除灰EPC總承包工程電氣設(shè)計

曹惠榮

（福建龍凈環(huán)保股份有限公司，福建 龍巖 364000）

1 工程概況

靖遠(yuǎn)第二發(fā)電有限公司位于甘肅省東北方向的白銀市平川區(qū)境內(nèi)，距離蘭州市東北方向約132 km，西南距離靖遠(yuǎn)縣26 km。廠址東側(cè)及北側(cè)為旱平川工礦區(qū)城市規(guī)劃的建筑街坊，南側(cè)為蘭寧公路，西側(cè)為響泉沙河，北側(cè)為起伏的丘陵。靖遠(yuǎn)電廠一期4×200 MW燃煤機組屬于國電靖遠(yuǎn)發(fā)電有限公司，靖遠(yuǎn)電廠二期、三期工程共裝設(shè)4×330 MW燃煤機組，屬于靖遠(yuǎn)第二發(fā)電有限公司。二期工程（5#、6#機組）于1997年建成投運，三期工程（#7、#8機組）于2006年建成并投運。本次改造范圍為電廠二期（5#、6#機組）工程2×330 MW的除灰系統(tǒng)及其相關(guān)設(shè)施，拆除原水力除灰系統(tǒng)，新增正壓氣力輸送系統(tǒng)。

2 工程設(shè)計的要求

本期工程將原有5#、6#機組水力除灰系統(tǒng)改造為正壓氣力輸送系統(tǒng)，將除塵器和省煤器飛灰輸送至灰?guī)靸Υ妫旨?xì)灰分儲，2臺爐配一套出力為60 t/h的分選系統(tǒng)。灰?guī)煸O(shè)置干灰散裝機和制漿機。干灰通過散裝機卸入罐車外運綜合利用，多余干灰可通過制漿機制成灰水比1:2的灰漿，通過柱塞泵排至灰場。灰?guī)煸O(shè)置在濃縮區(qū)，灰?guī)炜側(cè)萘看笥诘扔? 300 m3。撈渣機溢流水，本期改造過程中采用自然蒸發(fā)方式；冷卻水采用自循環(huán)方式，不再向灰漿池排水。排入灰漿池化學(xué)廢水及脫硫廢水新增耐腐蝕排水泵排至濃縮池，通過中和后，由柱塞泵（1臺柱塞泵改造為變頻調(diào)速）排至廠外。

除灰系統(tǒng)采用正壓濃相輸灰系統(tǒng)。每臺爐為一個獨立的除灰單元，設(shè)1套氣力輸送系統(tǒng)，每套系統(tǒng)出力為80 t/h。對于設(shè)計煤種，留有約57%的裕量；對于校核煤種，留有50%的裕量。輸送空壓機、灰斗氣化風(fēng)系統(tǒng)及灰?guī)欤?臺鍋爐設(shè)置。

除塵器和省煤器每個灰斗下設(shè)置一臺倉泵，將收集的灰經(jīng)由進料閥進入倉泵，由壓縮空氣通過管道將灰輸送至灰?guī)靸Υ妗；規(guī)熘懈苫铱赏ㄟ^干灰散裝機直接裝入飛灰罐車。2臺爐共設(shè)2座Ф12 m鋼筋混泥土灰?guī)欤總€1 100 m3）、2座脫水倉改造灰?guī)欤總€550 m3）、2座原灰?guī)欤規(guī)炜側(cè)萘繛? 300 m3。此外，還有1座粗灰?guī)旌?座細(xì)灰?guī)臁?臺爐設(shè)一套出力為60 t/h的分選系統(tǒng)。同時，在一、二電場除塵器下，倉泵出口的灰管道上設(shè)飛灰取樣裝置。

