入爐煤采樣機雨季應(yīng)急使用改造

史波，馬寧

（華潤電力徐州項目公司,江蘇 徐州 221000）

入爐煤采樣機雨季應(yīng)急使用改造

史波，馬寧

（華潤電力徐州項目公司,江蘇 徐州 221000）

華潤電力徐州項目公司通過對入爐煤采樣機的簡單改造，解決了多雨季節(jié)加倉過程中入爐煤質(zhì)受雨水影響造成的堵煤停運問題，提高了爐煤采樣機的抗?jié)衩旱母蓴_能力，確保了爐煤取樣的代表性,提高了人工取入爐煤樣工作時的安全。

入爐煤采樣機；雨水影響；改造；入爐煤樣代表性；人員安全

1 輸煤加倉系統(tǒng)概述及爐煤采樣機系統(tǒng)介紹

華潤徐州項目公司共有四臺320MW發(fā)電機組，滿負(fù)荷發(fā)電時日耗煤約為12000噸，輸煤加倉系統(tǒng)設(shè)計為二路輸煤皮帶，一備一用，每條皮帶最大加倉量為1000噸/小時。四個條形煤場露天布置，存煤受天氣影響大，特別是雨季易造成燃煤流動性變差。燃煤供應(yīng)礦點多達30余個，復(fù)雜的煤源，較高的耗煤量，再加上雨水季節(jié)對煤質(zhì)的影響，造成了入爐煤采樣機在雨水較多的天氣情況下使用時問題頻發(fā)。我司入爐煤采樣裝置由徐州賽摩拉姆齊公司設(shè)計安裝的兩套SCSU型刮板式采樣機，分別位于＃51皮帶及＃52皮帶配重西側(cè)，可滿足1000t/H的皮帶出力的采樣要求。

圖1 刮板式入爐煤采樣機工作原理圖

入爐煤采樣設(shè)備在工作時，初級采樣機從輸煤皮帶上采集入爐煤樣品至給料機，給料機再勻速的將采集的煤樣送到破碎機破碎，縮分器將破碎機破碎后的入爐煤樣品，縮分一部分制成化驗樣品收集到收集罐中得到想要的化驗樣品，斗提機將剩余的煤返回到輸煤皮帶上。全過程由PLC預(yù)先設(shè)計的程序控制自動完成。

2 入爐煤采樣機改造動機、目地

當(dāng)前隨著燃料管理工作越來越規(guī)范，入爐煤采樣設(shè)備是電廠發(fā)電煤耗正平衡計算的重要生產(chǎn)設(shè)備。入爐煤質(zhì)的優(yōu)劣取決于入爐煤煤樣是否具有代表性，而入爐煤采樣環(huán)節(jié)的準(zhǔn)確性對最終的化驗分析結(jié)果占了80%比重，所以它的正常投入率和煤樣代表性關(guān)系到電廠重要指標(biāo)的計算。我司入爐煤采樣機在實際生產(chǎn)中，可以較好的完成入爐煤的采樣工作，煤樣具有一定代表性，但影響最大的是在夏季多雨季節(jié)，煤場燃煤受雨水影響，極易造成采樣機堵煤，特別是粉煤受雨后，影響更大。后期雖經(jīng)對重點堵煤位置破碎機、篩分孔等處進行改造，減少了爐煤采樣設(shè)備的堵煤頻率，但仍影響到入爐煤采樣機的

投入率，影響到正常的加倉運行工作。在7、8、9三個多雨的月份中，運行中多次因入爐煤采樣設(shè)備的堵煤造成帶載停運，加倉任務(wù)緊急而最終選擇臨時人工采樣方式。而人工采樣普遍存在著人工采樣操作風(fēng)險大，人為干擾大，入爐煤樣難具有代表性。所以目標(biāo)是在現(xiàn)有設(shè)備條件下，在多雨季節(jié)，特別是在加倉任務(wù)緊急時，盡可能的減少入爐煤采樣機頻繁堵煤的影響，從而減少對輸煤系統(tǒng)加倉運行的影響，又能保證所取的入爐煤樣具有一定代表性。

