組態王在電廠除灰系統中的應用

一、概述

電力是現代人類文明社會的必需品，而火力發電是電力生產的主要組成部分，火力發電是指使用化石燃料（即煤炭、石油、天然氣），通過燃燒釋放出熱能加熱工質，再通過熱力原動機驅動發電機的發電方式。火電裝機容量占全國發電裝機總容量的75%。燃煤電廠產生的大量灰、渣, 除少量灰分排入大氣外, 余者都以灰、渣形式由除灰系統送至灰場。除灰系統分機械除灰（適于小電廠的鏈條爐）,氣力除灰和水力除灰三種工藝。除灰系統包括除塵器下的灰斗、輸送風機、液態化風機、灰庫及灰庫附屬設備、輸送設備、管道、泵、閥門等。現代自動化控制技術以PLC（可編程控器）為核心，能夠按照預定的程序，定時、自動地對除灰系統倉泵等設備進行操作，并具有對除灰過程中可能發生的異常情況進行智能處理。

本系統采用氣力除灰工藝，氣力除灰系統是將省煤器及電除塵下集灰斗所收集到的飛灰，通過氣力輸送排放到灰庫，然后用車裝運。控制系統實時監控灰斗料位、氣源壓力、倉泵料位、倉泵壓力、灰庫料位、灰管壓力等參數，實現進料、流化、輸灰、吹堵等除灰過程的全自動控制。該程控系統采用可編程序控制器為主控設備,完成對除灰工藝全過程的程序控制，模擬顯示監控站采用工業總線工控機,管理集控式模擬盤顯示、鍵盤操作，上位機采用組態王監控軟件,承擔管理、編程、網絡數據采集、定值修改等任務,并設計相應的除灰監控系統軟件。該電廠四臺燃煤鍋爐的除灰系統共用一臺PC機進行統一控制,以簡化管理,降低成本。除灰程序控制系統具有完善的聯鎖保護、故障診斷、多種運行方式和人機對話功能,安全、實用、可靠。系統中PLC與監控計算機之間采用以太網通訊方式,提高了通訊速度，并保證數據的可靠性。監控畫面模擬顯示倉泵狀態、壓力、料位,灰庫料位以及灰管壓力等各種工況參數,并具備操作步驟,報警等信號,IO監控點有200點左右，均有PLC從各個設備采集，充分發揮了組態軟件及可編程序控制器的軟件功能。可編程序控制器的應用,保證了系統的可靠性,提高了機組運行的安全性能,而監控軟件的采用更提高了系統的自動化程度,同時減少了操作人員的工作量,直觀地畫面使操作簡單、可靠、方便,避免了誤操作。

二、系統工藝及設計方案

1、系統工藝

火力發電廠輸灰流程：電除塵器灰斗→鎖氣器→斜槽→飼料機→倉泵→灰庫→灰場，而從除塵器灰斗至灰庫部分具體輸灰程序為：首先在倉泵泵體內無壓力的情況下，打開進料閥和放氣閥（有倉泵導電除塵器灰斗，以保證倉泵內空氣的排放）、啟動鎖氣器，把電除灰塵灰斗內的灰料經鎖氣器→斜槽→飼料機→進料閥送入倉泵內，當泵內的灰料到達一定的程度時，停止鎖氣器運轉，關閉進料、放氣器兩閥，打開出料閥，再開進風閥，利用壓縮空氣將泵內的灰料通過輸灰管道至灰塔。然后再進行料放氣，周而復始，完成將電除塵器分離出的灰送至灰庫塔的任務。該系統在整個生產過程中具有重要的作用，正常運行時能確保鍋爐燃煤燒后產生的灰粉及時的輸送出去。
倉泵除灰控制系統的工作原理：

圖1 倉泵輸送系統示意圖

倉泵輸送系統在整個除灰控制系統中具有十分重要的意義，主要是通過壓縮空氣將干灰沿除灰管道輸送至灰庫或中轉倉，其過程主要通過對各個閥門的控制來實現，示意圖如圖1所示。進料閥由錐閥，連桿和活塞開關等部分組成，當活塞缺的活塞被氣壓推至上部時，連桿帶動搖臂桿使錐閥落下，進料閥開啟；反之，當活塞開關的活塞處于下部時，靠活塞開關內的彈簧的壓力把錐閥推至上方，并與橡膠圈壓緊，此時進料閥處于關閉狀態。