电厂入炉煤分炉取样改造的信号与控制

祝 明，杨 斌，孙雯雯

（华能国际电力股份有限公司南通电厂，江苏南通 226003）

0 引言

华能南通电厂入炉煤取样机原为不分炉综合取样方式，原装置由取样头从C5A/B 皮带进仓流程采样，共有6 个子收集样罐，每罐能承载30 kg 计，按每300 s 取1 个子样、缩分器5 s，子样装满1 罐后、再继续装入下一罐的方式对入炉煤进仓进行采样。若采取双侧双台设备全套更新方案，不仅投入成本较大，而且费工、费时，会在较长时间里影响电厂燃煤的正常进仓和机组的运行。在对原有单套入厂煤取样装置分析研究的基础上，制定切实可行的改造技术方案，实现入厂煤单套取样装置双侧输煤按炉号分炉精确采集煤样。

1 影响分炉取样的因素

为了实现按炉号分炉精确采集煤样的目的，电气控制部分增加硬件、修改软件，对机械部分局部改造。在入炉煤取样机原有主要技术参数和性能不作重大或不利改变的前提下，细化运行作业时16×2 个仓位或4 个炉位的信号，考虑采样周期、多煤种、皮带速度、采样与炉位之间的远距离等因素，要求进仓进炉运行作业时间达一定时间后再切换到其他炉号，方能使分炉取样结果满足正确性和精度的要求。

1.1 进仓切换

（1）进仓流程段C5～C7 皮带机参数（表1）。

表1 C5～C7 皮带机参数

C5 取样处至1#炉首仓的运行时间。

Tmin=（154+145）/3.2+70/2.67=119.66 s

C5 取样处至4#炉末仓的运行时间。

Tmax=（154+145）/3.2+250/2.67=187.07 s

（2）由于取样间设在C5 前端，进仓时煤从取样处至炉位的最短时间约Tmin、最长时间约Tmax，即：被取样过的煤输送到炉位的时间必须达到Tmax，才能确保进4#炉；否则，如果＜这个时间，进仓的煤不是对应取样的煤、而是前面留存在皮带上的煤。例如，在过短时间（如＜150 s 时）内，进仓作业中如果频繁切换进仓位置，就可能使采样的子样煤落入的罐号与炉号不同，而造成分炉采样的误差。

（3）由于该厂煤种较多，要求精细配煤以降低成本，底层仓、次层仓、上层仓需分开进煤，接近满仓时有时还存在要求短时补仓的作业情况，这样就需要不同炉的进仓在各仓之间频繁切换作业。为尽量避开适时加仓几十吨的情况，应设法改变运行作业方式，使进炉进煤时间尽量控制在＞188 s，或适当设定（减小）取样时间参数。这样，从技术上尽可能保证样罐号与炉号的一致，保证入炉煤采样当前罐中的煤种输送到对应的炉位，也才能避免可能导致个别取样收集罐溢出或空罐。

1.2 双侧进仓

（1）样罐频繁切换转动，对定位的准确性提高了要求，增加了设备磨损及影响收集样料过程中的稳定性。

（2）同样条件下，比单台炉的取样量下降50%，双侧进仓运行时应及时调整参数。

（3）取样回流煤只能进入其中1 侧皮带，存在固定的误差，尽管占比较小。

（4）双侧进仓时，取样人员应将取样设置周期适当减小，但不得低于188 s，以适应大多数情况下的加补仓和取样量的要求。

1.3 定位装置不够稳定

由于进仓仓位定位装置有时不够稳定，存在需要由运行人员操作定位的情况，这样可能有时取不到需要的炉号信号，会造成取样机不工作。

1.4 小车的挡板限位等问题

小车的挡板限位在切换时，会因堵煤使切换不到位、挡板卡死的情况，或因推杆易发生机械故障，造成不稳定、失去信号，也会引起取样机不工作。对各类不影响安全运行的故障状态，做更加细致的预想、预防，以便予以纠正，提高设备的可靠性。

1.5 取样机切换罐位不及时

小车或挡板在移动过程中，目标炉号处于动态时，取样机切换罐位要视合理性相应切换，还应避免取样机在转罐过程中子样落入罐外。

2 设计方案

通过系统的分析，改进改造设计方案必须有针对性地克服前述不利因素，细化取样对象，满足多样化流程和采制化规范管理的要求，并适应单侧进仓运行流程为主，兼顾双侧进仓（双炉）运行流程，使入炉煤取样机根据进煤的炉号对应罐号精准完成取样。

