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組態(tài)王在電廠除灰系統(tǒng)中的應用

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2014-10-21     來源:[標簽:出處]     作者:[標簽:作者]     瀏覽次數(shù):140
核心提示:
摘要 介紹了組態(tài)王在燃煤發(fā)電機組氣力除灰控制系統(tǒng)中的應用。該系統(tǒng)在硬件結(jié)構(gòu)上采用上、下位機雙機熱備用冗余結(jié)構(gòu),提高了監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性。文中著重介紹了組態(tài)軟件進行雙機熱備冗余、PLC軟件編程及其硬件實現(xiàn)方法。

一、概述

電力是現(xiàn)代人類文明社會的必需品,而火力發(fā)電是電力生產(chǎn)的主要組成部分,火力發(fā)電是指使用化石燃料(即煤炭、石油、天然氣),通過燃燒釋放出熱能加熱工質(zhì),再通過熱力原動機驅(qū)動發(fā)電機的發(fā)電方式。火電裝機容量占全國發(fā)電裝機總?cè)萘康?5%。燃煤電廠產(chǎn)生的大量灰、渣, 除少量灰分排入大氣外, 余者都以灰、渣形式由除灰系統(tǒng)送至灰場。除灰系統(tǒng)分機械除灰(適于小電廠的鏈條爐),氣力除灰和水力除灰三種工藝。除灰系統(tǒng)包括除塵器下的灰斗、輸送風機、液態(tài)化風機、灰?guī)旒盎規(guī)旄綄僭O(shè)備、輸送設(shè)備、管道、泵、閥門等,F(xiàn)代自動化控制技術(shù)以PLC(可編程控器)為核心,能夠按照預定的程序,定時、自動地對除灰系統(tǒng)倉泵等設(shè)備進行操作,并具有對除灰過程中可能發(fā)生的異常情況進行智能處理。

本系統(tǒng)采用氣力除灰工藝,氣力除灰系統(tǒng)是將省煤器及電除塵下集灰斗所收集到的飛灰,通過氣力輸送排放到灰?guī),然后用車裝運。控制系統(tǒng)實時監(jiān)控灰斗料位、氣源壓力、倉泵料位、倉泵壓力、灰?guī)炝衔、灰管壓力等參?shù),實現(xiàn)進料、流化、輸灰、吹堵等除灰過程的全自動控制。該程控系統(tǒng)采用可編程序控制器為主控設(shè)備,完成對除灰工藝全過程的程序控制,模擬顯示監(jiān)控站采用工業(yè)總線工控機,管理集控式模擬盤顯示、鍵盤操作,上位機采用組態(tài)王監(jiān)控軟件,承擔管理、編程、網(wǎng)絡數(shù)據(jù)采集、定值修改等任務,并設(shè)計相應的除灰監(jiān)控系統(tǒng)軟件。該電廠四臺燃煤鍋爐的除灰系統(tǒng)共用一臺PC機進行統(tǒng)一控制,以簡化管理,降低成本。除灰程序控制系統(tǒng)具有完善的聯(lián)鎖保護、故障診斷、多種運行方式和人機對話功能,安全、實用、可靠。系統(tǒng)中PLC與監(jiān)控計算機之間采用以太網(wǎng)通訊方式,提高了通訊速度,并保證數(shù)據(jù)的可靠性。監(jiān)控畫面模擬顯示倉泵狀態(tài)、壓力、料位,灰?guī)炝衔灰约盎夜軌毫Φ雀鞣N工況參數(shù),并具備操作步驟,報警等信號,IO監(jiān)控點有200點左右,均有PLC從各個設(shè)備采集,充分發(fā)揮了組態(tài)軟件及可編程序控制器的軟件功能。可編程序控制器的應用,保證了系統(tǒng)的可靠性,提高了機組運行的安全性能,而監(jiān)控軟件的采用更提高了系統(tǒng)的自動化程度,同時減少了操作人員的工作量,直觀地畫面使操作簡單、可靠、方便,避免了誤操作。

二、系統(tǒng)工藝及設(shè)計方案

1、系統(tǒng)工藝

火力發(fā)電廠輸灰流程:電除塵器灰斗→鎖氣器→斜槽→飼料機→倉泵→灰?guī)臁覉觯鴱某龎m器灰斗至灰?guī)觳糠志唧w輸灰程序為:首先在倉泵泵體內(nèi)無壓力的情況下,打開進料閥和放氣閥(有倉泵導電除塵器灰斗,以保證倉泵內(nèi)空氣的排放)、啟動鎖氣器,把電除灰塵灰斗內(nèi)的灰料經(jīng)鎖氣器→斜槽→飼料機→進料閥送入倉泵內(nèi),當泵內(nèi)的灰料到達一定的程度時,停止鎖氣器運轉(zhuǎn),關(guān)閉進料、放氣器兩閥,打開出料閥,再開進風閥,利用壓縮空氣將泵內(nèi)的灰料通過輸灰管道至灰塔。然后再進行料放氣,周而復始,完成將電除塵器分離出的灰送至灰?guī)焖娜蝿。該系統(tǒng)在整個生產(chǎn)過程中具有重要的作用,正常運行時能確保鍋爐燃煤燒后產(chǎn)生的灰粉及時的輸送出去。
倉泵除灰控制系統(tǒng)的工作原理:

