張寧方

淺析火電廠輸煤系統(tǒng)取樣機(jī)存在的問題及解決方法

張寧方

本文對(duì)火力發(fā)電廠燃料輸煤系統(tǒng)自動(dòng)取煤樣裝置運(yùn)行中存在的問題作了全面的分析和研究，并提出了一系列綜合控制和處理方案。

輸煤系統(tǒng)；輸煤；采制樣裝置

1、設(shè)備概況及工作原理

廣州市旺隆熱電有限公司輸煤系統(tǒng)為四臺(tái)2×100MW+2×330MW機(jī)組，該輸煤系統(tǒng)所設(shè)置的入爐與入廠煤都采用相同型號(hào)的自動(dòng)采制樣機(jī)各兩臺(tái)，均是在皮帶上的刮板式自動(dòng)采制樣裝置，為江蘇賽摩拉姆齊技術(shù)有限公司產(chǎn)品，分別設(shè)置在#1BCa/b皮帶機(jī)和#7BCa/b皮帶機(jī)的中下部。該采樣裝置能夠按預(yù)設(shè)程序完成子樣的采集、子樣破碎制樣、二次縮分采樣、煤樣本的收集以及余煤回收等過程。

輸煤設(shè)備啟動(dòng)時(shí)，#1BCa/b皮帶機(jī)和#7BCa/b皮帶機(jī)的運(yùn)行信號(hào)通過輸煤DCS系統(tǒng)的輸出設(shè)備，被傳輸至皮帶中下部的采制樣裝置。該自動(dòng)采制樣機(jī)的PLC系統(tǒng)接收到皮帶的運(yùn)行信號(hào)后，觸發(fā)自動(dòng)采制樣裝置整機(jī)起動(dòng)工作，同時(shí)又觸發(fā)一次刮板式采樣頭與二次刮板式采樣頭的程序計(jì)時(shí)器進(jìn)行倒計(jì)時(shí)，當(dāng)?shù)褂?jì)時(shí)達(dá)到零時(shí)，一次采樣頭第一次轉(zhuǎn)動(dòng)刮板式采樣頭采樣，所采的煤樣通過下煤管落到一次帶式給料輸送機(jī)的皮帶上，一次帶式給料輸送機(jī)將所采煤樣均勻持續(xù)地送至破碎機(jī)進(jìn)行破碎，再落入二次帶式給料輸送機(jī)進(jìn)行縮分采樣，所采的子煤樣被送至可自動(dòng)旋轉(zhuǎn)的集樣罐中，多余部分的煤樣通過下煤管和斗提升機(jī)運(yùn)回相應(yīng)的輸送帶上。當(dāng)縮分設(shè)備（二次采樣頭）采樣動(dòng)作完所設(shè)置的次數(shù)后，自動(dòng)采制樣機(jī)的PLC觸發(fā)轉(zhuǎn)動(dòng)集樣罐旋轉(zhuǎn)至下一個(gè)罐，這樣不斷反復(fù)，直至完成某一條煤船的采樣。當(dāng)采樣機(jī)對(duì)應(yīng)的膠帶機(jī)停止時(shí)，自動(dòng)采制樣機(jī)的PLC系統(tǒng)可按設(shè)置時(shí)間延時(shí)停止運(yùn)行。

2、設(shè)備在運(yùn)行中常出現(xiàn)的問題

輸煤系統(tǒng)取樣裝置進(jìn)行投運(yùn)后，對(duì)在運(yùn)行中經(jīng)常出現(xiàn)的設(shè)備故障進(jìn)行了分析，這四套相同型號(hào)的取樣裝置在設(shè)計(jì)上主要存在以下問題：

（a）取樣機(jī)斗提機(jī)的提升斗選材不合理，導(dǎo)致落煤筒內(nèi)表面摩擦系數(shù)大，易造成下煤管堵塞；（b）采樣機(jī)運(yùn)行機(jī)構(gòu)有些參數(shù)設(shè)置不適當(dāng)，導(dǎo)致系統(tǒng)報(bào)故障，不能正常運(yùn)行；（c）對(duì)水分偏高的煤種適應(yīng)性不強(qiáng)。

