发电厂煤仓综合治理改造方案.doc

XXXXX发电有限公司#1炉#1-6仓煤仓综合管理系统项目改造方案 XXXXXXX测控设备有限公司二零一二年十二月立题依据： 内蒙古XXXX发电有限公司（以下简称XXXX发电厂）原煤仓烧用褐煤，煤质颗粒不均匀、湿度大，遇到雨季或含表面水分较高时更是严重。冬季极度寒冷，来煤温度低，进入煤仓停滞时间稍长就产生缓霜粘结，发生棚煤，导致给煤机断煤。棚煤后需要人工疏通，且不能快速有效疏通，如不及时投油易造成锅炉灭火。因此，解决原煤仓堵煤，保证输煤的通畅是非常重要和必要的。XXXX发电厂现场状况及改造前情况：一、现场及设备情况每台锅炉配6套磨煤机，每台磨煤机对应1台称重皮带给煤机，煤仓下部有200mm左右的直管段，然后通过法兰连接800mm左右长锥管段(主要堵煤区)再连接截门，截门下部通过落煤管与正压称重皮带给煤机连接，如图1所示。图1二.堵煤、棚煤、板结原因分析贵厂原煤仓采用钢制结构，上部为圆柱形，下部为圆台形，下口接电动物料截门，通过伸缩节进入给煤机。依现场实际情况来分析：1. 温度低导致煤缓霜、粘结至冻结。2. 原煤斗容积大、直径大、高度长、煤流动缓慢，煤质颗粒小、湿度大易造成粘结、板结。特别是高煤位运行，煤仓落差大造成下部煤粉受压严重粘结以及造成原煤仓内高位原煤长期不流动而板结棚煤。3. 截门以及上部落煤管有锥形结构，而且无疏松措施，也造成了堵煤情况。三. 煤仓综合管理系统解决方案根据苏龙电厂、太原第一热电厂、宣威电厂成功改造经验，特别是云南宣威电厂其结构和贵厂相同。我们提出解决方案如下：改善煤仓整体流动性能，减小高落差煤层对煤仓下口的压力，通过扩容方式对煤质进行疏松。增加煤仓自动疏松装置智能控制疏松装置、仓壁振动器的煤仓综合管理系统协调解决堵煤、棚煤问题。改用弹性橡胶落煤管改善给煤机上口经常出现堵煤现象。增加煤仓煤位监控系统实时监控煤仓内煤位及形状，加强燃料管理，规范运行操作等管理方法。具体如下：1将煤斗进行分段改造，在距给煤机上口约3.5米左右高度截断，增加一段小斗（见图2）。小斗与上部对接处增大上口截面，使煤仓二次扩容疏松，减少煤仓高度差下的压力，从而减小摩擦力和板结情况。小斗本体选用10mm厚Q235钢板做主体支撑，内衬3mm厚1Cr13不锈钢板，不锈钢材料防磨、防腐与煤接触。下层小斗与上层煤斗采用圆环钢板封板焊接密封及上、下斜拉筋方式固定。2新增加煤斗上圆环封面部分设置2个观察孔（直径200mm），并在煤斗下部距截门约0.8m处增加一个应急处理孔（200*250mm），既便于观察内部情况和应急处理。3更换更大推力且机构简洁的双向液压截门，并下移截门位置，将锥形管段取消，减少截门下部挤压情况进而减少堵煤几率。双向液压截门采用轻便设计，既保证推力足够，又有关门到位、无卡塞、使用方便可靠、便于维护等优点，而且还消除了截门内部存煤点，避免了堵煤问题。4截门下方落煤管采用软体结构，采用输煤皮带制作，上口小下口大（上口与截门连接略小，下口与给煤机连接略大），减少了煤与落煤管间的应力，减少了煤与落煤管的粘连，如果煤粘连在落煤管上也仅需维护人员用手锤轻轻敲打落煤管即可。5安装煤仓自动疏松装置，型号：HDSC-SSJ.1.3-P-8 （疏松器使用6个油缸、2个截门油缸）。一套控制系统控制6台疏松机，安装在煤仓上、下两部分（见图3）。在煤仓自动疏松装置的作用下，使煤粉充分得到疏松。如图所示，在两段煤斗上每层安装3台疏松器，3台疏松器互成120角。通过在给煤机上安装煤流检测开关，能够准确的判断煤仓发生堵煤现象，启动疏松机进行疏松，达到最好的辅助疏松效果。