圖1 倉泵輸送系統(tǒng)示意圖

倉泵輸送系統(tǒng)在整個除灰控制系統(tǒng)中具有十分重要的意義,主要是通過壓縮空氣將干灰沿除灰管道輸送至灰?guī)旎蛑修D(zhuǎn)倉,其過程主要通過對各個閥門的控制來實現(xiàn),示意圖如圖1所示。進料閥由錐閥,連桿和活塞開關(guān)等部分組成,當活塞缺的活塞被氣壓推至上部時,連桿帶動搖臂桿使錐閥落下,進料閥開啟;反之,當活塞開關(guān)的活塞處于下部時,靠活塞開關(guān)內(nèi)的彈簧的壓力把錐閥推至上方,并與橡膠圈壓緊,此時進料閥處于關(guān)閉狀態(tài)。

三、系統(tǒng)配置及功能實現(xiàn)

1、系統(tǒng)配置

硬件:監(jiān)控中心配置2臺工控機,安裝組態(tài)王軟件并配有除灰監(jiān)控系統(tǒng)用于工作人員進行監(jiān)控操作,并配置雙機熱備模式;同時安裝歐姆龍PLC,對現(xiàn)場設(shè)備進行數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控,并通過以太網(wǎng)交換機連接到2臺上位機,進行數(shù)據(jù)通訊。
軟件:由組態(tài)王設(shè)計的除灰系統(tǒng)監(jiān)控軟件對采集數(shù)據(jù)和工藝流程進行管理、控制;PLC 編程軟件將控制程序下裝到PLC,并對PLC進行網(wǎng)絡組態(tài)。硬件配置具有擴展性,用于增加設(shè)備或與其他系統(tǒng)進行通訊。

2、系統(tǒng)功能實現(xiàn)

根據(jù)系統(tǒng)工藝需求,該系統(tǒng)設(shè)計了豐富的畫面顯示,形象動態(tài)的顯示除灰倉泵、輸灰管閥布置圖,并采用不同顏色的顯示來反映各設(shè)備的運行狀態(tài)。該系統(tǒng)具有模擬、遠操、自動、手動等控制功能,可以實現(xiàn)對設(shè)備的多種控制方式。上位機監(jiān)控系統(tǒng)通過棒圖、趨勢圖等顯示時間、電流、壓力等數(shù)據(jù)形成有效的數(shù)據(jù)分析圖。該系統(tǒng)具有完善的報警處理,系統(tǒng)出現(xiàn)報警時,自動彈出報警畫面、顯示報警內(nèi)容,并對報警進行記錄,以便查詢、打印。為了提高系統(tǒng)安全,故障出現(xiàn)時,可根據(jù)故障類型,自動采取相應保護措施,對過流、過載、介質(zhì)異常等具有保護功能。該系統(tǒng)軟硬件配置均具有可擴展性,可以方便的擴展到全廠輔控系統(tǒng)中,實現(xiàn)全廠集中控制。

* 畫面顯示功能:包括倉泵系統(tǒng)監(jiān)控畫面、灰?guī)毂O(jiān)控畫面等,如圖3、圖4 所示,對現(xiàn)場設(shè)備進行監(jiān)控。

圖3 1#爐倉泵監(jiān)控畫面

倉泵系統(tǒng)中對其壓力、時間、料位等參數(shù)進行監(jiān)控,并可以手動設(shè)置工藝參數(shù),對設(shè)備進行相應控制,系統(tǒng)共對4個機組的倉泵進行監(jiān)控,畫面中還包括限值報警狀態(tài)等信息。

圖4 灰?guī)毂O(jiān)控畫面

灰?guī)毂O(jiān)控系統(tǒng)中對2個灰?guī)爝M行監(jiān)控,灰?guī)煜到y(tǒng)中的監(jiān)控設(shè)備有管道切換閥、灰?guī)炝衔挥嫛⒓訜崞、攪拌機、散裝機以及氣化風機。畫面中每個管道中有切換閥,其狀態(tài)清晰的反映了現(xiàn)場閥位信號,并可以由工作人員進行操作;?guī)熘邪惭b了先進技術(shù)的射頻導納料位傳感器,可以準確地將灰位信號傳給PLC進而顯示在組態(tài)畫面中,可以使工作人員清楚地分析灰位情況。

數(shù)據(jù)管理功能:該系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進行采集反映在模擬畫面中,通過報表工具生成實時報表,并通過組態(tài)王歷史記錄功能進行存儲,用于生成歷史趨勢、歷史報表,為工藝數(shù)據(jù)分析提供了可靠的依據(jù)。歷史數(shù)據(jù)畫面如圖5所示,實時報表畫

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