祝 明，楊 斌，孫雯雯

（華能國際電力股份有限公司南通電廠，江蘇南通 226003）

0 引言

華能南通電廠入爐煤取樣機(jī)原為不分爐綜合取樣方式，原裝置由取樣頭從C5A/B 皮帶進(jìn)倉流程采樣，共有6 個(gè)子收集樣罐，每罐能承載30 kg 計(jì)，按每300 s 取1 個(gè)子樣、縮分器5 s，子樣裝滿1 罐后、再繼續(xù)裝入下一罐的方式對(duì)入爐煤進(jìn)倉進(jìn)行采樣。若采取雙側(cè)雙臺(tái)設(shè)備全套更新方案，不僅投入成本較大，而且費(fèi)工、費(fèi)時(shí)，會(huì)在較長時(shí)間里影響電廠燃煤的正常進(jìn)倉和機(jī)組的運(yùn)行。在對(duì)原有單套入廠煤取樣裝置分析研究的基礎(chǔ)上，制定切實(shí)可行的改造技術(shù)方案，實(shí)現(xiàn)入廠煤單套取樣裝置雙側(cè)輸煤按爐號(hào)分爐精確采集煤樣。

1 影響分爐取樣的因素

為了實(shí)現(xiàn)按爐號(hào)分爐精確采集煤樣的目的，電氣控制部分增加硬件、修改軟件，對(duì)機(jī)械部分局部改造。在入爐煤取樣機(jī)原有主要技術(shù)參數(shù)和性能不作重大或不利改變的前提下，細(xì)化運(yùn)行作業(yè)時(shí)16×2 個(gè)倉位或4 個(gè)爐位的信號(hào)，考慮采樣周期、多煤種、皮帶速度、采樣與爐位之間的遠(yuǎn)距離等因素，要求進(jìn)倉進(jìn)爐運(yùn)行作業(yè)時(shí)間達(dá)一定時(shí)間后再切換到其他爐號(hào)，方能使分爐取樣結(jié)果滿足正確性和精度的要求。

1.1 進(jìn)倉切換

（1）進(jìn)倉流程段C5～C7 皮帶機(jī)參數(shù)（表1）。

表1 C5～C7 皮帶機(jī)參數(shù)

C5 取樣處至1#爐首倉的運(yùn)行時(shí)間。

Tmin=（154+145）/3.2+70/2.67=119.66 s

C5 取樣處至4#爐末倉的運(yùn)行時(shí)間。

Tmax=（154+145）/3.2+250/2.67=187.07 s

（2）由于取樣間設(shè)在C5 前端，進(jìn)倉時(shí)煤從取樣處至爐位的最短時(shí)間約Tmin、最長時(shí)間約Tmax，即：被取樣過的煤輸送到爐位的時(shí)間必須達(dá)到Tmax，才能確保進(jìn)4#爐；否則，如果＜這個(gè)時(shí)間，進(jìn)倉的煤不是對(duì)應(yīng)取樣的煤、而是前面留存在皮帶上的煤。例如，在過短時(shí)間（如＜150 s 時(shí)）內(nèi)，進(jìn)倉作業(yè)中如果頻繁切換進(jìn)倉位置，就可能使采樣的子樣煤落入的罐號(hào)與爐號(hào)不同，而造成分爐采樣的誤差。

（3）由于該廠煤種較多，要求精細(xì)配煤以降低成本，底層倉、次層倉、上層倉需分開進(jìn)煤，接近滿倉時(shí)有時(shí)還存在要求短時(shí)補(bǔ)倉的作業(yè)情況，這樣就需要不同爐的進(jìn)倉在各倉之間頻繁切換作業(yè)。為盡量避開適時(shí)加倉幾十噸的情況，應(yīng)設(shè)法改變運(yùn)行作業(yè)方式，使進(jìn)爐進(jìn)煤時(shí)間盡量控制在＞188 s，或適當(dāng)設(shè)定（減小）取樣時(shí)間參數(shù)。這樣，從技術(shù)上盡可能保證樣罐號(hào)與爐號(hào)的一致，保證入爐煤采樣當(dāng)前罐中的煤種輸送到對(duì)應(yīng)的爐位，也才能避免可能導(dǎo)致個(gè)別取樣收集罐溢出或空罐。

1.2 雙側(cè)進(jìn)倉

（1）樣罐頻繁切換轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)定位的準(zhǔn)確性提高了要求，增加了設(shè)備磨損及影響收集樣料過程中的穩(wěn)定性。

