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正压浓相气力输送系统的PLC智能控制体系

文章出处:admin 人气: 发表时间:2016-03-01
       以某石化自备热电厂为例,在其4*5MW机组(4台锅炉)的气力除灰系统中采用的PLC控制,它具有结构紧凑、功能强、系统构成灵活等特点,硬、软件均采用模块化结构和多种灵活方便的软件编程、调试方式。

       该热电厂4台200t/h锅炉除灰系统采用了正压浓相气力输送。此系统适用多灰斗分散输送,浓相输送气灰比高,具有输量大、对管道磨损小、输送距离远、布置比较灵活的优点。

       该除灰系统为单元制布置,每单锅炉1个单元系统,4台锅炉的除灰装置完全相同。现以1号锅炉为例分析。

       该除灰装置主要由6部分组成:电除尘器、灰斗、仓泵、灰斗气化管路、仓泵进气管路、输灰管路。在1号锅炉上安装3个电除尘器,将锅炉烟道中的粉煤灰,收集储存在电除尘器下方的灰斗中。每个电除尘器下面有2个灰斗,每个灰斗下布置1台仓泵,由仓泵将干灰送入灰库。第1电场的灰从除灰器经灰斗进入仓库,经旋风收集器收集的灰输入细灰库;第2、3电场灰从除尘器经灰斗进入仓泵,输送至细灰库。
 
       每个仓泵有3条管路与之相通。第1条管路为灰斗气化管路,空气压缩机供给的压缩空气经电加热器后,通过该管路送入灰斗气化装置对灰斗进行气化,一方面防止粉煤灰潮湿集结,另一方面使灰斗内的粉煤灰在除灰过程中容易落入仓泵中;第2条管路为仓泵进气管路,压缩空气经该管路进入仓泵,使仓泵内的飞灰流态化;第3条管路为输灰管路,在除灰过程中,仓泵的出料阀打开后,粉煤灰流出仓泵,压缩空气将灰通过该管路从仓泵输送到灰库。

       仓泵是该除灰系统的主要设备,由进料圆顶阀、出料圆顶阀、泵本体、进气装置、排气装置、排气平衡阀、压力开关、料位计等组成。排气平衡阀的作用是在装料时,使仓泵和灰斗的气压相等,有利于粉煤灰落入仓泵中;进料圆顶阀密封和出料圆顶阀密封的作用是防止仓泵在进气过程和输灰过程中发生漏气现象。仓泵采用循环工作方式,1个周期分成4个阶段。
 
       进料阶段:排气平衡阀打开后,进料圆顶阀打开,物料自由落下,填充泵体,进气阀和出料阀保持关闭状态,此时无空气消耗。

       增压阶段:当仓泵中的任何物料达到仓泵内料位计高度或达到设定的填充时间时,进料圆顶阀和排气平衡阀关闭,进料圆顶阀密封圈充气密封,进气阀组打开,压缩空气进入泵内,压力升高至设定的上限值(指开泵压力)。

       输送阶段:当压力升至设定的上限值时,出料圆顶阀密封圈泄压,打开出料圆顶阀,输送物料,压缩空气将灰从仓泵输送到灰库。

       清扫阶段:在进气管线上设有压力开关,当探测到管道内的压力下降到设定的下限值(指吹扫压力),表明输灰结束,吹扫几秒后,关闭压缩空气入口阀,系统复位等待下一次循环。

       对同一列各仓泵,其循环时间是错开的,当一半仓泵在进料时,另一半正在出料。仓泵工作循环的交替保证进入输送管的飞灰流量均等。

       在热电厂中,除灰系统关系着全厂能否连续生产,因此对系统的可靠性要求很高,为此,PLC采用双机热备(硬热备)配置。通过2套配置完全相同的PLC主机、电源、通信和热备处理模块,形成主备形式。在正常状态下,主机负责处理程序运行,进行I/O服务,更新备用机的状态及数据,备用机则监视主机的运行状态。当主机发生故障时,备用机切换成主机,接替故障机的处理工作,切换时间不超过50ms。此外,2台平行工作、互为备用的工控机作为操作站,形成“PLC+上位机”控制系统。
 
       除灰系统的PLC控制系统是一个较复杂的程控项目,其主要控制对象为:输送风机、气化风机、仓泵、加热器、各类阀门、卸灰装置、布袋除尘器、收灰风机及管道压力等。
PLC主站为整个控制系统的核心,CPU模块一方面接受远程I/O输入模块传来的检测信号,通过运行程序输出控制信号至I/O输出模块控制整个系统的协调工作;另一方面将寄存器中的数据上传至上位机,向上位机提供工况信息,并接受上位机的指令控制程序运行,完成控制功能。