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1 概述
1.1 入爐煤分爐計(jì)量的方法和手段燃煤發(fā)電是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ),對(duì)燃煤的計(jì)量需求,無(wú)論從成本核算、經(jīng)營(yíng)管理,還是節(jié)約能源方面,都具有十分深遠(yuǎn)的意義。發(fā)電廠對(duì)燃煤的計(jì)量工作從整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程來(lái)說(shuō),大約可分為三個(gè)方面:(1)入場(chǎng)煤的計(jì)量:由陸路運(yùn)輸,可用軌道衡,汽車衡及皮帶秤進(jìn)行計(jì)量,由水路運(yùn)輸,經(jīng)皮帶輸送機(jī)上的皮帶秤計(jì)量后直接進(jìn)入煤場(chǎng)或生產(chǎn)過(guò)程。(2)生產(chǎn)過(guò)程中間環(huán)節(jié)輸煤線上對(duì)煤的計(jì)量。(3)對(duì)爐前煤計(jì)量即入爐煤計(jì)量:
1.2 入爐煤的計(jì)量
依據(jù)電力工業(yè)部1993年11月發(fā)行《火力發(fā)電廠按入爐煤正平衡計(jì)算發(fā)供電煤耗的方法》一文,對(duì)入爐煤的計(jì)量提出兩種方案。一是利用給煤機(jī)自身附有的計(jì)量裝置直接計(jì)量;二是通過(guò)總皮帶上的電腦皮帶秤及其檢測(cè)系統(tǒng)分別計(jì)算各機(jī)組的燃煤量,從而達(dá)到對(duì)入爐煤?jiǎn)为?dú)計(jì)量的目的。秦皇島發(fā)電有限責(zé)任公司分爐計(jì)量系統(tǒng)改造
采用方案二。
2 系統(tǒng)工作原理
動(dòng)態(tài)計(jì)量的最佳首選產(chǎn)品是微機(jī)智能式皮帶秤,在電廠生產(chǎn)過(guò)程中尤其如此。入爐煤分爐計(jì)量微機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)的核心工作有如下三個(gè):智能式皮帶秤儀表與計(jì)算機(jī)通訊的問(wèn)題;犁煤器及皮帶的開關(guān)量信號(hào)的獲取;數(shù)學(xué)模型的建立及在計(jì)算機(jī)上的實(shí)現(xiàn)。
2.1 儀表數(shù)據(jù)的獲取
電子皮帶秤儀表采用先進(jìn)的動(dòng)態(tài)計(jì)量?jī)x表,能準(zhǔn)確的采集皮帶的速度信號(hào)和稱重信號(hào),然后在內(nèi)部經(jīng)過(guò)微積分處理,得到精確的皮帶計(jì)量數(shù)據(jù)。上位機(jī)和儀表通過(guò)串行通訊接口(RS-232/RS-485/RS-422)實(shí)時(shí)獲取皮帶秤的連續(xù)的煤流數(shù)據(jù)。
2.2 開關(guān)量的采集
通過(guò)PLC或者開關(guān)量輸入板采集每個(gè)倉(cāng)的犁煤器的抬到位信號(hào),皮帶的運(yùn)行信號(hào)。
2 .3 數(shù)學(xué)模型的建立及在計(jì)算機(jī)上的實(shí)現(xiàn)
通過(guò)有限元分析可以將采集到的“連續(xù)的煤流”分割成有限個(gè)煤包,煤包在皮帶上運(yùn)行,通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際測(cè)量煤包的運(yùn)行時(shí)間(到達(dá)各煤倉(cāng)的時(shí)間值),根據(jù)皮帶速度及采樣定理計(jì)算煤包的最佳數(shù)量,并對(duì)其進(jìn)行定位處理,然后將根據(jù)犁煤器及皮帶的狀態(tài)將特定位置的煤包注入對(duì)應(yīng)的煤倉(cāng),其它的煤包將按皮帶速度進(jìn)行流動(dòng)。在計(jì)算機(jī)中的數(shù)學(xué)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 )
依次類推:coal_parcel(0)=delta_meter
通過(guò)以上處理可精確地計(jì)量出在皮帶停止和犁煤器倒換時(shí)煤的去向及位置。從而能夠準(zhǔn)確地計(jì)算出各個(gè)倉(cāng)的輸煤量。比如:有一分爐計(jì)量系統(tǒng)參數(shù)如下。
皮帶速度:2米/秒;流量:1000噸/小時(shí);計(jì)算機(jī)采樣速度:500毫秒;皮帶長(zhǎng)度:300米。
則:皮帶轉(zhuǎn)半圈時(shí)間為:300/2 =150秒,轉(zhuǎn)半圈所上煤量為1000000/3600×150=41667kg。
轉(zhuǎn)半圈計(jì)算機(jī)采樣次數(shù): 15 0/ 0 .5=300,所以煤包數(shù)為300個(gè);每個(gè)煤包的重量為:41667/300=138公斤。
