PLC在锅炉给煤系统的应用.pdf

2 8 有色冶金节能 口电力节能 P L C在 锅 炉 给 煤 系 统 的 应 用 乔 建安孙钊 中国铝业山东分公 司动力厂 ，山东 淄博 2 5 5 0 0 0 [ 摘要 ] 应用西 门子 s 7 2 0 0 P L C实 现了某动 力厂锅 炉给煤 系统 的 自动控制 。本 文详 细介绍 了系统 的构 成 、 工 作原理 、 P L C编程 和上位机组态 。 [ 关键词 ] 给煤 ； P L C；自动控制 [ 中图分类号 ]T P 2 7 3 [ 文献标识码]B [ 文章编号 ]1 0 0 8 5 1 2 2 2 0 1 2 0 6 0 0 2 8一o 3 Ap p l i c a t i o n o f PLC i n Co a l Fe e d i n g S y s t e m o f Bo i l e r Q I A O J i a n a n ， S U N Z h a o Ab s t r a c t Th e a u t o ma t i c c o n t r o l o f c o a l f e e d i n g s y s t e m o f bo i l e r i n a p o we r p l a n t wa s r e a l i z e d b y a pp l y i n g S EMENS S 7 2 0 0 P LC f o r b o i l e r i n p o we r p l a n t ．Th e s t r u c t u r e，wo r k i n g p r i nc i p l e，PL C p r o g r a mmi n g a nd h o s t c o mp u t e r c o n f i g u r a t i o n o f c o a l f e e di ng s y s t e m we r e i n t r o d u c e d i n d e t a i l ． Ke y wo r d sc o a ]f e e d i n g；PLC；a u t o ma t i c c o nt r o l 0 引言 1 系统设计 公司有两台 4 5 t ／ h燃煤锅炉 ， 锅炉燃煤供应依 赖于原有给煤 系统 ， 原系统 自 1 9 9 5年投用 ， 电气设 备老化 ， 控制方式为现场集中控制 ， 上煤时需要人员 较多， 照明线、 负荷线路老化 ， 能源浪费较大 ， 已经不 适合现代化 管理的要求。为此 要对原系统进行改 造。改造要求控制系统安全可靠 ， 结构简单 ， 抗干扰 能力强 ， 具有 比较完善的故障处理和保护功能 ， 实现 锅炉给煤系统包括皮 带、 破碎 、 照 明等所有设备操 作 、 运行状态远程微机监控 ， 减少岗位人员工作量 ， 改善工作环境， 提高工作效率 。 此次改造规 模小 ， 对 P L C配置 及容量 要求 不 高， 综 合 考 虑性 价 比情 况 ， 决 定采 用 西 门子 s 7 2 0 0 P L C作为主控设备 。s 7 2 0 0是一种小型的可编 程序控制器 ， 适用于各行业各种场合中的检测、 监测 及控制的 自动化 。其功能使其既能独立运行 ， 也可 连成网络 ， 具有较高的性价 比。 [ 收稿 日期 ]2 0 1 2 0 5 2 4 [ 作者简介 ]乔建 安 1 9 8 1 一 ， 男 ， 电气 自动化工 程师 ， 主要从 事电气 自动化的维护 、 设计及继 电保护管理工作 。 1 ． 1工 艺流 程 1 给煤流程。煤吊岗位通过 吊车将煤送至给 煤仓 ， 经喂料机和振动筛 ， 先后通过 1 、 2 、 3 、 4 、 5 输煤皮带 ， 再利用挡煤器分别输送 至 1 、 2 锅炉煤 仓 ， 给煤仓将振动筛筛选 出的煤块经过 0 皮带输送 至破碎机破碎后 ， 经过 一1 皮带送 回给煤仓。 2 工艺及控制要求。给煤系统设备共 1 4台， 工艺要求主体设备间联锁控制 开车时， 按一定的时 间间隔 ， 顺序开启 2台皮带 电磁铁 、 5 ～1 皮带 、 振 动筛和喂料机 ， 然后开启破碎 电磁铁 、 一1 皮带 、 破 碎机和 0 皮带； 当煤输送至 5 皮带时 ， 先 向 1 炉进 煤 挡煤器落下 ， 其次 向 2 炉进煤 挡煤器升起 ； 停止给煤顺序与开启顺序相反。系统 出现故 障时， 现场故障流程设备立即停车。上位机实现所有设备 的参数监控 、 远程操作、 数据 存储和超 限报警 等功 能 ， 能实现整套设备的自动运行及远程手动操作。 1 ． 2上 位机 配置 1 操作系统平台 Wi n d o w s 2 0 0 0 。 