孫義+劉培衛(wèi)

摘 要：目前，在電力行業(yè)及其他行業(yè)等需要工業(yè)鍋爐的廠礦中，循環(huán)流化床鍋爐系統(tǒng)以其燃燒適應(yīng)性廣、燃燒效率高、高效脫硫、氮氧化物排放低等優(yōu)點得到了廣泛的應(yīng)用。而電子式稱重給煤機作為該系統(tǒng)中的輸煤設(shè)備能夠連續(xù)的、精準的、定量的向燃燒系統(tǒng)輸送燃料使之成為系統(tǒng)有效、穩(wěn)定運行的關(guān)鍵。本文介紹了以 PLC 為控制器，稱重傳感器和速度傳感器作為檢測元件，變頻器作為驅(qū)動元件，變頻電動機為執(zhí)行元件的輸煤控制系統(tǒng)。經(jīng)實踐證明，經(jīng)我廠設(shè)計、生產(chǎn)的稱重給煤機在各電廠得到了廣泛應(yīng)用，并受到了客戶好評。

關(guān)鍵詞：循環(huán)流化床鍋爐；電子稱重給煤機；PLC

中圖分類號： TP271 文獻標識碼：A

1. 概述

稱重給煤機根據(jù)鍋爐燃燒控制系統(tǒng)的要求，連續(xù)的，均勻的，將煤輸送至燃燒系統(tǒng)。同時根據(jù)燃燒系統(tǒng)的需求和實際輸送過程中對煤重量的計量來調(diào)節(jié)給煤機轉(zhuǎn)速使實際給煤量與鍋爐負荷匹配。圖1為稱重給煤機具體工作流程圖。

煤從煤倉經(jīng)進口閘門落入給煤機皮帶，給煤機啟動后將煤輸送至出口閘門經(jīng)出口閘門最終進入鍋爐進行燃燒。 在此過程中給煤機控制柜根據(jù)跑偏、超溫、堵煤等開關(guān)量信號控制輸送機、清掃機，進出口閘門等設(shè)備的啟停和開關(guān)；根據(jù)稱重信號及測速信號和DCS預(yù)設(shè)或人工預(yù)設(shè)信號的比較結(jié)果對輸送機進行調(diào)速，實現(xiàn)精確的給煤率。

2.設(shè)計

2.1控制系統(tǒng)的原理

給煤機控制系統(tǒng)的工作原理是分為兩大塊：一是根據(jù)各個開關(guān)量傳感器監(jiān)測的信號對輸送機、清掃機、閘門等的順序邏輯控制；這里不再贅述。二是根據(jù)稱重和測速傳感器的測量值與預(yù)設(shè)值比較后并進行PID運算從而對輸送機轉(zhuǎn)速的控制。這里重點講述下對輸送機轉(zhuǎn)速的控制：皮帶稱重區(qū)域上測得單位長度的煤重q（kg/m）和測速傳感器測得皮帶速度v（m/s），兩者乘積即為單位時間的給煤量Q，對Q在時間t上進行積分，就得到了最終給煤量。將這個給煤量與預(yù)設(shè)給煤量比較得到誤差，然后對誤差進行PID運算，從而輸出4-20MA信號來調(diào)節(jié)輸送機轉(zhuǎn)速，達到精準的配煤。

如圖2 所示給煤量：

其中：傳輸距離l=v*t； A、B、C所包圍的面積就是皮帶傳輸煤的質(zhì)量W。

2.2 控制系統(tǒng)的硬件組成

本控制系統(tǒng)的硬件設(shè)備主要由西門子S7-1200PLC，丹弗斯變頻器FC-360、SCONT-61PL稱重控制器、稱重傳感器、測速傳感器等組成。各組成部件連接及信號傳送關(guān)系如圖3所示。

