1 概述
1.1 入炉煤分炉计量的方法和手段燃煤发电是国民经济的基础,对燃煤的计量需求,无论从成本核算、经营管理,还是节约能源方面,都具有十分深远的意义。发电厂对燃煤的计量工作从整个生产过程来说,大约可分为三个方面:(1)入场煤的计量:由陆路运输,可用轨道衡,汽车衡及皮带秤进行计量,由水路运输,经皮带输送机上的皮带秤计量后直接进入煤场或生产过程。(2)生产过程中间环节输煤线上对煤的计量。(3)对炉前煤计量即入炉煤计量:
1.2 入炉煤的计量
依据电力工业部1993年11月发行《火力发电厂按入炉煤正平衡计算发供电煤耗的方法》一文,对入炉煤的计量提出两种方案。一是利用给煤机自身附有的计量装置直接计量;二是通过总皮带上的电脑皮带秤及其检测系统分别计算各机组的燃煤量,从而达到对入炉煤单独计量的目的。秦皇岛发电有限责任公司分炉计量系统改造
采用方案二。
2 系统工作原理
动态计量的最佳首选产品是微机智能式皮带秤,在电厂生产过程中尤其如此。入炉煤分炉计量微机检测系统的核心工作有如下三个:智能式皮带秤仪表与计算机通讯的问题;犁煤器及皮带的开关量信号的获取;数学模型的建立及在计算机上的实现。
2.1 仪表数据的获取
电子皮带秤仪表采用先进的动态计量仪表,能准确的采集皮带的速度信号和称重信号,然后在内部经过微积分处理,得到精确的皮带计量数据。上位机和仪表通过串行通讯接口(RS-232/RS-485/RS-422)实时获取皮带秤的连续的煤流数据。
2.2 开关量的采集
通过PLC或者开关量输入板采集每个仓的犁煤器的抬到位信号,皮带的运行信号。
2 .3 数学模型的建立及在计算机上的实现
通过有限元分析可以将采集到的“连续的煤流”分割成有限个煤包,煤包在皮带上运行,通过现场实际测量煤包的运行时间(到达各煤仓的时间值),根据皮带速度及采样定理计算煤包的最佳数量,并对其进行定位处理,然后将根据犁煤器及皮带的状态将特定位置的煤包注入对应的煤仓,其它的煤包将按皮带速度进行流动。在计算机中的数学模型如下:
double coal_parcel(100)
A_house=coal_parcel(99)
for i=0;i++;i<20
coal_parcel(99-i) = coal_parcel(99-
i - 1 )
依次类推:coal_parcel(0)=delta_meter
通过以上处理可精确地计量出在皮带停止和犁煤器倒换时煤的去向及位置。从而能够准确地计算出各个仓的输煤量。比如:有一分炉计量系统参数如下。
皮带速度:2米/秒;流量:1000吨/小时;计算机采样速度:500毫秒;皮带长度:300米。
则:皮带转半圈时间为:300/2 =150秒,转半圈所上煤量为1000000/3600×150=41667kg。
转半圈计算机采样次数: 15 0/ 0 .5=300,所以煤包数为300个;每个煤包的重量为:41667/300=138公斤。
假如:一班上煤4小时,倒换犁煤器次数10次,则输入仓煤量的最大误差值为:(10×300/2)/(4×1000000)=0.0375%。
3 主要功能
3.1 实时检测与计量
可以随时观测皮带的累计量和流量。一天内各个班每个仓的上煤量及总量,可随时观测各个三通信号、犁煤器的抬起和放下以及皮带的运行状态。
3 . 2 数据存储、查询、打印、共享
对每一班所输煤量进行存储,并且掉电自动记忆数据,根据要求可存储几年内的数据,以供查询,打印及联网查询。通过选择年月日可进行日报月报的查询。通过选择年月日可进行日报月报的打印。各类数据都被存储为标准数据库方式,通过厂内的局域网任意一台终端机都可在权限允许的情况下进行各项数据的查询。
3 . 3 自动倒班、实时显示、操作状态
计算机可自动按规定顺序进行倒班,而无需人工在换班时设定。画面实时显示犁煤器和皮带的运行状态。系统运行后是一种无人职守的操作状态。
4 现场实施方案
下面是秦皇岛发电有限责任公司分炉计量实施方案。
4.1 PLC 安装
在4#、5#输煤程控远程通道柜各增加
1个PLC,分别安装在现场通道柜里。
4.2 4 号远程通道柜取点
从输煤程控4号远程通道柜转接14个犁煤器的落到位信号、4个三通挡板到位信号、2个13甲乙皮带运行信号,共计20个点到PLC。
4.3 5 号远程通道柜取点
从输煤程控5号远程通道柜转接24个犁煤器落到位信号,2个14甲乙皮带运行信号共计26个点到PLC。
4.4 电缆敷设
敷设从输煤程控4号远程通道柜到5号远程通道柜通讯电缆350米,敷设从输煤程控4号远程通道柜到集控室通讯电缆350米;编制分炉计量系统软件1套。
4.5 运行环境
本系统采用现场针对性一对一设计编制,运行在Windows2000环境下,界面友好,操作简单,运行稳定。本系统对皮带秤数据和三通挡板信号、皮带上的犁煤器信号进行采集处理,将皮带上的煤合理地分配到各个煤仓中,以实现电厂煤耗的正平衡计算,提高机组的工作效率。
4.6 系统运行注意事项
系统要保证常运行,严格控制专机专用。系统的计量是完全依赖远端PLC采集的犁煤器信号,要确保犁煤器信号的准确无误。有时犁煤器压不到位,则出现计量错误,一旦发现故障,要及时处理。数据库采用实时更新,更新速度快,每1次/500ms。
5 结语
通过对秦皇岛发电有限公司分炉计量系统的电缆铺设,可编程控制器安装接线,软件编制和调试,应用于原煤仓上煤量的统计,能够准确的计算每炉或每仓的年、月、日上煤量,为煤耗计算提供精确的数据。

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