6 增加2个仓壁振打器。2个振打器布置：下层煤仓布置1个振打器位于截门上500处，另1个振打器布置在上部煤仓两拉杆中间与下部振打器对应180布置。振打器控制并入到疏松机控制系统内（见图3）。7控制方案：同时为了能够及时准确的判断是否堵煤，在每个给煤机内部皮带上方安装了柔性煤流检测开关（煤流传感器），当煤流减少或断煤时可以第一时间检测到，疏松机、振打器顺序动作。同时疏松装置、振打器在设有手动按钮，应急时可以手动动作。图2 原煤仓改造前后对比图图3煤仓疏松装置、振打器、空气炮安装示意图3综合管理方面1.在机组运行过程中根据负荷等情况定期或长期（根据输煤运力和可靠性决定）必须定期对煤仓进行烧空仓（由煤位监控系统提供可靠煤位信号。）运行，以减小煤层压力，使煤仓内煤流动频繁不易板结堵塞。2.停炉前尽量将煤仓内积煤烧空，以免造成湿度大的细煤粉板结而不能疏通。也使煤仓壁清洁减少了摩擦阻力。四改造后的效果通过改造原煤仓综合管理系统后，将达到以下效果：1、 煤仓下煤顺畅，稍有断煤自动疏松装置马上动作疏通煤仓；2、 每月助燃油大大降低；3、 节省人工清堵工作量和维护量，基本不需进行捅煤工作。4、 同时燃烧的稳定也保障了机组满负荷发电，带来可观的经济效益。五工程进度以单个煤仓计算（多仓并行施工平均工期将缩短），可视现场情况适当调整步骤和时间。序号时间（天）人数施工项目备注117施工前准备工作，地面铺设保护21.57上煤仓、落煤管切割，截门拆除347煤仓组焊、吊装、加固41.57上煤仓、疏松机安装51.57下煤仓、疏松机安装60.53下煤仓观察孔70.54橡胶落煤管预安装815双向液压截门安装90.54橡胶落煤管紧固安装1014控制柜安装1117油管路120.54信号安装1317电缆敷设141.55调试共计17天六供货范围供货范围（按单个仓）自动疏松装置、液压截门、煤斗改造、想角落煤管设备清单序号名称规格型号单位数量一煤仓自动疏松装置1疏松机HDSC-SSJ.0.0-0-8台6主要部件角钢拉杆606071800 mm(3根)606072100 mm（3根）1Cr13根6刮板4201006mm 1Cr13块39A型销轴1865 mm 45钢个6导向定位卡箍个12液压油缸100200台6振打器1.2Kw台22液压油站HDSC-SSJ.0.4-0-0台13控制系统套1主要部件控制柜2000800600mm台1PLC三菱台1智能型电机保护器HDSC-SS-30N-440台1计数器H7EC-N OMRON个1空开施奈德个1接触器施奈德个1中间继电器欧姆龙个按钮(绿色)施奈德个按钮(红色)施奈德个指示灯施奈德个端子菲尼克斯个4倾斜开关HDSC-QXKG个25电缆KVVRP 41.0米1306限位开关ZLJ-A30-15ALA-T个67油管162米1308三通163/163/163个8二双向液压截门HDSC-YJM2-D900台1主要部件截门主体台1液压油缸100450台2限位开关ZLJ-A30-15ALA-T个4三煤斗改造主要部件外仓体1110mm厚 Q235A件1外仓体2110mm厚 Q235A件1外仓体3110mm厚 Q235A件1仓体上盖10mm厚 Q235A件3内仓体123mm厚 1Cr13件1内仓体223mm厚 1Cr13件1内仓体323mm厚 1Cr13件1四橡胶落煤管套1主要部件橡胶落煤管胶皮12mm厚1.2m宽 防火橡胶皮带米3落煤管卡箍对2皮带钉个20五辅助清堵设备主要包括仓壁振打器及配套底座1.5 kW台2六其他安装材料主要包括槽钢Q235 #8 