假如:一班上煤4小時(shí),倒換犁煤器次數(shù)10次,則輸入倉(cāng)煤量的最大誤差值為:(10×300/2)/(4×1000000)=0.0375%。
3 主要功能
3.1 實(shí)時(shí)檢測(cè)與計(jì)量
可以隨時(shí)觀測(cè)皮帶的累計(jì)量和流量。一天內(nèi)各個(gè)班每個(gè)倉(cāng)的上煤量及總量,可隨時(shí)觀測(cè)各個(gè)三通信號(hào)、犁煤器的抬起和放下以及皮帶的運(yùn)行狀態(tài)。
3 . 2 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、查詢、打印、共享
對(duì)每一班所輸煤量進(jìn)行存儲(chǔ),并且掉電自動(dòng)記憶數(shù)據(jù),根據(jù)要求可存儲(chǔ)幾年內(nèi)的數(shù)據(jù),以供查詢,打印及聯(lián)網(wǎng)查詢。通過(guò)選擇年月日可進(jìn)行日?qǐng)?bào)月報(bào)的查詢。通過(guò)選擇年月日可進(jìn)行日?qǐng)?bào)月報(bào)的打印。各類數(shù)據(jù)都被存儲(chǔ)為標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)方式,通過(guò)廠內(nèi)的局域網(wǎng)任意一臺(tái)終端機(jī)都可在權(quán)限允許的情況下進(jìn)行各項(xiàng)數(shù)據(jù)的查詢。
3 . 3 自動(dòng)倒班、實(shí)時(shí)顯示、操作狀態(tài)
計(jì)算機(jī)可自動(dòng)按規(guī)定順序進(jìn)行倒班,而無(wú)需人工在換班時(shí)設(shè)定。畫面實(shí)時(shí)顯示犁煤器和皮帶的運(yùn)行狀態(tài)。系統(tǒng)運(yùn)行后是一種無(wú)人職守的操作狀態(tài)。
4 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施方案
下面是秦皇島發(fā)電有限責(zé)任公司分爐計(jì)量實(shí)施方案。
4.1 PLC 安裝
在4#、5#輸煤程控遠(yuǎn)程通道柜各增加
1個(gè)PLC,分別安裝在現(xiàn)場(chǎng)通道柜里。
4.2 4 號(hào)遠(yuǎn)程通道柜取點(diǎn)
從輸煤程控4號(hào)遠(yuǎn)程通道柜轉(zhuǎn)接14個(gè)犁煤器的落到位信號(hào)、4個(gè)三通擋板到位信號(hào)、2個(gè)13甲乙皮帶運(yùn)行信號(hào),共計(jì)20個(gè)點(diǎn)到PLC。
4.3 5 號(hào)遠(yuǎn)程通道柜取點(diǎn)
從輸煤程控5號(hào)遠(yuǎn)程通道柜轉(zhuǎn)接24個(gè)犁煤器落到位信號(hào),2個(gè)14甲乙皮帶運(yùn)行信號(hào)共計(jì)26個(gè)點(diǎn)到PLC。
4.4 電纜敷設(shè)
敷設(shè)從輸煤程控4號(hào)遠(yuǎn)程通道柜到5號(hào)遠(yuǎn)程通道柜通訊電纜350米,敷設(shè)從輸煤程控4號(hào)遠(yuǎn)程通道柜到集控室通訊電纜350米;編制分爐計(jì)量系統(tǒng)軟件1套。
4.5 運(yùn)行環(huán)境
本系統(tǒng)采用現(xiàn)場(chǎng)針對(duì)性一對(duì)一設(shè)計(jì)編制,運(yùn)行在Windows2000環(huán)境下,界面友好,操作簡(jiǎn)單,運(yùn)行穩(wěn)定。本系統(tǒng)對(duì)皮帶秤數(shù)據(jù)和三通擋板信號(hào)、皮帶上的犁煤器信號(hào)進(jìn)行采集處理,將皮帶上的煤合理地分配到各個(gè)煤倉(cāng)中,以實(shí)現(xiàn)電廠煤耗的正平衡計(jì)算,提高機(jī)組的工作效率。
4.6 系統(tǒng)運(yùn)行注意事項(xiàng)
系統(tǒng)要保證常運(yùn)行,嚴(yán)格控制專機(jī)專用。系統(tǒng)的計(jì)量是完全依賴遠(yuǎn)端PLC采集的犁煤器信號(hào),要確保犁煤器信號(hào)的準(zhǔn)確無(wú)誤。有時(shí)犁煤器壓不到位,則出現(xiàn)計(jì)量錯(cuò)誤,一旦發(fā)現(xiàn)故障,要及時(shí)處理。數(shù)據(jù)庫(kù)采用實(shí)時(shí)更新,更新速度快,每1次/500ms。
5 結(jié)語(yǔ)
通過(guò)對(duì)秦皇島發(fā)電有限公司分爐計(jì)量系統(tǒng)的電纜鋪設(shè),可編程控制器安裝接線,軟件編制和調(diào)試,應(yīng)用于原煤倉(cāng)上煤量的統(tǒng)計(jì),能夠準(zhǔn)確的計(jì)算每爐或每倉(cāng)的年、月、日上煤量,為煤耗計(jì)算提供精確的數(shù)據(jù)。

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