方向與實現(xiàn)方式探討引言大型火電廠燃料輸煤系統(tǒng)設備種類繁多, 有卸船機或翻車機、 斗輪堆取料機、 皮帶輸送 機、碎煤機、概率篩、犁煤器或行走式卸煤小車、電子皮帶秤、各類除塵器、皮帶采樣機和 除大塊機等,分布較為分散,一般都分布在幾公里范圍內,由于其實時性要求不高,不是 24h 都需要運行,且設計都為雙路設備,一路運行,一路備用,所以其在電廠的被重視程度 往往不如主機系統(tǒng), 導致其生產管理及設備自動化水平相對滯后, 而不得不使用較多的人力 物力, 有的電廠甚至出現(xiàn)燃料運行人員超過主機運行人員現(xiàn)象。 隨著機組及發(fā)電廠容量增大, 如何提高燃料生產管理水平和生產效率變得越來越迫切

2、, 對安全生產和成本控制意義越來越 重大, 面對這個嚴肅的課題, 筆者結合多年從事大型火電廠燃料生產管理的經(jīng)驗, 從設備自 動化角度探討燃料系統(tǒng)輸煤自動化的發(fā)展方向及實現(xiàn)方式, 希望有助于火電廠燃料設備自動 化水平的提高。一、火電廠輸煤系統(tǒng)自動化的發(fā)展方向與實現(xiàn)方式1.1 所有設備的程控化輸煤系統(tǒng)自動化的基礎是首先實現(xiàn)設備的程控化, 根據(jù)燃料設備工作環(huán)境及其工作特點, 一般其 控制器 都采用 PLC 為主。 PLC 是一種具有很高可靠性的控制裝置,它與可編程序調 節(jié)器、 DCS 系統(tǒng) 同被列為 “ 不損壞儀表 ” 。這是由于在硬件上它們都采取了諸如隔離、濾波、 屏蔽、 接地等一系列干擾措施,

3、在模塊機箱進行了完善的電磁兼容性設計, 對元器件進行了 精心的挑選;而且,更重要的是它們采用了諸如數(shù)字濾波、指令復執(zhí)、程序卷回、差錯校驗 等一系列軟件抗干擾措施及故障診斷技術, 以及在系統(tǒng)一級的冗余配置等。 以廣州珠江電廠 (4×300MW 為例,其碼頭設備有兩臺德國生產的小車式抓斗卸船機。每臺生產效率為 1250t/h, PLC 控制器為 公司 S5-135U , 具有根據(jù)船艙形狀預先設置自動抓煤的功能。 煤場設備有兩臺斗輪堆取料機, 一臺為德國生產, 出力為堆料 1600t/h, 取料 1200t/h, PLC 控制器為西門子 S5-115U ,并配置有西門子 OP35人機界面

4、,可實現(xiàn)全自動堆料及預先設 置取料出力的半自動取料。另一臺為國產斗輪機,自動化程度低,待 PLC 改造。皮帶機輸 煤及配煤系統(tǒng)主控制器為美國 Modicon 公司 Quntum 系列 PLC ,程控室主站采用雙機熱備 方式,煤倉間主站采用單機方式,兩個系統(tǒng)之間采用以太網(wǎng)連接。另外 37臺除塵器全部控 制由皮帶機程控系統(tǒng)提供。除大塊機采用西門子公司 LOGO 控制,皮帶采樣機控制器為美 國 AB 公司 PLC , 碎煤機增加了測振、 測溫保護, 各落料點安裝了美國 DE 公司射頻導納式 防堵裝置。所有機電設備均實現(xiàn)了程控化。這是實現(xiàn)系統(tǒng)自動化的基礎。1.2 運用以太網(wǎng)技術與 現(xiàn)場總線 技術實現(xiàn)系

5、統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)以太網(wǎng)是目前世界上應用最廣的局域網(wǎng)技術,隨著 Intenet 的迅速發(fā)展,以太網(wǎng)已成為 事實上的工業(yè)標準, TCP/IP的簡單實用已深人人心,為廣大用戶所接受。目前不僅在辦公 自動化領域內, 而且各個企業(yè)的管理網(wǎng)絡也都廣泛使用以太網(wǎng)。 在工業(yè)控制領域, 隨著儀器 儀表智能化的提高和工業(yè)管理自動化的深入, 系統(tǒng)傳輸?shù)男畔⒘勘貙⒃黾? 未來傳輸?shù)臄?shù)據(jù) 可能已不滿足于幾十個字節(jié)甚至可以是 WEB 網(wǎng)頁, 所以網(wǎng)絡傳輸?shù)拇笕萘吭诠I(yè)控制中越 來越重要,而以太網(wǎng)可以滿足工業(yè)控制的這種要求?，F(xiàn)場總線是連接現(xiàn)場智能設備和自動化控制設備的雙向串行,數(shù)字式多節(jié)點通信網(wǎng)絡。 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)把各個分散的測量