2 硬件要求 C P U 3 ． 0 G； 内存 5 1 2 M； 硬盘 8 0 G； 1 9’ LCD。 3 应用程序平 台 P L C编程软件 S T E P 7 一Mi - 3 0 有色冶金节能 口电力节能 T 5 0、 T 4 0是延时继电器开关， M1 1 ． 1 、 M1 1 ． 2是上位 机开停信号 ， Q O ． o 、 Q O ． 1 是 5 、 4 皮带输出信号。 系统 自动运行时 ， 5 皮带先启动 ， 此 时 1 0 ． 3为 1 ， 且 4 皮带在 远控状态下 1 0 ． 4为 1 ， 延 时 1 0 s后 T 5 0为 1 ， 触发 4 皮带启动 ， 同时设计 了 自锁 回路保 持运行 ； 当系统停车时， T 4 0延时继 电器在 3 皮带停 车后延时停止 4 皮带运行 。 远程手动操作时 ， 可在上位机点击启动 、 停止按 钮 ， 触发 M1 1 ． 1 为 1 ， 启动 4 皮带 ， M1 1 ． 2为停止按 钮 ， 当遇到紧急情况时 M 3 0 ． 1为上位机设定的整套 设备急停按钮。 3 结束语 基于 s 7 2 0 0可编程序控制器的锅炉给煤监控 上 接 第 2 2页 既然是新的设想 ， 业 内专家也提出了一些疑虑。 如两个室的烟气是否会互串， 沸腾床 I烟气 中收下 的尘如何返回到沸腾床 Ⅱ， 两个室的工艺参数的差 异 ， 比如温度 、 操作气流速度等是否会对炉体结构尤 其是中间隔墙产生影响等。 由于两个室有各 自的排烟 口， 生产 中排烟 口是 控制在微负压， 两个室 的烟气是不会互 串。隔墙上 唯一的开口 溢流 口 I 是开在隔墙的中间， 其高度 是以沸腾床 I 流化层高度值来确定的。 沸腾床 I 烟气中收下的尘集 中后可采用如沸腾 床 I的加料装置形式或者是螺旋给料机的形式在沸 腾床 Ⅱ的侧壁的某一高度将尘加入 到沸腾床 Ⅱ内， 可 以是单边也可 以是双边加入。 为什么本文所描述的是尘原则上返回到沸腾床 Ⅱ。双室炉设想的初衷是基于高温焙砂的物理热需 得 到 利用 ， 而经 收尘 系 统 不 同 的各 点 收 下 的沸 腾 床 I 烟 气 中的尘 已不 存 在 物理 热 需 利 用 的 问题 ， 所 以 即可返回到沸腾床 Ⅱ， 也可另设处理装置 ， 应依据工 艺配置或者是工艺操作上的方便来定 。笔者更倾向 于另 设处 理装 置 ， 从 操作 角度上 来说 这样 更灵 活 。 双室结构或者类似双室结构甚至是多室结构的 冶金炉窑在现实生产 中很多的， 在其结构稳定上 的 设计是不存在难点的。笔者所设想的双室流态化焙 烧炉方形结构 ， 在设计 、 砌筑上更简单 ， 也容易保证 其结 构 的稳定 。 系统 ， 减少了现场布线及维护工作量 ， 操作人员由 5 人减为 2人， 控制安全可靠 ， 使系统使用更加方便合 理 ， 实现了对整个流程进行集中管理 。 系统运行三年多来情况 良好 ， 其控制性能达到 了系统设计要求 ， 降低了故 障率 ， 实现 了集 中控制， 保证 了锅炉的用煤 ， 改善了工作环境 。 [ 参考文献] [ 1 ] 廖 常初．s 7 2 0 0 P L C基础 教程 [ M] ．北 京 机 械工业 出版 ， 2 0 0 9 ． [ 2 ] 张李冬 ．过程控制 技术 及其应 用 [ M] ．北京 机械 工 、 I 出版 ， 2 0 0 4 ． 4 双室流态化焙烧炉 的创新点 创新点之一双室结构。中间一道隔墙将炉膛分 隔成两个空腔 ， 每一个空腔分别有 自己独立的风箱 、 排烟口。这样就可 以根据工艺要求 ， 非常方便的对 每个空腔控制各 自的焙烧气氛 。 创新 点之 二隔 墙上 开溢 流 口。在第 一空 腔焙 烧 好后 的焙 砂从 隔墙 上 的溢 流 口溢 流 到 第 二 空 腔 ， 焙 砂物理热得 到充分利用 可 以说是 没有损失 。也 不用担心两台设备连接管的堵塞、 材质选择的合理、 保温等系列问题。 创新点之 三结构 简单。因炉体设 计成矩 形结 构 ， 其炉墙砌体用直形标砖就可 ； 炉顶为弧形拱顶 ， 用标准的楔形砖就可。传统流态化焙烧炉砌体多为 异形非标砖 ， 尤其是炉膛扩大段和球形拱顶砌砖 。 而且矩形结构形式为在炉顶加装膜式壁直升烟 道提供 了便利。 双室炉投 资相对于将 两台设备 串联在一起较 省， 且便于配置。 5 结束语 可以预期双室流态化焙烧炉会在某些矿物 的焙 烧上得到应用。当然 ， 双室组合是一个创新 ， 还需要 积累实际生产数据 ， 也需要实际生产数据来验证双 室组合的创新点。 [ 参考文献 ] [ 1 ] 有色 冶金炉 设计 手册 编委会 ．有色 冶金 炉设 计手 册 [ M] ． 第 1 版． 北京 冶金工业出版社 ， 2 0 0 0 ．