每臺爐設(shè)3根灰管，電除塵一電場、省煤器分A/B兩側(cè)各設(shè)1根粗灰管（共2根粗灰管）（備用1根粗灰管），二、三、四電場設(shè)1根細(xì)灰管。當(dāng)一電場故障停運時，二電場A/B兩側(cè)可分別切換至一電場兩根灰管運行。粗、細(xì)灰管經(jīng)管道切換閥，能進入任何一座灰?guī)臁７诌x系統(tǒng)正常運行時，除塵器及省煤器灰斗的灰輸送至原灰?guī)熨A存并進行分選；在分選系統(tǒng)不運行時，來自電除塵一電場飛灰可進入原灰?guī)旌痛只規(guī)欤龎m器細(xì)灰輸送至細(xì)灰?guī)靸Υ妗?座灰?guī)炜少A存2臺爐設(shè)計煤種BMCR時，約24.3小時（校核煤種時約23.3小時）的灰量。每座灰?guī)斓牡撞吭O(shè)有3個卸灰口；1個原灰?guī)煜略O(shè)2臺制漿系統(tǒng)和1臺干灰散裝機。另一個原灰?guī)煜拢O(shè)1臺干灰散裝機和1個分選系統(tǒng)接口，并預(yù)留1個干灰卸料口。粗灰?guī)煜略O(shè)2臺干灰散裝機。細(xì)灰?guī)煜略O(shè)2臺干灰散裝機，預(yù)留1個干灰卸料口。為防止污染，干灰散裝機處設(shè)置負(fù)壓吸塵。

2臺爐輸灰用氣空壓機及后處理設(shè)備布置在灰渣泵房內(nèi)，設(shè)有5臺48 m3/min、0.7 MPa的螺桿空壓機以母管相連，4臺運行1備用；5臺48 Nm3/min的微熱干燥機以母管相連，4臺運行，1臺備用，為飛灰輸送提供壓縮空氣。輸灰用氣空壓機及后處理設(shè)備的出力由承包方進行復(fù)核，應(yīng)不低于技術(shù)規(guī)范要求。

為保證電除塵器灰斗和灰?guī)靸?nèi)灰的流動性，保證卸灰的通暢和均勻，目前三、四電場已配3臺除塵器灰斗氣化風(fēng)機，2臺運行，1臺備用。將原有3臺灰斗氣化風(fēng)機增容改造，以滿足兩臺爐4個電場所有灰斗氣化風(fēng)量的要求，同時每爐各增設(shè)1臺電加熱器，灰斗氣化風(fēng)機及電加熱器均布置于灰渣泵房零米。3座灰?guī)煸O(shè)3臺灰?guī)鞖饣L(fēng)機，2臺運行，1臺備用。灰?guī)鞖饣L(fēng)機布置于回水泵房內(nèi)。氣化風(fēng)經(jīng)電加熱器加熱至150 ℃，進入氣化板和氣化槽，并在4座灰?guī)祉敳吭O(shè)4臺布袋除塵器。同時，增設(shè)2臺12 Nm3/min、0.7 MPa的螺桿空壓機，2臺12 Nm3/min、0.7 MPa的干燥器，均為1臺運行，1臺備用。

灰?guī)煜虏?.8 m層設(shè)裝車操作室，操作室內(nèi)設(shè)操作臺，并在零米設(shè)有汽車通道。

原灰?guī)煜赂髟O(shè)1套設(shè)制漿設(shè)備。制漿設(shè)備設(shè)2臺Q=160 m3/h、P=0.65 MPa、N=55 kW 的 380 V 制漿水泵，1臺運行，1臺備用。制漿設(shè)備布置在濃縮池下，將粗灰加水混合成為灰水比約為1:2的灰漿排入回水池。經(jīng)攪拌機攪拌混合后，用喂料泵輸送至柱塞泵，再由柱塞泵通過灰漿管道輸送至廠外的膠泥淌灰場。柱塞泵及以后的灰漿輸送可利用原有漿液管道輸送至膠泥淌灰場。脫硫廢水、化學(xué)廢水新增2臺Q=60 m3/h的耐腐蝕泵，從灰漿水池將脫硫廢水和化學(xué)廢水輸送至濃縮池作為制漿水源。

為了開拓干灰綜合利用的市場，提高粉煤灰綜合利用率，滿足不同用戶對粉煤灰品質(zhì)的要求，灰?guī)煸O(shè)一套出力60 t/h的粉煤灰分選系統(tǒng)，采用閉路循環(huán)分選形式。其中，一座原灰?guī)鞄斓自O(shè)一臺分選系統(tǒng)的氣灰混合器，粗灰?guī)祉斣O(shè)一臺分選機，細(xì)灰?guī)祉斣O(shè)一臺旋風(fēng)收塵器。在細(xì)灰?guī)焱饬忝自O(shè)一臺高壓離心風(fēng)機。系統(tǒng)為可連續(xù)運行，也可定期運行。

