在电力和热电生产行业中,静电除尘技术的应用*大限度地解决了燃煤锅炉烟尘净化难题。除尘后,粉煤灰的输送米用干式和湿式两种出灰方式。湿出灰即水力输灰,由于灰水混合的浆体不易沉淀和干燥,二次利用困难,运输过程中也容易造成环境污染。干出灰是利用仓泵输灰系统进行气力输灰,干灰易于储存和运输,可直接进行二次利用,具有一定的经济价值。
因此,仓泵输灰系统正得到广泛的应用。
仓泵输灰系统目前大多采用继电控制,其I/O点多、连锁复杂。因现场环境恶劣,受灰尘和振动影响,系统经常处于失控状态,导致输灰管道堵塞,只能改用湿出灰运行方式,污染了环境,影响生产的正常运行。
可编程序控制器具有高可靠性,在恶劣的工业环境中仍能稳定、可靠地工作。在仓泵输灰系统采用PLC技术,不但大大提高系统可靠性和运行效率,并简化了设计过程和硬件结构。
1仓泵输灰系统的结构与原理仓泵输灰装置主要由锁气器、泵体及各种气动阀门、表等组成。根据电除尘器高低压电场数量的不同,每个电除尘器都有2~3个仓泵装置共同组成仓泵输灰系统,系统结构如所示。
仓泵开始工作时,先关闭所有阀门,然后打开放气阀,泄放泵体内余压,同时打开钟罩阀,启动锁气器电机,将电除尘器灰斗内的粉煤灰送入泵体。锁气器的作用是将灰斗内的煤灰均匀送入仓泵,并阻止压缩空气进入电除尘内。当泵体内灰位达到预置位置时,关闭所有已打开的阀门,并待压缩空气压力升高到工作压力,打开进气阀,使泵体内的煤灰沸腾,达到流化状态,再打开出料阀,利用压缩空气的压力,通过灰管将粉煤灰送入灰库储存。待压缩空气的压力下降到一定值,灰管中已不再有积灰,即停止送灰,开始下一周期的循环。
系统内的仓泵单元共用1根送灰管道,因此仓泵之间也存在动作连锁。在1台仓泵打开出料阀送灰期间,其它仓泵不能进行同样的动作,否则会引起灰管堵塞。
2PLC的控制方式控制系统采用FX2―128MR可编程序控制器,并扩展一块FX―48ER单元,实现手动和自动控制方式。
为确保系统维修的安全和方便,保证PLC发生故障而退出处理时系统能够照常以干出灰方式运行,手动控制设计成完全脱离PLC的独立运行方式,并设置联锁节点,切断PIC所有输入输出点电源。
根据运行工况的不同,自动控制分为料位自动和时间自动方式。
2.1料位自动控制方式正常情况下,仓泵自动运行采用粒位自动方式,即当泵体内料位到达设定位置时,系统开始新一轮送灰可编程序控制器在仓泵输灰中的应用杨政和进灰运行周期。
料位工艺位置的设定很重要。料位过高,送灰量大,但容易引起堵管;料位过低,送灰量小,因耗气量相对增加而不经济。粒位检测一般采用音叉粒位开关,它具有安装调试简单、维护量小的优点,但其限位点单一,不能在线调整。在仓泵的运行中发现,由于燃煤煤种的差异、磨煤机的工况的好坏、锅炉的燃烧状况不同、及天气等诸多因素的影响,煤灰颗粒的大小、重量、粘滞性和流态均有一定的差别,如果按固定的料位运行,则不能达到经济、安全相统一的目的。在设计中应用超声波料位代替音叉料位开关,对泵体内的灰位进行连续的测量,并在控制盘上设置了光柱显示表,实现料位连续直观显示,同时运行人员还随时可以根据需要任意设置限位位置。利用显示表的输出接点,进行料位自动方式的控制,使仓泵系统的运行高效、节能,并大大减少运行故障。
2.2时间自动控制方式时间自动控制方式是在料位出现故障退出运行时,以进灰时间代替料位信号,继续维持仓泵的自动运行,它是料位自动控制的补充和后备方式。进灰时间设定在料位自动控制方式下的*短进灰时间(即在锅炉满负荷和阴雨天气及其它不利条件时,仓泵料位到达运行人员所设置的*佳限位位置时的进料时间)以保证送灰过程中不会发生灰管堵塞故障。
其它控制方式和时间自动控制方式之间的切换,既可以自动,也可以手动。可以利用料位电源开关的辅助接点,作为料位和时间两种自动控制方式的切换信号,当料位发生故障,关断电源开关使其退出运行时,该台仓泵便自动从料位自动转为时间自动,一旦料位正常工作,即自动恢复料位自动控制方式。在统中所有料位电源开关辅助接点的信号均由此档集中供给,当开关切至该档时,整个系统手动强制转入时间自动控制方式。这样的设计,保证了系统自动运行的连续性和可靠性。
2.3堵管的处理仓泵运行中,输灰管道堵塞不仅使系统被迫转入湿出灰运行方式,管道疏通也非常棘手,往往要花几个小时,由人工沿管道敲击,使堵塞部分积灰疏松,然后用压缩空气吹通。为尽量减少堵管故障,除利用原来的集中吹堵外,还在输灰管道上每隔25m加装吹灰管(见),分别利用电磁阀控制,对灰管进行近距离局部吹堵。
堵管信号由装在灰管上的电接点压力表提供,设置两个上限位置,**限位设在高于压缩空气压力0.05MPa处,第二限位设在高于压缩空气工作压力0.20MPa处。正常运行时,灰管压力不会超过压缩空气的工作压力。一旦灰管流通不畅而引起管内压力升高至**压力限位处,控制系统打开灰管沿线吹灰管电磁阀,及时疏通管道。如果灰管压力继续升高至第二限位时,系统即停止运行,进行人工处理。
2.4阀位指示与报警由于干灰有易漏、易堵、易飞扬的特性,要求仓泵工作过程中各阀门的开闭必须到位,控制系统设有阀门开、关到位连锁环节,并在控制台上设有阀门位置指示灯,使运行人员能及时观察阀门的开闭情况,以防止跑灰和堵管事故的发生。当堵管和阀门开关不到位时,采取声光报警,为使运行人员能迅速辨别故障类别。堵管和阀门开关不到位的报警分别采用了频率不同的音频信号。音频信号是利用PLC的脉冲输出功能,产生高低两种频率的信号,驱动扬声器发出声音,同时使故障点指示灯闪烁,实现声光报警功能。
PLC在复杂系统的应用,大幅度提高了系统可靠性和稳定性。充分利用PLC的特殊功能,并结合其它测控技术,可以简化系统的硬件结构和设计过程,大大减少了控制系统的中间器件,使原本庞大的系统得以简练、可靠,从而也提高了系统可扩展性和可维护性。