（2）同樣條件下，比單臺(tái)爐的取樣量下降50%，雙側(cè)進(jìn)倉運(yùn)行時(shí)應(yīng)及時(shí)調(diào)整參數(shù)。

（3）取樣回流煤只能進(jìn)入其中1 側(cè)皮帶，存在固定的誤差，盡管占比較小。

（4）雙側(cè)進(jìn)倉時(shí)，取樣人員應(yīng)將取樣設(shè)置周期適當(dāng)減小，但不得低于188 s，以適應(yīng)大多數(shù)情況下的加補(bǔ)倉和取樣量的要求。

1.3 定位裝置不夠穩(wěn)定

由于進(jìn)倉倉位定位裝置有時(shí)不夠穩(wěn)定，存在需要由運(yùn)行人員操作定位的情況，這樣可能有時(shí)取不到需要的爐號(hào)信號(hào)，會(huì)造成取樣機(jī)不工作。

1.4 小車的擋板限位等問題

小車的擋板限位在切換時(shí)，會(huì)因堵煤使切換不到位、擋板卡死的情況，或因推桿易發(fā)生機(jī)械故障，造成不穩(wěn)定、失去信號(hào)，也會(huì)引起取樣機(jī)不工作。對(duì)各類不影響安全運(yùn)行的故障狀態(tài)，做更加細(xì)致的預(yù)想、預(yù)防，以便予以糾正，提高設(shè)備的可靠性。

1.5 取樣機(jī)切換罐位不及時(shí)

小車或擋板在移動(dòng)過程中，目標(biāo)爐號(hào)處于動(dòng)態(tài)時(shí)，取樣機(jī)切換罐位要視合理性相應(yīng)切換，還應(yīng)避免取樣機(jī)在轉(zhuǎn)罐過程中子樣落入罐外。

2 設(shè)計(jì)方案

通過系統(tǒng)的分析，改進(jìn)改造設(shè)計(jì)方案必須有針對(duì)性地克服前述不利因素，細(xì)化取樣對(duì)象，滿足多樣化流程和采制化規(guī)范管理的要求，并適應(yīng)單側(cè)進(jìn)倉運(yùn)行流程為主，兼顧雙側(cè)進(jìn)倉（雙爐）運(yùn)行流程，使入爐煤取樣機(jī)根據(jù)進(jìn)煤的爐號(hào)對(duì)應(yīng)罐號(hào)精準(zhǔn)完成取樣。

（1）煤控室4#程控柜PLC 增加8 個(gè)輸出點(diǎn)（DO）及8 組繼電器觸點(diǎn)，增加DO 模塊。

（2）煤控PLC 與入爐煤采樣PLC 的協(xié)議不同，無法直接建立通信，采用帶屏蔽層的多芯通信電纜為PLC 之間提供通信通道。敷設(shè)一根由煤控PLC 柜至入爐煤采樣控制箱的控制通信電纜（長度200 m 以內(nèi)）硬接線，用于傳送A、B 側(cè)運(yùn)行的爐位信號(hào)。

（3）入爐煤取樣PLC 增加8 個(gè)輸入空點(diǎn)（DI），用于獲得4臺(tái)爐的A、B 側(cè)進(jìn)倉倉位信號(hào)。入爐煤取樣控制箱PLC 增加DI模塊，其電路板重新布置、安裝。

（4）收集樣罐由原來6 個(gè)改為4 個(gè)，罐的容量適當(dāng)加大，機(jī)械裝置相應(yīng)修改。

（5）目標(biāo)收集樣罐的位置號(hào)，通過讀入相應(yīng)接近限位開關(guān)的開關(guān)動(dòng)作來計(jì)數(shù)確定。樣罐的轉(zhuǎn)速不變，增加接近限位開關(guān)3組，并作罐號(hào)故障判別，以保證樣罐的定位號(hào)準(zhǔn)確無誤。

（6）校核單罐煤樣應(yīng)能滿足單日單臺(tái)爐最大采樣煤量的需要，并有足夠的裕量（超過30%）。當(dāng)運(yùn)行中超過定值取樣數(shù)量時(shí)，停止釋放子樣給該樣罐。

（7）爐位號(hào)（進(jìn)倉位置）根據(jù)流程和進(jìn)倉狀態(tài)確定，輸煤監(jiān)控系統(tǒng)中采集、處理、輸出的該組信號(hào)狀態(tài)，入爐煤采樣機(jī)PLC 讀取后，應(yīng)在入爐煤采樣控制箱觸摸屏工控機(jī)上模擬畫面中顯示。