PLC數(shù)字量模塊接收各開關(guān)量檢測信號以及就地和遠程的啟?？刂菩盘柡筝敵鲩_關(guān)量信號給變頻器最終驅(qū)動輸送機及清掃機和閘門的啟停和開關(guān)。稱重控制器接收稱重傳感器和測速傳感器的信號與DCS流量預(yù)設(shè)信號比較運算后輸出4-20MA模擬信號給變頻器來調(diào)節(jié)輸送機轉(zhuǎn)速最終達到精確的給煤量。此系統(tǒng)也可省去稱重控制器，由PLC稱重模塊接收稱重傳感器和測速傳感器的信號與DCS流量設(shè)定信號比較運算后輸出4-20MA信號給變頻器來調(diào)節(jié)輸送機轉(zhuǎn)速最終達到精確的給煤量。

2.3 控制系統(tǒng)的運行過程

（1） 給煤運行方式

給煤機兩種運行方式：一是就地操作，轉(zhuǎn)換開關(guān)置于就地狀態(tài)，人工操作控制柜上的啟停按鈕啟停，同時調(diào)節(jié)就地調(diào)速電位計調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。二是遠程操作，DCS系統(tǒng)遠程輸出啟停信號并且輸出4-20MA模擬量信號自動調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。給煤機在運行過程受到各開關(guān)量檢測信號的限制，例如：皮帶跑偏自動停止給煤機；出口閘門未開到位的情況下無法啟動給煤機。

（2）清掃機運行方式

清掃機兩種運行方式：一是手動操作，轉(zhuǎn)換開關(guān)置于就地狀態(tài)，人工操作控制柜上的清掃機旋鈕置于手動狀態(tài)下清掃機即開始清掃。二是自動操作，轉(zhuǎn)換開關(guān)仍然置于就地狀態(tài)，人工使得清掃旋旋鈕置于自動狀態(tài)下或DCS遠程控制下，以及給煤機處于運行狀況下，清掃機根據(jù)通電延時繼電器的信號自動循環(huán)往復(fù)清掃。

（3）進出口閘門運行方式

進出口閘門兩種運行方式：一是就地操作，轉(zhuǎn)換開關(guān)置于就地狀態(tài)，通過操作控制柜上的三位轉(zhuǎn)換開關(guān)分別開，停，關(guān)閘門。二是遠程操作，轉(zhuǎn)換開關(guān)置于遠程狀態(tài)，DCS系統(tǒng)遠程輸出閘門開，關(guān)，停信號對閘門進行控制。在超溫傳感器監(jiān)測到超溫時出口閘門聯(lián)鎖動作關(guān)閉閘門以防止鍋爐回火燒皮帶。

2.4 控制系統(tǒng)程序設(shè)計

程序設(shè)計流程如圖4所示。

結(jié)論

本系統(tǒng)不僅在電力行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用，在各種工業(yè)生產(chǎn)過程中需要對某種物料或多種物料進行連續(xù)的、高精度的定量計量，以保證穩(wěn)定的生產(chǎn)過程或者精確的物料配比等場合下都能得到很好的應(yīng)用。系統(tǒng)項目實例在中國平煤神馬集團坑口電廠及山東晉煤明水化工集團有限公司等等單位得到了很好的應(yīng)用，為企業(yè)創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟效益。

參考文獻

[1] 廖雪超，嚴文壘.電子稱重式給煤機控制系統(tǒng)的應(yīng)用和實現(xiàn)[J]. 微計算機信息，2009 （1） ：41-42.

[2] 陳曉燕，秦罡，王俊杰，等.給煤稱重系統(tǒng)的研制與開發(fā)應(yīng)用[J].內(nèi)蒙古電力技術(shù)，2005，23（4）：51-53.

[3]曾照天，楊晉慧.基于PLC的稱重式給煤機[J].東北電力技術(shù)， 2006（5）： 43-45.

[4] 尹松.自動稱重控制給煤機在大港電廠的應(yīng)用[J]. 自動化儀表，1996 （11）：27-29.endprint