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              葉輪給煤機遠程控制改造
              發布日期:2018-09-13 來源:  瀏覽次數:

              陸軍

              (南京化學工業園熱電有限公司)

              【摘要】多數設計有葉輪給煤機的火力發電廠在葉輪給煤機的出廠設計上存在欠缺,因實際使用中故障率高,導致葉輪給煤機遠程控制功能不能投入使用,迫使運行人員只能在就地啟、停葉輪給煤機并跟隨設備全程監護,在高粉塵的惡劣環境下工作。本文針對卸煤溝葉輪給煤機的遠程控制設計策略從幾個角度進行分析,期望葉輪給煤機從初期的設計就能達到完美的控制要求和使用效果。

              【關鍵詞】葉輪給煤機 遠程控制 降低成本 經濟安全

               

              葉輪給煤機是火力發電廠輸煤系統中的重要設備,在遠程控制設計上存在缺陷的葉輪給煤機系統,因遠程控制故障多,不得不采用就地人工操作方式,從而迫使工作人員在潮濕陰冷、高粉塵的地下通道中工作,既不滿足環保要求,又增加人力成本,危害工作人員身體健康,因此完全有必要設計較完善的葉輪給煤機遠程控制系統。

              1.葉輪給煤機的遠程設計分析

              為實現較完善的葉輪給煤機遠程控制,本文從以下幾個方面對葉輪給煤機遠程控制的相關設計進行討論。

              1.1  葉輪給煤機的動力部分和控制信號部分

              1)   提供葉輪給煤機的動力電源和控制信號電源傳統的做法是采用滑動電纜導軌方式(俗稱“托纜”方式),如圖1所示:

                  葉輪給煤機遠程控制改造

                                 (圖1

              該方式的主要缺點是:

              A.  葉輪給煤機在軌道上拖著電纜運行,托纜工作范圍越小,使用頻率越低,托纜故障率相對就越低;工作范圍越大,使用頻率越大,托纜故障率就越高。主要表現為:電纜頻繁來回拖動,托纜滑車易出現卡澀,電纜出現磨損等現象,導致電纜使用壽命低,電纜頻繁拉斷。

              B.  葉輪給煤機是輸煤系統中使用最頻繁的設備之一,本公司卸煤溝長達280米,托纜過長,導致托纜故障率高,遠控功能不能投入,運行人員必須跟隨葉輪給煤機全程監護,才能確保葉輪給煤機不出現重大故障,影響安全生產運行。

              2)   解決方法:葉輪給煤機的動力電源采用動力滑觸線方式和控制信號采用載波通訊方式。

              目前解決葉輪給煤機托纜故障率高的常用、成熟控制方法是:葉輪給煤機的動力電源采用動力滑觸線方式、控制信號采用載波通訊方式,通過該方式可以完全取消跟隨葉輪給煤機運行的動力電纜和控制信號電纜,以動力滑觸線為物理媒介,葉輪給煤機的動力部分和控制信號部分合二為一,安裝、檢修、維護成本大幅降低,安全可靠性大幅高。

              葉輪給煤機的動力電源通過動力滑觸線提供,如圖2所示:

               葉輪給煤機遠程控制改造

              采用載波控制方式,主要需注意以下問題:

              A.   因葉輪給煤機動力電源通過動力滑觸線方式,受設備質量和安裝質量影響較大,在葉輪給煤機行走時,存在滑線接觸不良的現象,會影響控制電源回路,電源系統故障導致葉輪給煤機控制異常。解決方法:控制箱內增加1UPS。

              B.   載波系統存在的問題,如:電力線自身存在的脈沖干擾;信號衰減;振蕩干擾等,解決方法:選擇載波控制系統技術較好、業績較多的成熟產品。

              1.2  葉輪給煤機位置信號反饋部分:

              葉輪給煤機的位置反饋常規設計為:葉輪給煤機每行走一段間隔,通過位置行程開關讀取一個DI信號,在PLC組態中實現位置判斷,常用做法有以下兩種:

              1)   第一種方法:

              在葉輪給煤機上安裝1個位置行程開關(接近開關或者機械拐臂式行程開關),在葉輪給煤機導軌上安裝1個感應鐵片(約21個)??刂七壿嫗椋阂匀~輪給煤機前進或后退方向為判斷,每收到1DI信號邏輯處理為葉輪給煤機前進或者后退了1個位置。

              該控制方案主要的特點是:節省投資,僅需在葉輪給煤機本體上安裝1個行程開關,1根信號電纜,占用PLC1DI輸入通道,就可實現葉輪給煤機位置判斷。但是缺點也非常明顯:因為葉輪給煤機的位置判斷是通過每一個DI信號,為設備的邏輯位置,不能正確代表設備所在的實際位置,因為,DI信號的誤動和拒動都必然導致邏輯判斷的位置與現場實際設備不一致,由此引發的后果是:葉輪給煤機不能正確工作在設定范圍內;同條皮帶運行的的兩臺葉輪給煤機可能會發生碰撞事故;葉輪給煤機存在跑出軌道兩端極限位置事故。