3 爐位信號(hào)的邏輯

（1）1#爐-A 側(cè)：C5A 皮帶瞬時(shí)煤量·C5A 采樣啟動(dòng)·A 小車加倉·1#至4#倉位。

1.4.2 炎癥因子 采用羅氏e_601化學(xué)發(fā)光免疫分析儀檢測患者炎癥因子白介素‐6（IL‐6）、白介素‐10（IL‐10）、CRP、高遷移率族蛋白 B1（HMGB1）水平。

（2）1#爐-B 側(cè)：C5B 皮帶瞬時(shí)煤量·C5B 采樣啟動(dòng)·B 小車加倉·1#至4#倉位。

（3）2#爐-A 側(cè)：C5A 皮帶瞬時(shí)煤量·C5A 采樣啟動(dòng)·A 小車加倉·5#至8#倉位。

（4）2#爐-B 側(cè)：C5B 皮帶瞬時(shí)煤量·C5B 采樣啟動(dòng)·B 小車加倉·5#至8#倉位。

（5）3#爐-A 側(cè)：C5A 皮帶瞬時(shí)煤量·C5A 采樣啟動(dòng)·A 小車旁路·C 小車加倉·9#至12#倉位。

（6）3#爐-B 側(cè)：C5B 皮帶瞬時(shí)煤量·C5B 采樣啟動(dòng)·A 小車旁路·C 小車加倉·9#至12#倉位。

（7）4#爐-A 側(cè)：（C5A 皮帶瞬時(shí)煤量·C5A 采樣啟動(dòng)·A 小車旁路·C 小車加倉·13#至15#倉位）+（C5A 皮帶瞬時(shí)煤量·C5A采樣啟動(dòng)·A 小車旁路·C 小車旁路）。

（8）4#爐-B 側(cè)：（C5B 皮帶瞬時(shí)煤量·C5B 采樣啟動(dòng)·B 小車旁路·D 小車加倉·13#至15#倉位）+（C5B 皮帶瞬時(shí)煤量·C5B采樣啟動(dòng)·B 小車旁路·D 小車旁路）。

4 實(shí)現(xiàn)按爐號(hào)分爐取樣

（1）增加入爐煤煤倉層倉位PLC 遠(yuǎn)程站。

（2）網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)（圖1）。

圖1 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

（3）系統(tǒng)連接。

（4）入爐煤程序分兩部分：一是煤控上位機(jī)部分，負(fù)責(zé)發(fā)送爐位等信號(hào)；一是采樣裝置部分，負(fù)責(zé)啟動(dòng)、停止（定位）采樣等流程。

煤控上位機(jī)：程序負(fù)責(zé)發(fā)送爐位信號(hào)，該信號(hào)主要依據(jù)現(xiàn)場小車位置來確定。但在實(shí)際生產(chǎn)中存在空開皮帶等較特殊情況，程序最終要滿足以下條件：采樣裝置啟動(dòng)、C5A/C5B 皮帶有瞬時(shí)煤量（該煤量必須＞100 t/h）以及小車相應(yīng)加倉/旁路信號(hào)。

取樣間采樣裝置：程序主要修改定罐號(hào)和采樣部分。收到煤控發(fā)來的爐位信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)的轉(zhuǎn)罐和采樣，不論如何采樣，只有1 個(gè)罐在用，識(shí)別當(dāng)前爐位信號(hào)的對(duì)應(yīng)罐即可。針對(duì)樣罐的位置隨進(jìn)倉的位置頻繁的切換，當(dāng)采樣時(shí)間、樣罐的變動(dòng)時(shí)間與分爐進(jìn)倉動(dòng)作時(shí)間沖突時(shí)，優(yōu)先服從采樣動(dòng)作，在采樣動(dòng)作結(jié)束后，再轉(zhuǎn)動(dòng)樣罐到相應(yīng)的位置。對(duì)應(yīng)爐號(hào)進(jìn)倉時(shí)間＜188 s 時(shí)，不取樣，跨過限制時(shí)間后取樣。

5 結(jié)束語

前述入爐煤取樣改分爐取樣改造方案切實(shí)可行，在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)了分爐精準(zhǔn)取樣，并已投入正常運(yùn)行。既節(jié)約了設(shè)備投資，還避免了施工給電廠燃料進(jìn)倉帶來的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。