刮板撈渣機排渣，經(jīng)自卸汽車運送至一期灰場，撈渣機冷卻水溢流至灰漿池用作水力除灰。冷渣和排渣過程水的汽化損失和濕渣帶走的水量，通過自動補水維持正常水位，補水的同時可用作撈渣機緊急補水口補水。撈渣機驅(qū)動鏈條沖洗水用另一路水。為了實現(xiàn)水位平衡，需要增加高、低液位計，連續(xù)料位計及溫度計，在水位下降時自動啟動緊急補水。恢復(fù)原有水位時，需自動停止補水，以維持水位平衡。每臺爐設(shè)2臺立式排污泵，布置在鍋爐房零米的排污水池，流量為30 m3/h，壓力為0.2 MPa，1臺運行，1臺備用，且定期將排污水打回?fù)圃鼨C[1]。

改造后，除灰系統(tǒng)圖如圖1所示。

3 設(shè)計與選型

根據(jù)上述工程的要求，控制對象有：5號爐、6號爐共72個倉泵電動閥門；電加熱器4臺；氣化風(fēng)機6臺；出口閥4臺；螺桿式空壓機7臺；微熱再生吸附式干燥機7臺；立式排污泵4臺；脫硫、化學(xué)廢水泵2臺；制漿水泵2臺；灰水混合器2臺；攪拌機2臺，喂料泵2臺；布袋除塵器4臺；高壓離心風(fēng)機1臺；變頻調(diào)速給料機1臺；干灰散裝機6臺；加濕攪拌機2臺；庫頂切換閥18臺。根據(jù)工藝要求列出要控制的對象IO點數(shù)，共有開關(guān)量輸入DI 672個點控制點，輸出DO 484個控制點，模擬量輸入AI 112個控制點，模擬量輸入AO 8個控制點。根據(jù)控制點數(shù)，選擇施耐德QUANTUM PLC[2]。

圖1 除灰系統(tǒng)

4 控制系統(tǒng)的硬件與網(wǎng)絡(luò)選擇

硬件。人機界面PC采用研華IPC 610工控機和21寸工業(yè)級液晶顯示器，監(jiān)控軟件選用Intellution公司的IFIX3.5軟件；主站選用Modicon QUANTUM的熱備冗余PLC，CPU型號為140CPU67160，相應(yīng)的編程軟件為Unity Pro 2.3；5#爐飛灰輸送控制系統(tǒng)、6#爐飛灰輸送控制系統(tǒng)、灰?guī)炜刂葡到y(tǒng)、氣源控制系統(tǒng)應(yīng)采用遠(yuǎn)程RIO，使整個氣力輸灰控制系統(tǒng)分散控制、集中管理，加強了控制系統(tǒng)的安全性和可靠性。

網(wǎng)絡(luò)。主站與遠(yuǎn)程RIO分站均采用雙纜冗余結(jié)構(gòu)通信。PLC與PC之間通過冗余以太網(wǎng)進行通信，每臺PC配置2塊以太網(wǎng)網(wǎng)卡，配置2臺赫斯曼RS2-5TX/FX交換機，從而實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的冗余。一旦A網(wǎng)故障，B網(wǎng)可以零時間實現(xiàn)切換，提高了整個系統(tǒng)的可靠性[3]。

網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D，如圖2所示。

圖2 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/p>

5 結(jié) 論

在靖遠(yuǎn)第二發(fā)電有限公司EPC改造項目中，電氣設(shè)計至關(guān)重要。EPC改造項目的特點是項目大、控制內(nèi)容多、時間緊等，故設(shè)計人員要有一定的經(jīng)驗，選型要準(zhǔn)確，控制要符合工藝。事實證明，此項目電氣設(shè)計采用雙機熱備、網(wǎng)絡(luò)冗余的控制系統(tǒng)更加安全、穩(wěn)定、可靠，操作更簡單，且控制靈活、維護少，大大減少了電廠運行人員的工作量，且各階段運行參數(shù)在上位機上方便修改，保證了系統(tǒng)穩(wěn)定、良好、安全地運行。

[1] 原永濤，蔣學(xué)典.火力發(fā)電廠氣力除灰技術(shù)及其應(yīng)用[M].北京：電力工業(yè)出版社，2002.

[2] 魏瀟韓.電氣設(shè)備自動控制系統(tǒng)中PLC控制系統(tǒng)的運用分析[J].山東工業(yè)技術(shù)，2015，（17）：138.

[3] 郭宗仁.可編程序控制器及其通訊網(wǎng)絡(luò)技術(shù)[M].北京：人民郵電出版社，1999.