電廠氣力除灰系統(tǒng)的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計

　　1 引言

　　燃煤電廠在我國電力工業(yè)的發(fā)展中起著很大的作用，其發(fā)電量占我國總發(fā)電量的80％以上。但是它在為我們提供充足電力的同時，也污染破壞環(huán)境，發(fā)電廠在發(fā)電過程中，將產(chǎn)生大量的工業(yè)廢棄物（飛灰或粉煤灰）。為了保證鍋爐系統(tǒng)的安全運(yùn)行，同時為了保護(hù)環(huán)境，必須及時將這些粉煤灰清除運(yùn)走，并將廢物綜合利用。目前廣泛采用氣力除灰系統(tǒng)，并且對燃煤電廠提出了提高除塵效率和粉煤灰綜合利用的要求。而在實際運(yùn)行中，輸灰系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定可靠性欠佳，運(yùn)行故障發(fā)生的原因及部位也多種多樣，造成除塵效率下降、氣力輸灰系統(tǒng)停運(yùn)，使煙塵排放超標(biāo)，灰水污染環(huán)境，影響電廠的正常生產(chǎn)。

　　2 電廠氣力輸送技術(shù)的發(fā)展

　　氣力輸送是以壓縮空氣（或其它氣體）為載體，與粉粒狀物料在一定混合比的情況下，在密閉管道內(nèi)通過氣力由一處送往另一處的輸送方式。氣力除灰系統(tǒng)的主要任務(wù)是以倉泵為發(fā)送器，以壓縮空氣作動力，沿除灰管道將電除塵器搜集的飛灰干法送至灰?guī)?，然后把灰?guī)炖锏母苫矣密囇b運(yùn)，或者攪拌成濕灰用汽車外運(yùn)。

　　20世紀(jì)20年代，氣力輸送技術(shù)開始應(yīng)用于燃煤電廠，主要用于除塵器底部粉煤灰的輸送，并以蒸汽抽氣器作為氣源設(shè)備。50年代中期，國內(nèi)少數(shù)電廠也開始采用蒸汽抽氣式負(fù)壓氣力輸送系統(tǒng)。這種系統(tǒng)的缺點(diǎn)式出力較低輸送距離較短，設(shè)備磨損嚴(yán)重，蒸汽耗量大，系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)型均較差，一般僅限用于中小電廠。60年代以后，泵倉正壓輸送技術(shù)開始在國內(nèi)得到應(yīng)用。進(jìn)入80年代以后，許多電廠相繼自發(fā)達(dá)國家引進(jìn)了各種類型的先進(jìn)除灰設(shè)備及其相關(guān)技術(shù)，進(jìn)一步促進(jìn)了國內(nèi)電廠粉煤灰氣力輸送技術(shù)的發(fā)展。懸浮式輸送技術(shù)以從單一的吸送式發(fā)展到壓送式以及吸－壓聯(lián)合式，栓塞式輸送技術(shù)也已在國內(nèi)燃煤電廠中獲得成功運(yùn)用。作為氣力輸送技術(shù)理論基礎(chǔ)的氣固兩相流的理論研究及輸送系統(tǒng)的設(shè)計計算方法也不斷得到完善。同時，由于制造技術(shù)和材料工程的飛躍發(fā)展，控制技術(shù)和傳感技術(shù)的長足進(jìn)步，氣力輸送系統(tǒng)的輸送距離、輸送濃度、系統(tǒng)出力和設(shè)備制造工藝及自動化管理水平得到了較大提高，從而提高了系統(tǒng)的可靠性和工程的經(jīng)濟(jì)性。

　　電除塵器在國內(nèi)燃煤電廠大面積推廣應(yīng)用始于70年代，對于粉煤灰的綜合利用具有不可替代的三大優(yōu)勢：干式收塵，使粉煤灰得以保持原有的良好活性；收塵效率高可以最大幅度地將利用價值最高的細(xì)微塵粒收集下來；自身的多電場收塵結(jié)構(gòu)具有對干灰進(jìn)行粒徑分級的特點(diǎn)可以實現(xiàn)粗、中、細(xì)灰分除、分儲和分用。