3 具體實施

3.1 思路與方法

通過對具有代表性的8月份雨季入爐煤采樣崗位記錄的異常停運情況，列出了當(dāng)月爐煤采樣設(shè)備因故障、堵煤的停運頻次，如表1所列。

表1 #41、#42入爐煤采樣機停運統(tǒng)計

兩臺爐煤采樣設(shè)備于8月份總計因故障、堵煤原因停運共計59次，平均每臺爐煤采樣設(shè)備當(dāng)月停運處置約30次，其中因堵煤原因造成的停運次數(shù)約占90%。從表1的統(tǒng)計中可以看出，全月出現(xiàn)59次的異常停運，而位于輸煤皮帶上方的采樣頭當(dāng)月運行一直良好，沒有發(fā)生故障，也沒有受到煤質(zhì)影響，只是受到爐煤采樣設(shè)備本身邏輯保護需要，當(dāng)采樣設(shè)備某處出現(xiàn)故障或堵煤時，采樣頭出現(xiàn)保護性停運。既然采樣頭位于設(shè)備的最頂端的位置，而且它的投入又是完成了入爐煤樣全斷面取樣的關(guān)健環(huán)節(jié)，采樣頭在實際工作中故障率較低，特別是對煤質(zhì)流動性又不敏感。完全可以克服在雨水對煤質(zhì)影響較大時，因加倉急需，擔(dān)負(fù)起取得入爐煤應(yīng)急全斷面煤樣的任務(wù)。我們首先選取#41入爐煤采樣機進行改造試驗，將#41采樣頭至給料機的落煤筒上半部，選取合適位置增加一臺電動三通擋板，建造一旁路，將原采樣頭至給料機原有的一路通行方式，完成了采樣頭至給料機和采樣頭至旁路的兩種運行方式（見圖2）。

圖2 刮板式入爐煤采樣機增設(shè)旁路三通擋板示意圖

正常情況下入爐煤采樣設(shè)備按照原有工作流程，自動完成爐煤采樣工作，只有當(dāng)具備啟用應(yīng)急采取入爐煤樣條件時，只需將采樣頭下部三通擋板切換至旁路位置，并將采樣機的聯(lián)鎖轉(zhuǎn)換開關(guān)打至手動位置，每手動按壓一次采樣按鈕即完成一次輸煤皮帶的全斷面采樣，所取煤樣即從旁路出料口落入煤樣筒內(nèi)（見圖3）。

圖3 初采機直采煤樣出料口

3.2 控制系統(tǒng)設(shè)計

（1）主回路設(shè)計如圖4所示，在原控制柜三相動力電源上增加一只電動機斷路器、2只做正反轉(zhuǎn)用的接觸器，接觸器下端口出線接至新增設(shè)的三通擋板電機。

（2）控制回路設(shè)計如圖5。

圖4 三通擋板主回路圖

三通擋板的控制邏輯全部封裝在PLC內(nèi)部，其主令元件全部接至PLC的輸入點，執(zhí)行元件全部接至PLC的輸出點。當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān) 2SA 切換至旁路時，PLC輸出點%Q0.4.2輸出，2 KM2接觸器 線圈得電，控制擋板電機往旁路方向運轉(zhuǎn)，當(dāng)擋板完全打到旁路位置時，旁路位限位開關(guān) 2SQ2 動作，在程序內(nèi)部斷開PLC輸出點%Q0.4.2，2KM2 線圈失電，三通擋板電機停止，完成旁路位置的切換過程。當(dāng)2SA 轉(zhuǎn)換開關(guān)切換至制樣位時，PLC輸出點%Q0.4.1輸出,2KM1 接觸器線圈得電，三通擋板電機往制樣位方向運轉(zhuǎn)，當(dāng)擋板完全打回制樣位置時，制樣位限位開關(guān) 2SQ1動作，在程序內(nèi)部斷開PLC輸出點%Q0.4.1，2KM1 線圈失電，三通擋板電機停止，完成制樣位置的切換過程。以上操作均在采樣機處于“手動”操作位置時進行的操作。若此時操作三通擋板至旁路位后，如要進行采樣，需要采樣員手動啟動采樣頭進行采樣，采樣頭的采樣間隔由采樣員根據(jù)采樣規(guī)定靈活掌握。因為三通擋板旁路運行時，破碎機、縮分器等均不參與系統(tǒng)運行，為防止落煤管堵煤故障以及樣量過大的現(xiàn)象發(fā)生，可以采用此種采樣方式。當(dāng)采樣機處于“自動”操作位置時，將圖6中的轉(zhuǎn)換開關(guān)SA2打至閉合位置時，通過PLC內(nèi)部程序的邏輯運算，三通擋板被切換至旁路位置運行。此時的采樣頭按照正常工作時的方式運行，無需人為手動干預(yù)，所采煤樣比較具有代表性。（3）為防止三通擋板在切換時發(fā)生堵轉(zhuǎn)等故障，在三通擋板電機運行時，PLC內(nèi)部計時器將監(jiān)測三通擋板電機運行時間，如果在計時器設(shè)定時間結(jié)束前未到達切換位置，將會停止三通擋板的切換旁路系統(tǒng)的工作，并輸出報警，停止系統(tǒng)運行。采樣機旁路三通的電氣設(shè)計較為靈活簡捷，沒有增加太多的線路，邏輯均封裝在PLC內(nèi)部，降低了故障率的發(fā)生，方便了采樣人員的操作，也方便了檢修人員的維護。