3、問題的查找分析與處理的措施

3.1 采制樣裝置的余煤回收設(shè)備堵塞

采制樣裝置余煤回收機(jī)構(gòu)采用斗提機(jī)和下煤管構(gòu)成，依賴斗提機(jī)將余煤運(yùn)回至#2BCa/b或#7BCa/b皮帶上，但由于現(xiàn)場(chǎng)斗提機(jī)的提升斗易積煤的關(guān)系，導(dǎo)致斗容變得越來越小，造成無法運(yùn)送余料。因此，該取樣裝置投入運(yùn)行后經(jīng)常碰到余料回收系統(tǒng)的堵塞現(xiàn)象。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)分析，斗提機(jī)的提升斗易積煤的主要原因是斗內(nèi)表面摩擦系數(shù)大，不光滑。于是我們將原斗提機(jī)的提升斗全部拆除，更換成比較光滑的不銹鋼提升斗，消除了余煤回收設(shè)備堵塞的缺陷。

3.2 自動(dòng)采制樣機(jī)的破碎設(shè)備因采子樣量過多堵塞

該自動(dòng)采制樣機(jī)原設(shè)計(jì)一次所采的子樣量在#2BCa/b及#7BCa/b皮帶正常荷時(shí)為80kg，當(dāng)系統(tǒng)超正常負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，一次采樣頭的取樣量將超80kg。由于下煤管與一次帶式給料輸送機(jī)差不多相垂直的，因此每次所采的煤量落至一次帶式給料輸送機(jī)的時(shí)間過短，在一次給料機(jī)皮帶上生成了一個(gè)帶丘狀的堆煤，該子煤樣量被送入破碎機(jī)時(shí)不太均勻，容易導(dǎo)致瞬間落入破碎機(jī)的子樣量超過破碎機(jī)的額定出力，而造成破碎機(jī)超負(fù)荷運(yùn)行跳閘。發(fā)生該故障的重要因素是原破碎機(jī)的設(shè)計(jì)出力不匹配，原額定出力為5t/h，而80kg子煤樣量撒在一次帶式給料機(jī)上。雖然一次帶式給料機(jī)的給料帶速有變頻可調(diào)，但是根據(jù)平時(shí)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)頻率設(shè)置10Hz以下時(shí)，給料皮帶機(jī)不能啟動(dòng)，當(dāng)頻率設(shè)置10Hz以上時(shí)，進(jìn)入破碎機(jī)煤量超過其額定出力 5t/h而堵塞，為了處理該問題，我們?cè)谡{(diào)低一次給料輸送帶的速度外，同時(shí)在一次給料機(jī)上方的下煤管加裝轉(zhuǎn)動(dòng)式緩沖給料器，使子樣煤緩慢均勻地撒在給料皮帶上。改造后的這幾年的運(yùn)行效果較好。

3.3 進(jìn)廠煤粘性太大導(dǎo)致破碎機(jī)篩板堵塞

自動(dòng)采制樣裝置的破碎機(jī)篩板原設(shè)計(jì)縫隙為5毫米，95%的出料顆粒度小于5毫米。采制樣機(jī)在運(yùn)行過程中，如果遇到粘性度大的煤種時(shí)，經(jīng)常發(fā)生破碎機(jī)篩板堵塞的難題，使自動(dòng)采制樣機(jī)無法正常投入運(yùn)行。經(jīng)調(diào)查，發(fā)現(xiàn)其他電廠在遇粘性較大的煤種時(shí)破碎機(jī)的篩板不會(huì)堵塞，原因是其篩板縫隙為10mm。為了使我廠自動(dòng)采制樣裝置的破碎機(jī)適應(yīng)濕度大、粘性大的煤種，比照其他電廠自動(dòng)采制樣裝置的破碎機(jī)，我們把其破碎機(jī)篩板縫隙調(diào)整到10毫米，并在制樣室增加1臺(tái)破碎機(jī)，把煤樣本再進(jìn)行破碎制樣。

