JGC-30型稱重給煤機在混噴輸煤系統中的應用

李阿楠（天津天鐵冶金集團動力廠，河北涉縣 056404）

JGC-30型稱重給煤機在混噴輸煤系統中的應用

李阿楠（天津天鐵冶金集團動力廠，河北涉縣 056404）

天鐵動力廠在高爐送煤粉混噴改造工程中，輸煤系統新裝3臺JGC－30型稱重給煤機，結合其實際應用情況，介紹了稱重給煤機的工作原理及控制系統。闡述了如何通過變頻器及PLC精確控制皮帶輸送恒質給料，從而達到最佳配比實現節能環保，提高經濟效益。

混噴 控制系統 稱重 給煤機 變頻器 傳感器

1 前言

天鐵動力廠承擔著為煉鐵高爐送粉的主要任務，但隨著生產工藝要求的不斷提高，送粉量的不斷增加和降低生產成本等要求，原給煤系統過于陳舊，只能用一種燃煤原料進行噴吹，由于無配比作用，不能對煤料進行合理的分配和利用，耗煤量比較大，生產成本高，且整個設備占地面積大，空間利用率低，嚴密性較差，漏煤量大，易撒煤，既污染環境、浪費能源，又無形中增加了運行人員的勞動量。

為了更好地滿足生產工藝、降低成本和節能環保的要求，在混噴改造工程中特在輸煤系統中新裝3臺JGC-30型電子稱重給煤機，能夠均勻、連續、定量地將燃煤輸送到磨煤機中，并在給煤運行過程中對燃煤進行精確計量。在此過程中，通過人工設定值燃燒控制系統的反饋信息調節給煤率，自動調節皮帶的運行速度，使輸入鍋爐的燃煤熱值與鍋爐自身所需要的熱值相匹配，實現了白煤和煙煤的合理配比。在很大程度上既提高了燃煤利用率，降低了生產成本，又減輕了操作工人的負擔，同時又引進了大量的自動控制技術。

2 給煤系統的工藝簡介

燃煤由原煤斗經過進煤口進入3臺給煤機，分別由3臺給煤機內部的傳送皮帶將燃煤輸送到卸料端，落入出煤口，進入落煤斗，最終到皮帶，再由101#皮帶、102#皮帶、103#皮帶最終輸送到磨煤機，其中1#和3#給煤機主要負責輸送白煤，2#給煤機負責輸送煙煤。給煤機內部的傳送皮帶下安裝有稱重托輥、稱重杠桿和稱重傳感器裝置，當燃煤在輸送過程中產生重力作用時，會使稱重傳感器產生一個正比于皮帶載荷的電壓信號并入積算器，同時給煤機裝有的測速裝置可將輸送帶的速度轉變成電脈沖信號，通過對重量電信號和速度電信號進行放大及A/D轉換成數字信號，再將兩種數字相乘，對時間進行積分，從而得到瞬時流量值和累計重量值，還可將結果以0～20 mA或4～20 mA的電源信號輸出。

在實際測出給煤率的同時，將此信號與預先設定的給煤率信號或來自鍋爐燃燒控制系統要求的給煤率信號相比較。當實測給煤率比設定值偏小時，通過變頻提高主電動機的轉速即改變給煤機的帶速，從而加大給煤機的給煤率，使給料機的實際給煤率與要求的給煤率相同；當實測給煤率比設定值偏小時，則通過變頻降低主電動機的轉速來改變給煤機的帶速，從而減小給煤機的給煤率，以滿足鍋爐燃燒的需要。圖1為該控制系統工藝圖。其中3臺給煤機的工藝相同，僅以1臺為例。

3 控制系統的控制原理及組成

3.1 控制原理

稱重給煤機控制系統的原理是將測得的皮帶單位長度的燃煤重量m（kg/m）和皮帶的運行速度v(m/s)兩個數值相乘得到實際的給煤率，再將此乘積值對時間t（s）進行積分,進而得到以噸為單位的實際給煤總重量。控制系統在此過程中起著非常至關重要的作用，其連續不斷地對實際的給煤率與DCS的預設值進行比較，并將比較后的結果送入PID進行運算,并根據偏離大小輸出相應的信號值，通過變頻器改變電動機轉速的快慢以改變給煤量，使之與設定值一致，以達到最佳的給煤率。給煤機稱重原理見圖2。