6、及控制設備變成網(wǎng)絡節(jié)點, 以現(xiàn)場總線為紐帶, 把它們 聯(lián)接成可以相互溝通信息,共同完成控制任務的網(wǎng)絡控制系統(tǒng),真正實現(xiàn)了 “ 信息集中,控 制分散 ” 的全分布式系統(tǒng),廣州珠江電廠燃料程控系統(tǒng)就同時運用了現(xiàn)場總線技術和以太網(wǎng) 技術。其程控室 PLC 和 5個遠程站之間采用的是 施耐德 公司的 Modbus 總線, Modbus 是具有超過 560個工業(yè)供應商支持的事實上的工業(yè)標準。在線編程或數(shù)據(jù)采集應用很容易地 從任何計算機的串行端口得到支持。 Modbus 綜合高速、 對等通訊和易于安裝等特點來實現(xiàn) 簡化應用和減少安裝費用。 它可使得主機、 控制器和其它數(shù)據(jù)源通過使用低成本的雙絞線電 纜或可

7、選的光纜在整個網(wǎng)絡上作為同位體進行通訊。 德國產斗輪堆取料機采用了西門子公司 的 Profibus 總線。珠江電廠輸煤程控整個系統(tǒng)分為程控上煤和程控配煤兩個相對獨立的系 統(tǒng),一個設在程控室,一個設在煤倉間。 兩個系統(tǒng)分別完成程控上煤和程控配煤, 兩個控制 系統(tǒng)之間采用以太網(wǎng)進行雙接口,雙光纜冗余結構通訊,通訊傳輸速率可達 100MB/s,上 位機與 PLC 之間通訊采用雙以太網(wǎng),雙交換機冗余結構通訊,以提高整個系統(tǒng)的可靠性。 隨著以太網(wǎng)的實時性、 穩(wěn)定性和抗干擾性問題的逐步解決, 以太網(wǎng)大規(guī)模進入控制領域將指 日可待。 將以太網(wǎng)應用到工業(yè)控制領域, 可以形成真正意義上的開放式系統(tǒng), 以太網(wǎng)技術

8、與 現(xiàn)場總線技術的結合, 將使網(wǎng)絡成為一個透明的、 覆蓋整個企業(yè)范圍的應用實體。 輸煤系統(tǒng) 自動化網(wǎng)絡見圖 1所示。1.3 以工業(yè)電視為手段實現(xiàn)現(xiàn)場設備的可視化 傳統(tǒng)的工業(yè)電視都是在輸煤系統(tǒng)皮帶機頭、 尾部安裝固定攝像頭, 國外大型進口散料裝 卸設備已把帶云臺變焦距的攝像頭裝到了設備上。 通過視頻信號轉換和無線傳輸技術, 人們 即使在程控室也可以見到清晰的現(xiàn)場圖像, 實現(xiàn)遠方操作。 這樣可以極大地減少運行人員數(shù) 量和降低運行人員的勞動強度。1.4 燃料程控生產系統(tǒng)的建設及與 MIS 系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)燃料系統(tǒng)作為火電廠發(fā)電的原料供給系統(tǒng), 是電廠的主要公用輔助系統(tǒng), 它的科學管理、 文明生產對確保電廠

9、發(fā)電及節(jié)能增效都起著重要作用。 近幾年許多電廠都上了燃料程控系統(tǒng), 但其管理內容很少, 不太規(guī)范。 從整個燃料程控系統(tǒng)的發(fā)展來看, 其程控管理系統(tǒng)的建設應 包含以下幾方面內容:(1煤量統(tǒng)計:實現(xiàn)貯煤場存煤量、卸煤量、鍋爐燃燒量的自動統(tǒng)計。煤量檢測通過皮 帶稱重系統(tǒng)實現(xiàn);(2電量統(tǒng)計:實現(xiàn)設備耗電量的自動統(tǒng)計。電量檢測通過智能電度表實現(xiàn);(3設備故障報警記錄與統(tǒng)計;(4設備啟停時間及次數(shù)、設備運行時間自動記錄與統(tǒng)計;(5班報及運行日志自動生成;(6檢修工作票的自動生成及控制管理;(7設備檔案管理;(8設備定期維護、保養(yǎng)、計劃檢修管理;(9檢修日常管理;(10運行日常管理。電廠管理信息系統(tǒng) MIS

10、 是廠級自動化管理系統(tǒng), 內容涉及電廠主要生產和管理子系統(tǒng)。 隨著燃料系統(tǒng)自動化程度的不斷提高, 使其與廠級 MIS 的聯(lián)網(wǎng)共享信息成為必然趨勢, 聯(lián) 網(wǎng)可采取以下兩種方式:方式一,在 MIS 服務器上加一套接口程序,采取定期到燃料系統(tǒng) 采集所需的數(shù)據(jù)信息的方法。此種方法是由 MIS 設計單位設計接口程序,有利于 MIS 系統(tǒng) 的完整性,比較適合燃料程序控制系統(tǒng)的設計與 MIS 設計同步進行的電廠。方式二,在燃 料程控上位 工控機 上加一套數(shù)據(jù)傳輸程序和一個網(wǎng)卡, 以定時、 故障兩種方式作為啟動傳輸 程序的條件,向 MIS 系統(tǒng)服務器預留的地址傳輸必要的數(shù)據(jù)信息,此種方式操作簡便,具 有很強的實用性和靈活性。二、結束語隨著電子技術、 計算機技術、控制技術、 信息網(wǎng)絡技術的迅速發(fā)展,現(xiàn)代工業(yè)生產向著 生產過程控制高度自動化、工藝設備及測控設備高度 智能化、生產管理高度自動化等方向 發(fā)展, 作為大型火電廠的燃料輸煤系統(tǒng)也不例外