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电厂除灰除渣自动化控制系统

1．概述：

    宝钢电厂1号机组的炉底♀渣和省煤器、空气预热器的粗灰采取传统的水力除灰、渣系统，每年有大量锅◣炉冲灰水、冲渣水、渣斗溢流水排放入灰场，在灰场固体沉淀后废水排入长江，造成大量的能源浪费和环境污染。水力除灰、除渣系统降低了灰渣的活性和综合利用效益，同时为冲灰冲渣↓水设置灰场也占用了宝√钢宝贵的土地资源。为节约能源，减少环境污染，节约土地资源，提高〖灰渣的综合利用价值，灰渣采取负压气力除灰系统⌒　和风冷式干『除渣系统进行收集，并将收集后的灰渣正压压送至煤粉公司处理后综合利用。

    灰处理湿出灰改干出灰的改造也是提高灰处理控制系统改造的⌒　自动化水平的改造，此次改▽造中用PLC技术代替了继电器控制系统，使得灰处理控制系统自动化水平提高成为可☆能。在本次改造中我们设置了1号机组单元灰◤处理ζ　PLC控制系统一套，负责干灰收集系统、干渣收集、干渣︻压送系统的控制，在1号机EP室□　设一台工控机为单元灰处理PLC提供操◤作界面；设置一套公用PLC控制系统，负责三台机组的干】灰压送、干渣压◥送管道切换、协调6台空压机的运行∩等，在1号机灰压送室设一台工控机为公用灰处理PLC提供操◥作界面。

2．控制系统硬件配置：

   系统硬件采用施耐德Quantum系列PLC，组态软件采用施耐德自己开发的Concept2.0软件；画面编制】采用Wondeware公司的INTOUCH9.0；INTOUCH与PLC的ぷ通讯采用以太网MODIBUS协议；

   #1机组█单元灰处理PLC系统采用双CPU、双网络，分为三个IO站，第一个IO站主要负责干渣收集；第二、三个站主要负责干灰收集和干渣压送；

   公用PLC采用单CPU，负责三台机组的干灰压送、干渣压送管道切换、并协调6台空压机的运行；

    #1机组单元灰处理PLC主要硬件配置：

    #1机组单元灰处理PLC系统结构示意图：

3．控制系◣统软件设计：

    本系统组态采用FBD功能快，并利用Concept支持自定义模块的功能，自定义了■电机与电磁阀的DEVICE模块，，将本系统PLC的组态软件Concept做成了DCS化；

 图1.自定义的DEVICE模块

4．控制系统简介：

    本系统分为四个部分：干灰收集系统、干渣收集系统、干灰压送系统、干渣压送系统；

4．1  干灰收集系统：

    干灰收集系统分为四大系统：灰斗、支管、过滤器、负压风机；它由两套可以单独运行的真空飞灰子系统构成□　。子系统A服务于8个EP灰斗和4个空预器灰斗。EP灰斗⌒　被分成两列，而4个空预器灰斗另外构成一列△。子系统B与之相类似，服务于两列（每列4个）EP灰斗和╳一列省煤器灰斗（6个）。独立配置的传输管☆线、布袋过滤器/收集器和负压风机让我们能够单独对任一子系统进行操作。每个子系统中的飞灰最后都要送入＃1灰库，干灰收集系统的负¤压风机为干灰收集的输送动力源，利用负压风机的＠抽吸作用，在系统内形成真空，每个灰斗下设有气动物料输送阀，它使灰飞顺利地进入输送管道，灰斗按照程序设定的顺序一个▓一个分别出灰，当一个灰斗◥内灰清空，就自动进入下一个灰斗开始出灰，如此循环连续输送；通过A、B两个子系统的切换门与管线，飞灰通过A/B布袋过※滤器收集器中的任意一路进入＃1灰库，干灰和空气在布袋过滤收集器内分离后，干灰进入＃1灰库，而净化的◥空气则通过负压风机进入大气。中间灰库的干灰再通过干灰压送系统运至煤灰公司原灰库；

    系统真空度根据系统选择过滤器所选的压力变送器来决定，灰斗飞灰排放流程≡分为4个状态：PSL（灰斗清空值） PSH（灰斗关）、PSML（灰斗允许开）、PSML（灰斗允许开），灰斗的开启由真空值决定，在PSL时打开灰㊣斗，PSH时关闭灰斗，PSMH时再打开灰》斗；灰斗在放灰的过程中，灰斗不停地开启和关闭，如此循环反复，最后直至№灰斗清空，跳到下一个灰斗出灰。

    飞灰经过切换阀，进入过滤器，过滤器运行规则为：开通气泵╳与滤布的平衡门－>3s后打开顶门，持续一段时间（设定）后关闭顶门－>开通气泵与灰库的平衡门－>3s后打开底门、打开下部流化门，持续♂一段时间后关闭底门、关闭下部流』化门、通气泵与滤布的平衡门，如此循环。如果在循环的过程中过滤器气锁阀不自动运★行了，过滤器气锁阀也要完成一个循环才能完全停下来。

4．2  干灰压送系统

    干灰压送在公用PLC中实现，压灰流程：开压送容器入口门－>开灰回收槽出口门－>持续120s，如果在120s内出现料位高则停〓止出灰－>关回收槽出口门－>关压送容器入口门－>5s后开主空气门－>持续600s，在这段时间内如果出现从压力高变到压力低，则停≡止压灰，关闭主空气门－>过10s开始循环；

图2.干灰收集

 4．3  干渣收集系统

锅炉炉底渣通过锅炉新建渣井落在MAC机输送钢带上，热渣在输送的过程中被初步冷却，初步冷却后←的炉底渣通过一级碎渣机破碎成小于70mm粒经后，进入后续冷却器继续冷却。经过两级冷却后的炉底渣通过三通接头排出，三通接头其中两个出口连接干渣正压压送系统●，另外一个出口连接紧急卸渣系统；

 4．4  干渣压送系统

    干渣压送依靠灰用气泵的压力对干渣进行正压压送，三个气泵可以任意选择，但必须保证只能同时只有一个气泵进灰和同时只有一个气泵出〒灰；

    单个气泵运行顺序：开平衡门（开反吹门）－>10s后开进料阀门（关反吹门）－>开隔绝门－>设定时间到或者料位高持续3s后－>关隔绝门－>5s后关进料ξ　阀门－>7s后关平衡门－>开进压门－>5s出料门◇根据管道压力开或关－>出料门累积开设定时间－>关出料门－>关进压门；

图3.干渣收集与压送

 5. 小结

    宝钢电厂1号机组单元灰渣处理改造在技术上有了很大的创新，包括DEVICE的建立、控制思路◆等等，为今〖后灰渣系统的PLC控制DCS化奠定了基础。