PLC控制顶部振打在600MW发电机组的成功应用.doc

PLC控制顶部振打在600MW发电机组的成功应用谢友金 谢友煌 柯岚(厦门绿洋电气有限公司 厦门市禾山路370#8楼 361009)摘要：本文介绍PLC控制顶部电磁振打控制系统在山西河曲600MW发电机组的成功应用。介绍在控制系统的设计制造过程中，所采取的技术手段和控制策略，振打高度出厂检验测试装置，人机界面参数调节以及河曲2#机组的控制解决方案等。一、概述顶部电磁振打控制系统是电除尘器专用的清灰装置。原有的控制系统主要以单片机、工业微机为控制核心，尚无以PLC为控制核心的产品。为此，我们经过长时间的准备和开发，在2003年设计生产出以PLC为控制核心的顶部电磁振打控制系统，它是一种完整的顶部电磁振打控制系统解决方案，全面提升了顶部电磁振打控制系统的可靠性、灵活性、标准化、网络化水平；经过这两年的实际应用和改进，该控制系统已经达到相当成熟的水平。去年底在山西河曲2号600MW发电机组，为艾尼科（南京）环保技术有限公司配套的980振打点应用非常成功，16米长的极板清灰良好，已通过了国家环保局验收并作为示范样板工程；1号机组在今年6月底也改造成我们的控制系统；另外，在内蒙古乌海两台200MW机组以及其他项目也陆续投用。我们设计开发的PLC顶部电磁振打控制系统解决方案已得到用户的普遍赞誉。二、主要技术手段和控制策略1、 振打高度0-280mm之间分12个半波随意可调，每次振打提升高度偏差不超过5mm；采用中文人机界面菜单模式，以电场为调整单元，快捷简单。2、 相邻振打间隔时间t1=1-10S可调，采用双循环振打策略，即每个电场连续循环振打两次，前后级电场的间隔时间完全可以按侧部锤打的时序设定，调节范围：t2=2nt1-120min，n为单个电场的振打点数；上述两条是保证振打强度和清灰效果有效措施。3、 自动/手动转换功能，在除尘器振打器安装现场设有手动操作箱，用于手动单独操作每一个振打器的提升高度，逐个检测振打器的安装质量和运行状况。4、 开路/短路检测功能；可以准确检测判断每一个振打器振打瞬间的开路和短路状态，开路时自动指示对应的行列号；短路时除指示位号外，能在下一次循环自动旁路，保证振打器不受损坏。故障信息持续到检修好重新复位后解除。5、 按现场实物布局设计，电脑彩色喷绘振打点显示屏直观显示运行、故障状态，一目了然，独具特色。6、 严密的PLC输入输出光电隔离保护功能，单片机嵌入过零同步技术，可控硅光电隔离触发控制，4KW大功率驱动隔离变压器等硬件措施，来保证系统长期运行的安全性和可靠性。三、振打高度测试装置为了保证我们设计的控制策略，艾尼科公司为我们提供一套试验振打器，按现场实际的安装方法，制作了一套振打高度测试装置，满足我们在出厂前的各种功能检验。振打高度测试装置如图所示：在振打器的顶部钻一个小孔，周边用三根扁钢焊成一个支架，在其中一条扁钢的垂直方向标上提升高度刻度，中间插入一根直径6mm的铜棒，当振打锤上升运动时，铜棒就会同步提升，在铜棒与振打器顶部外壳接触点做上标记，当这个标记上升到对应高度，就是振打器的实际提升高度。下面是我们所做的一组对比实验数据：实际上我们在600MW控制系统出厂检验所测试的每一次提升高度是完全一致的，比下表的控制精度更高，几乎没有误差。1、隔离变压器交流输入电压为：220VAC，经全波整流控制的提升高度测量表：半波数高度（mm）平均值备注4403530353535每个控制波数观察记录5次。5808085857581613514013013513513571851801901701851828220220230225235226924024524525525024710250250245255250250112602652552652652621227528027027528027613检测员：洪永炎、谢钟鸣 检测日期：2004年11月18日2、隔离变压器交流输入电压为：190VAC，经全波整流控制的提升高度测量表：半波数提升高度（mm） 平均高度备注123454232520252023每个控制波数观察记录5次。5354045354039655656570656471051151101151051108140145135140145141916517017516516016710190180190195200190112102101952001952021220521021521021021013检测员：洪永炎、谢钟鸣 检测日期：2004年11月19日人机交互界面照片四、人机交互界面如图所示：为人机交互界面照片，通过人机界面我们可以非常方便地调整各种控制参数，如屏幕上的B4表示B室的第四电场的振打周期为24分钟，振打强度为6个半波（60MS）。同时人机界面的屏幕，在某一个振打器出现过流或欠流时，在屏幕上会自动指示相应的位号，提示维护人员进行故障排查，报警信息一直持续到故障解除重新复位后自动消除。五、600MW振打系统的组成1、振打器的布局山西河曲2#机组是由两台双室五电场的电除尘器组成，16米长的极板极线；每个电场设有40个阳极振打器和8个阴极振打器；每室电除尘器入口设三个分布板振打器，出口设二个槽形板振打器，每台电除尘器的振打个数：25（40+8）+5=490个，两台电除尘器合计980个振打器。2、控制系统的设置根据振打器的布局特点，我们的控制方案是以“室”为一个独立的控制单元系统；即五个电场加上分布板、槽形板，每个子系统为245个振打器，由一个独立的控制矩阵执行。一台振打控制柜安装两套子系统，管理一台电除尘器，整个机组实际是由四套子系统，两台独立振打控制柜。每台电除尘器的顶部现场分别设有4台分线端子箱和2台手动操作箱，由对应的振打控制柜管理。两台电除尘器实际的振打控制成套是：2台振打控制柜、8台现场分线端子箱、4台现场手动操作箱。3、振打参数设计方法我们采用以室为单元的控制思路，就是为设计调整控制参数考虑的。因为每个室是一个独立烟气处理通道，室与室之间是并联的，处理的烟气量和本体其它要素是一样的；因此我们在设计程序和控制参数时，只要设计一个室，其它室是可以类推的。简化了设计的工作量，增加了控制系统的通用性和一致性，特别是故障排查，清灰效果和除尘效率对比时，可以一目了然。因此，我们实际设计的振打方式与振打周期，与侧部振打的方法基本一致。每个电场48个振打器，采用双循环，即每个敲打2次；相当于侧部振打的减速电机转两圈。前后电场的间隔振打周期也是以除尘的特点设计的。实际运行结果也表明这种设计方法是很好的。六、结束语本文重点介绍在600MW发电机组的使用效果，有关控制系统结构和工艺问题，我们在2003年的广州会议上我已经详细描述过。我们开发的PLC顶部电磁振打控制系统，是由PLC模块、接口板、相控板、行选板、列选板组成的完整解决方案，在600MW发电机组的成功应用，充分发挥了顶部电磁振打的振打力和清灰效果，从前有关顶部振打清灰效果局限性的争议，主要原因还是顶部振打控制系统自身的