　　隨著我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實施和環(huán)境保護(hù)、粉煤灰綜合利用的發(fā)展，燃煤電廠氣力除灰技術(shù)的應(yīng)用前景將會越來越好。

　　3 除灰工藝自動化原理設(shè)計

　　氣力除灰系統(tǒng)以倉泵為發(fā)送器，以壓縮空氣作動力，沿除灰管道將電除塵器搜集的飛灰干法送至灰?guī)欤麄€過程以密封管道的形式輸送。系統(tǒng)設(shè)有專用空氣壓縮機(jī)作為干灰輸送動力并兼作控制氣源，在系統(tǒng)末端設(shè)有儲存粗灰、細(xì)灰的干灰?guī)?。其中電除塵器中一、二電場的灰是粗灰，三、四電場的灰是細(xì)灰。正常情況下，三、四電場的飛灰只能送進(jìn)細(xì)灰?guī)?，一、二電場的粗灰只送進(jìn)粗灰?guī)?。?dāng)細(xì)灰?guī)斐霈F(xiàn)故障時，細(xì)灰可以送到粗灰?guī)炖铩?

　　系統(tǒng)設(shè)計的除灰系統(tǒng)包括除塵器下的灰斗、灰?guī)旒捌涓綄僭O(shè)備、空壓機(jī)、灰儲罐、輸送設(shè)備、管道、倉泵、閥門等。輸灰管道上接電除塵系統(tǒng)并通向除塵器，經(jīng)除塵器過濾后細(xì)灰粉進(jìn)入干灰?guī)?。在灰斗裝置處通過電氣三通電動門可以控制采用干除灰處理方式或者水除灰處理方式，料位計用于對干灰?guī)熘懈苫曳蹆Υ媪窟M(jìn)行監(jiān)測。當(dāng)灰斗內(nèi)的干灰粉到達(dá)不同位置時，灰粉發(fā)出的天然的β射線照射到探測器的強(qiáng)度是不一樣的。由探測器測到的射線強(qiáng)度的不同來判斷干灰粉的位置。干灰經(jīng)灰斗排出后通過進(jìn)料閥進(jìn)入倉泵，從出料閥排出，最終排往灰儲罐得以收集和再利用。

　　干除灰自動控制系統(tǒng)中，plc可根據(jù)料位計傳輸過來的灰粉位置信號（高、正常、低）和倉泵上方的電接點(diǎn)壓力表指示壓力值信號，采取相應(yīng)的處理。當(dāng)料位計指示高料位，系統(tǒng)開進(jìn)料閥，關(guān)出料閥、進(jìn)氣閥、助吹閥、帶濾膜電磁閥，干灰將從灰斗卸放到倉泵進(jìn)行轉(zhuǎn)儲；隨著倉泵不斷儲灰，倉泵內(nèi)部壓力逐漸升高，當(dāng)壓力超過定值i，其上方電接點(diǎn)壓力表電接點(diǎn)接通，上位機(jī)顯示畫面中電接點(diǎn)壓力表圖符顯示紅色，此時控制系統(tǒng)將關(guān)閉進(jìn)料閥，電氣三通電動門關(guān)閉干除灰入口，停止干除灰。之后系統(tǒng)打開出料閥，開帶濾膜電磁閥、助吹閥、進(jìn)氣閥并啟動空壓機(jī)，在空氣壓力下倉泵內(nèi)部干灰經(jīng)過灰管輸往灰儲罐。在此期間，倉泵內(nèi)部壓力繼續(xù)升高，當(dāng)壓力超過定值ii，系統(tǒng)將停運(yùn)空壓機(jī)，然后自動關(guān)閉進(jìn)氣閥，助吹閥，帶濾膜電磁閥。此后一段時間，倉泵內(nèi)部干灰逐漸減少，壓力下降，當(dāng)壓力低于定值i時，電接點(diǎn)壓力表電接點(diǎn)斷開，系統(tǒng)顯示畫面中顯示為綠色，此時系統(tǒng)將自動關(guān)閉出料閥，開啟進(jìn)料閥，開啟電氣三通電動門重新進(jìn)入干除灰處理過程。干除灰系統(tǒng)框圖如圖1所示。