3.3 應(yīng)急情況下入爐煤樣的代表性驗證

通過以上改造，在我廠的實際應(yīng)用中確實取得了較好效果，但是按照正常取樣過程中所取的入爐煤樣，與應(yīng)急情況下所取煤樣差別是否過大，應(yīng)急情況下取得的煤樣能否具有代表性，還是需要試驗數(shù)據(jù)比對來驗證。由于應(yīng)急方式下的爐煤樣與爐煤正常方式下的煤樣取得，在運行方式上有沖突，所以無法直接相互參照，最終選擇直通試驗方式來完成廠爐煤樣的煤質(zhì)數(shù)據(jù)比對。我廠共進行五次直通試驗來進行廠爐煤數(shù)據(jù)比對，每次直通試驗均選擇一列同礦點煤種，分別對入廠煤樣、爐煤應(yīng)急情況下的煤樣和人工取爐煤樣單獨制樣進行比對，結(jié)果如表2所示。

圖5 三通控制回路圖

表2 直通試驗結(jié)果匯總

從表2可以看出，廠煤化驗值與爐煤應(yīng)急取樣化驗值，以廠煤化驗值為基準(zhǔn)，最大誤差為-68大卡，最小誤差+16大卡，應(yīng)急狀態(tài)下的爐煤取樣明顯優(yōu)于人工取樣精度。如果扣除制樣，化驗環(huán)節(jié)中的誤差，應(yīng)急情況下的爐煤樣還是具有一定的代表性的，應(yīng)當(dāng)完全可以滿足入爐煤作為正平衡計算需要的。通過此次對爐煤設(shè)備的改造認(rèn)為：（1）解決了在雨季特殊時期急需加倉的時間段內(nèi)的入爐煤煤樣的準(zhǔn)確性和代表性，煤樣仍為全斷面煤樣。（2）杜絕了人工取入爐煤樣的操作風(fēng)險，盡最大可能的降低了人工采樣誤差。（3）減輕了采樣人員的工作量和人工采樣對現(xiàn)場衛(wèi)生的影響。（4）不因爐煤采樣機個別設(shè)備的停運影響生產(chǎn)工作。

不足：（1）在切至旁路直接取樣時，初采機的操作必須人工點動操作，暫時沒實現(xiàn)自動操作。（2）應(yīng)急采樣時人員無法離開操作柜前，了解設(shè)備工況，處理堵煤等工作。（3）由于直接通過采樣頭進行全斷面采樣，所得煤樣量大。（4）后期需人工制樣、破碎工作量較大。

4 結(jié)語

雖然華潤電力徐州項目公司對入爐煤采樣機進行的改造對于入爐煤計質(zhì)工作的準(zhǔn)確性有較大的改善，但是非正常情況下的使用只限于特殊天氣和煤質(zhì)異常而又加倉任務(wù)緊迫下使用，正常情況下確保爐煤采樣機的正常運行應(yīng)放在首位。

[1]高原.入爐煤采樣機系統(tǒng)設(shè)備的改進[J].大唐國際張家口發(fā)電廠,華北電力技術(shù).

TM621

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1671-0711（2017）05（上）-0161-03