               

              2)   第二種方法:

              位置行程開關安裝在葉輪給煤機導軌上,每一間隔安裝1個,每1個行程開關占用1DI通道。卸煤溝越長,需要的行程開關就越多,相應的信號電纜和DI通道就越多。如某電廠卸煤溝約270米,以每3米一個行程計算,一根輸煤皮帶需90個行程開關,90根信號電纜,90個中間隔離信號繼電器,90DI通道(16通道的DI卡件需6塊),而電廠卸煤溝通常為兩根輸煤皮帶,該設計會導致設備成本、施工成本、維護成本大幅增加。

              目前解決葉輪給煤機位置反饋常用的、成熟控制方法是:在葉輪給煤機導軌上安裝位置發生器,在葉輪給煤機本體上安裝位置讀卡器,如圖4和圖5所示:

              葉輪給煤機遠程控制改造

              位置發生器不需要信號電纜,通過組態設定好每個反饋裝置位置編碼,當葉輪給煤機行走到位置反饋裝置附近時,通過位置讀卡器讀取位置編碼,即可準確的反映葉輪給煤機的實際位置。

              1.3  卸煤溝通風除塵控制部分:

              在大多數電廠中,卸煤溝通風除塵控制部分并不與葉輪給煤機的位置形成聯鎖控制關系,但在我公司二期基建時,設計院認為:為達到最佳的通風除塵效果,卸煤溝通風除塵控制必須與葉輪給煤機所在的位置進行自動聯鎖控制。

              控制思路為:葉輪給煤機行走到某個位置,自動啟動該區域豎井通風裝置,并打開葉輪給煤機頂上的通風密閉閥;葉輪給煤機離開該區域后,自動停止相應區域豎井通風裝置和通風密閉閥。如本項目圖6所示:

               葉輪給煤機遠程控制改造

              本工程卸煤溝通風除塵管兩側各設計39臺電動密閉閥(共78臺),導致投入成本較高(采購電動密閉閥;控制電纜和信號電纜;PLC模件和機柜;施工和調試等),但是使用效果并不理想,主要表現為:受卸煤溝潮濕、煤粉影響,電動密閉閥故障率極高、維護工作量過大。

              針對該問題的改造:卸煤溝通風除塵管可以采用類似卸煤溝擋煤板的設計,在通風管上安裝擋桿,葉輪給煤機行走到擋桿附近位置時,通過推動擋桿打開通風密閉閥,既節約設備成本又降低設備故障率,同時降低維護成本。

              1.4  其他常規硬件設計和聯鎖保護功能設計要求:

              如:控制箱的密閉防塵、防銹蝕要求;電機過流、過載保護功能;葉輪給煤機防碰撞、防出軌保護;自動來回撥煤功能;防超時報警功能等。

              2.葉輪給煤機遠程控制改造后的效果

              1)葉輪給煤機的動力電纜由滑動電纜導軌改造為動力滑觸線:改造后,徹底解決原托纜方式,電纜易損傷,故障多,維護成本高、維護工作量大的問題。

              2)控制信號改造為電力載波控制方式:改造后,葉輪給煤機遠程啟停、狀態反饋等均動作正確,大幅降低葉輪給煤機控制和反饋設備缺陷。

              3)葉輪給煤機位置信號反饋裝置由機械行程開關改造為位置編碼器:徹底解決原葉輪給煤機定位不正確,容易發生葉輪給煤機碰撞、跑出導軌等事故。

              通過以上改造,實現了葉輪給煤機遠程控制的目的,同時,“滑觸線、電力載波控制方式”可以普遍應用于采用托纜控制方式的設備,如:軌道式汽車衡采樣機、火車衡采樣機、火車螺旋卸車機等。

              3.葉輪給煤機完善

              葉輪給煤機實現遠程控制后,未能徹底解決仍然需要運行人員跟蹤檢查的問題,主要原因為:受煤源質量的影響,卸煤溝中常含有大塊雜物(如:木塊、鐵塊、石頭等),導致葉輪給煤機葉片卡澀等故障等。

              因此,實現葉輪給煤機無人跟隨遠程控制,必須實現葉輪給煤機遠程監控功能。滿足該功能尚需進一步完善無線(或載波)視頻監控和照明的設計。

              通過以上分析,葉輪給煤機的遠程控制設計在多方面綜合考慮后,完全可以能達到“節約投資成本、降低維護運行成本、提高設備安全可靠性、保障電廠安全生產、保障工作人員身體健康”的目的。

               

              參考文獻:

              1.  電力載波視頻監控系統;

              2.  葉輪給煤機載波遠程

              作者簡介:

              陸軍:性別:男;籍貫:上海;學歷:本科;職稱:工程師;工作單位: 南京市六合區長蘆鎮南京化學工業園熱電有限公司技術支持部(210047);

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