3.4 自動(dòng)采制樣裝置的破碎機(jī)進(jìn)煤口易堵

自動(dòng)采制樣裝置的破碎機(jī)進(jìn)煤口較小，它的進(jìn)口尺寸為 100mm×250mm。若碰到濕度大、且粘性也較大的煤種時(shí)，由于破碎機(jī)轉(zhuǎn)子速度快將飛速的煤漿粘在進(jìn)口管壁上，導(dǎo)致破碎機(jī)進(jìn)口煤管在一小時(shí)內(nèi)堵塞，從而自動(dòng)采制樣裝置無法正常運(yùn)行。為此，我們將破碎機(jī)入口擴(kuò)大為 150mm×300mm，并在其落煤管內(nèi)加了一個(gè)定時(shí)疏通振動(dòng)器，有效保證自動(dòng)采制樣裝置的投運(yùn)率。

3.5 自動(dòng)采制樣裝置的破碎機(jī)篩板易斷

自動(dòng)采制樣裝置的破碎機(jī)篩板原配置是鑄鐵構(gòu)件，雖然其耐磨性好，但韌性度差。在我國的煤碳中煤矸石等硬質(zhì)物較多，這些煤中的硬質(zhì)物易導(dǎo)致篩斷裂。為此我們把破碎機(jī)篩板改裝鑄鋼構(gòu)件，這樣既有好的耐磨性，又有較好的韌性度，避免了斷裂情況發(fā)生。

4、自動(dòng)采制樣裝置的系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化

4.1 自動(dòng)采制樣裝置一次取樣頭動(dòng)作周期參數(shù)調(diào)整

自動(dòng)采制樣裝置原設(shè)計(jì)一次取樣時(shí)間間隔為 200S，即是一次取樣頭每相隔200S動(dòng)作一次，但實(shí)際運(yùn)行中一次取樣頭所取子樣次數(shù)過于頻繁，導(dǎo)致通過一次帶式給料輸送機(jī)送入破碎機(jī)的煤量遠(yuǎn)超過自動(dòng)采制樣裝置破碎機(jī)的額定出力，后果導(dǎo)致給煤量太大使破碎機(jī)超負(fù)荷運(yùn)行調(diào)閘。為此，根據(jù)技術(shù)規(guī)范調(diào)整了一次取樣器動(dòng)作時(shí)間間隔為350s，徹底解決了該問題。

4.2 自動(dòng)采制樣裝置中各設(shè)備間的啟動(dòng)順序優(yōu)化

自動(dòng)采制樣裝置中各設(shè)備間的原PLC系統(tǒng)設(shè)置為同時(shí)啟、停，在這種情況下自動(dòng)采制樣裝置停止運(yùn)行時(shí)，可能會(huì)造成帶式給料機(jī)上有余煤未運(yùn)走，破碎機(jī)內(nèi)有煤沒處理完以及余煤回收斗提機(jī)里存在積煤等狀況，導(dǎo)致設(shè)備再次啟動(dòng)時(shí)報(bào)系統(tǒng)故障不能正常運(yùn)行。為了消除這些異?，F(xiàn)象，將自動(dòng)采制樣裝置中各設(shè)備間的啟動(dòng)程序進(jìn)行修改優(yōu)化，每次設(shè)備啟動(dòng)時(shí)，余煤回收斗提機(jī)、破碎機(jī)先30S啟動(dòng)；設(shè)備停動(dòng)時(shí)延時(shí)600S停止。