（1）煤控室4#程控柜PLC 增加8 个输出点（DO）及8 组继电器触点，增加DO 模块。

（2）煤控PLC 与入炉煤采样PLC 的协议不同，无法直接建立通信，采用带屏蔽层的多芯通信电缆为PLC 之间提供通信通道。敷设一根由煤控PLC 柜至入炉煤采样控制箱的控制通信电缆（长度200 m 以内）硬接线，用于传送A、B 侧运行的炉位信号。

（3）入炉煤取样PLC 增加8 个输入空点（DI），用于获得4台炉的A、B 侧进仓仓位信号。入炉煤取样控制箱PLC 增加DI模块，其电路板重新布置、安装。

（4）收集样罐由原来6 个改为4 个，罐的容量适当加大，机械装置相应修改。

（5）目标收集样罐的位置号，通过读入相应接近限位开关的开关动作来计数确定。样罐的转速不变，增加接近限位开关3组，并作罐号故障判别，以保证样罐的定位号准确无误。

（6）校核单罐煤样应能满足单日单台炉最大采样煤量的需要，并有足够的裕量（超过30%）。当运行中超过定值取样数量时，停止释放子样给该样罐。

（7）炉位号（进仓位置）根据流程和进仓状态确定，输煤监控系统中采集、处理、输出的该组信号状态，入炉煤采样机PLC 读取后，应在入炉煤采样控制箱触摸屏工控机上模拟画面中显示。

3 炉位信号的逻辑

（1）1#炉-A 侧：C5A 皮带瞬时煤量·C5A 采样启动·A 小车加仓·1#至4#仓位。

1.4.2 炎症因子 采用罗氏e_601化学发光免疫分析仪检测患者炎症因子白介素‐6（IL‐6）、白介素‐10（IL‐10）、CRP、高迁移率族蛋白 B1（HMGB1）水平。

（2）1#炉-B 侧：C5B 皮带瞬时煤量·C5B 采样启动·B 小车加仓·1#至4#仓位。

（3）2#炉-A 侧：C5A 皮带瞬时煤量·C5A 采样启动·A 小车加仓·5#至8#仓位。

（4）2#炉-B 侧：C5B 皮带瞬时煤量·C5B 采样启动·B 小车加仓·5#至8#仓位。

（5）3#炉-A 侧：C5A 皮带瞬时煤量·C5A 采样启动·A 小车旁路·C 小车加仓·9#至12#仓位。

（6）3#炉-B 侧：C5B 皮带瞬时煤量·C5B 采样启动·A 小车旁路·C 小车加仓·9#至12#仓位。

（7）4#炉-A 侧：（C5A 皮带瞬时煤量·C5A 采样启动·A 小车旁路·C 小车加仓·13#至15#仓位）+（C5A 皮带瞬时煤量·C5A采样启动·A 小车旁路·C 小车旁路）。

（8）4#炉-B 侧：（C5B 皮带瞬时煤量·C5B 采样启动·B 小车旁路·D 小车加仓·13#至15#仓位）+（C5B 皮带瞬时煤量·C5B采样启动·B 小车旁路·D 小车旁路）。

4 实现按炉号分炉取样

（1）增加入炉煤煤仓层仓位PLC 远程站。

（2）网络结构（图1）。

图1 网络结构

（3）系统连接。

（4）入炉煤程序分两部分：一是煤控上位机部分，负责发送炉位等信号；一是采样装置部分，负责启动、停止（定位）采样等流程。

煤控上位机：程序负责发送炉位信号，该信号主要依据现场小车位置来确定。但在实际生产中存在空开皮带等较特殊情况，程序最终要满足以下条件：采样装置启动、C5A/C5B 皮带有瞬时煤量（该煤量必须＞100 t/h）以及小车相应加仓/旁路信号。

取样间采样装置：程序主要修改定罐号和采样部分。收到煤控发来的炉位信号进行相应的转罐和采样，不论如何采样，只有1 个罐在用，识别当前炉位信号的对应罐即可。针对样罐的位置随进仓的位置频繁的切换，当采样时间、样罐的变动时间与分炉进仓动作时间冲突时，优先服从采样动作，在采样动作结束后，再转动样罐到相应的位置。对应炉号进仓时间＜188 s 时，不取样，跨过限制时间后取样。

5 结束语

前述入炉煤取样改分炉取样改造方案切实可行，在短时间内实现了分炉精准取样，并已投入正常运行。既节约了设备投资，还避免了施工给电厂燃料进仓带来的运行风险。