3.2 控制系統的組成

為保證可靠地實現工藝要求，并盡可能節省資金和安裝空間，本控制系統采用的硬件部分包括EV1000-4T0022G型艾默生變頻器配合西門子S7-400系列PLC作PID閉環控制，還包括給煤機測速機構、給煤機控制器、壓力傳感器及各種執行機構。EV1000-4T0022G變頻器型號見表1。

變頻器作為變頻調速驅動裝置有很廣泛的應用領域，操作面板和通訊模塊無任何工具，更換方便。變頻器根據接收到的給煤機控制器的4～20 mA速度給定信號相應調節電動機的運行速度，從而調節給煤率。同時，還能發出工作/故障信號給PLC。本系統采用西門子S7-400系列PLC，其程序根據輸入的控制信號相應傳輸給控制器、變頻器、繼電器等。

表1 EV1000變頻器型號

3.3 調速指令信號輸入與測速反饋信號輸出

變頻器的控制信號為0～10 VDC電壓信號或0～20 mA電流信號。為了更好地將30～1 500 Hz/10 VDC脈沖信號轉換為0～10 V的模擬信號，特在本系統加裝了信號轉換裝置，此裝置能將轉換后的信號作為調速指令輸入變頻器從而調節電動機轉速。同時，本系統內部的轉換電路將壓力傳感器采集到的實際重量信號經過轉換送至微機控制器進行PID（比例積分）形成閉環控制，從而調節速度，使電動機轉速穩定在給定值。

4 系統的工作方式

4.1 就地運行方式

給煤機控制系統流程見圖3。

主控室發出給煤機啟動信號，確定控制柜急停按鈕沒有按下，且無保護停機信號，此時程序將啟動給煤機運行，然后經過判斷決定進入就地運行方式或是遠程控制。

4.2 遠程控制方式

遠程控制是給煤機控制系統的主要工作方式，在該工作方式下，給煤機接受來自主控室的啟動停止信號和請求給煤率信號并實現煤量控制，即當操作人員選擇遠程控制方式時，給煤機將按要求的給煤率實現恒流量控制。

4.3 停止方式

當需要停機時，主控室發出給煤機停止信號，逐漸停下皮帶，給煤率逐漸降低為零，最后停清掃鏈，進入停機狀態。

5 系統功能及故障解決

本系統具有堵煤報警功能、漏煤報警功能及皮帶跑偏報警功能。例如當系統發出堵煤或皮帶跑偏報警時，變頻器顯示屏上就會顯示出故障代碼E014，經查閱EV1000變頻器使用手冊，電動機有過載現象發生，原因為電動機過載保護系數設置不正確、電動機堵轉或負載突變過大。經研究對策，重新調整電動機過載保護參數并調整負載后，給煤機正常運行。當出現輸出側缺相時，變頻器顯示屏顯示故障代碼E009，檢查變頻器與電動機之間的接線情況后，發現有斷線情況，經妥善處理后，恢復正常。

6 結束語

稱重給煤機自混噴投產運行以來，一直處于穩定運行狀態，給煤能力達到12～120 t/h，計量精度達到± 0.5%，控制精度達到±1%。該系統很好地適應了設定值變化范圍大的情況，并且當皮帶秤上物料忽然變化很大時，依然能確保很精確地控制和計量精度，也使得整個輸煤系統的可靠性能和自動控制水平都有了一定的提高，減輕了操作和檢修人員的勞動強度。同時，變頻調速與原有的調速設備相比約節電40%，該系統一年內就節省燃煤能源達4 000萬元，經濟效益相當可觀，滿足了特殊的環境和生產工藝要求，真正實現了節能環保。

Application of JGC-30 Weighing Coal Feeder to Conveying System of Coal Mixed Injection

Li Anan

Three new JGC-30 weighing coal feeder were installed in coal conveying system during BF coal mixed injection modification at Tiantie Power Plant.The paper explains the working principle and control system of coal feeder in combination with practice and expounds how to precisely control the belt to supply coal in constant flow with frequency converter and PLC,so as to achieve optimal distribution ratio, save energy,and protect the environment and increase economic benefit.

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（收稿 2011-03-09責編崔建華）

李阿楠，2005年7月畢業于鞍山科技大學自動化專業，現從事電氣控制技術管理工作。