5、保證自動(dòng)采制樣裝置正常運(yùn)行的操作規(guī)定及要求

5.1 開始卸煤作業(yè)前（或上煤），應(yīng)檢查采樣機(jī)設(shè)備的狀況，手動(dòng)啟動(dòng)各個(gè)部件能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，無堵煤、積煤。如發(fā)現(xiàn)積煤較多時(shí)，需就地啟動(dòng)提升斗-二級(jí)皮帶給料機(jī)-破碎機(jī)-一級(jí)皮帶給料機(jī)，清通積煤。如有異常，點(diǎn)擊控制面板，查明故障及時(shí)處理。

5.2 每次卸船前（或上煤前），需檢查取樣罐內(nèi)干凈、無積煤。

5.3 開始卸煤作業(yè)前（或上煤），將控制箱轉(zhuǎn)換開關(guān)打至自動(dòng)方式，換罐開關(guān)打至手動(dòng)。

5.4 卸煤（或上煤）皮帶正常運(yùn)行后，程控值班員需確認(rèn)自動(dòng)采樣機(jī)是否處于正常運(yùn)行狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)異常及故障報(bào)警，及時(shí)通知巡檢工現(xiàn)場(chǎng)檢查；同時(shí)，運(yùn)行人員在卸煤（或上煤）過程中，需對(duì)采樣機(jī)運(yùn)行狀況進(jìn)行巡查，檢查各部件是否正常運(yùn)行，采樣罐內(nèi)能否取到樣，發(fā)現(xiàn)設(shè)備異常及無樣時(shí)，及時(shí)查明原因并處理。

5.5 采樣機(jī)在煤船卸煤（或上煤）正常作業(yè)中，禁止人為停止自動(dòng)采樣。

5.6 煤船卸煤（或上煤）完成后，運(yùn)行人員應(yīng)將取樣罐內(nèi)煤樣倒至取樣桶，并清空罐。

6.自動(dòng)采制樣裝置故障時(shí)的處理

6.1 自動(dòng)采樣機(jī)出現(xiàn)故障時(shí),當(dāng)值運(yùn)行人員應(yīng)及時(shí)填寫缺陷。缺陷等級(jí)，皮帶單路運(yùn)行填為A級(jí)，雙路運(yùn)行填為B級(jí)。

6.2 當(dāng)一路自動(dòng)取樣機(jī)故障時(shí)，無特殊情況，需轉(zhuǎn)至另一路取樣機(jī)正常的系統(tǒng)運(yùn)行。

6.3 自動(dòng)采樣機(jī)缺陷（特別是電氣或熱控的缺陷）處理完成后，應(yīng)通過啟動(dòng)相關(guān)皮帶機(jī)來啟動(dòng)機(jī)械取樣裝置試機(jī)，運(yùn)行時(shí)間不少于10分鐘，檢驗(yàn)其缺陷是否已消除。

6.4 每次缺陷消除后，當(dāng)值運(yùn)行人員應(yīng)立即檢查采樣機(jī)運(yùn)行參數(shù)是否改變，如有改變應(yīng)重新設(shè)置，并會(huì)同保潔人員檢查并清空取樣罐。

7、加強(qiáng)自動(dòng)采制樣裝置的投運(yùn)率考核管理

公司對(duì)自動(dòng)采制樣裝置非常重視，早在2012年初就將自動(dòng)采制樣裝置列入部門獎(jiǎng)金考核內(nèi)容中，運(yùn)行部又制定了對(duì)相關(guān)班組的考核細(xì)則，督促了班組對(duì)自動(dòng)采制樣裝置的運(yùn)行管理，提高了消除故障的及時(shí)性。

[1]鄧金福 等編著，燃料設(shè)備運(yùn)行與檢修技術(shù)問答，中國電力出版社，2003.11

[2]火力發(fā)電廠按入爐煤量正平衡計(jì)算發(fā)、供電煤耗的方法，水利電力出版社，1994.11

[3]SD342-89，刮板機(jī)械采樣裝置技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，水利電力出版社，1989.3.27

K928

B

1007-6344（2017）02-0138-01