米12角钢40404米30镀锌管1/2吋米50金属软管1/2吋米30双管单管卡16个100附：云南宣威电厂改造后效果图图4 煤仓综合管理系统全貌图5 改造后的超短截门及弹性橡胶落煤管 图6从观察孔观察煤水份很大、在新改系统作用下依旧煤流通畅图7 两个仓俯视照片图8 改造后的金属斗、插棍截门、橡胶落煤管画面图9 机组停行后的原煤仓内监控画面 可清晰见底、内部疏松装置完好附件一 自动疏松装置功能、原理优点介绍1自动疏松装置主要功能1.1自动疏松装置主要功能1.1.1煤仓断煤判断及报警；1.1.2 疏松装置自动联锁疏松：给煤机在运行情况下发生断煤时，自动启动疏松机进行疏松；1.1.3 疏松装置手动控制疏松：就地手动启动疏松机，疏松机动作一个周期后自动停止；1.1.4 疏松装置远方控制疏松：自动疏松装置留有与远方盘装控制开关或DCS的接口，当采用远方启动疏松机时，疏松机动作一个周期后自动停止；1.1.5 疏松装置定时控制疏松：自动疏松装置设有定时疏松功能，当启动定时功能时，疏松机根据设定的时间间隔（1、2或3小时,可根据现场实际煤质设定）进行疏松，且疏松动作一个周期后自动停止；1.1.6 疏松机动作和疏松机动作次数计数指示；1.1.7 疏松装置设有急停按钮（即疏松装置控制柜上的停止按钮或远方操作停止按钮），操作人员可在任何状态下随时停止疏松机，停止时间为1分钟（出厂设定值），以便在该时间内进行断电等处理工作。1.1.8 疏松装置设有油泵电机保护功能，当油泵电机过载或缺相时，电气控制装置面板发“油泵过载”指示。1秒后，进行断电复位，如在6秒内连续2次过载，则判断油泵真正过载，电子式过流继电器“HDSC”断电，油泵停止运行，待故障处理完毕按下启动按钮，则开始正常工作。1.1.9 液压控制系统装有溢流阀，将油压限制在6MPa以内；而油泵电机过载保护则保证系统油压在8MPa以下，从而系统实现了机械和电控油压的双重保护。1.2 截门主要功能煤仓截门是我公司根据市场调查自己研发生产的液压型截门，装有行程开关，可以判断截门是否到位，从而解决了电动截门行程不到位、漏风、漏粉等问题，可以通过控制系统就地控制，也可以实现远程控制截门的开关。2. 系统组成及工作原理2.1 系统组成自动疏松装置主要由控制装置、疏松机和煤仓截门三部分组成。其组成系统图见附图。控制装置主要由电气控制装置和液压控制站两部分组成：电气控制装置主要由煤流检测系统、可编程控制器、空开、接触器、电机保护器HDSC、中间继电器、计数器等组成；液压控制站主要由油泵、油箱、电磁阀、溢流阀、压力表、液位液温计等组成。疏松机主要由油缸、拉杆、刮板以及位置开关等组成。煤仓截门主要由油缸、截门插板、滑轨及位置开关等组成。2.2 工作原理2.2.1 自动疏松装置主要原理自动疏松装置采用PLC作为电气控制指挥中心，采用液压控制油站系统作为接收电气控制中心的指令，同时进行液压传动使疏松机进行动作。自动疏松装置可以自动识别控制信号来源并进行相应的处理，从而达到疏松机动作智能化，人性化。2.2.2 煤仓截门主要原理通过电气控制系统控制液压系统来达到截门的开启与关闭。3. 自动疏松装置的优点我公司生产的HDSC-SSJ系列自动疏松装置，是我公司根据多年来火力发电厂安全生产和达标创一流的实际要求，针对各种给煤机常发的堵、断煤故障而研发的。该系列产品广泛应用于火力发电厂、冶金、矿山及水泥等行业。该产品主要有以下几方面的优点：3.1 控制器部件采用进口可编程控制器，控制功能的实现全部由可编程控制器完成。可编程控制器具有抗干扰能力强，动作准确，使用寿命长，修改程序方便等优点。3.2 疏松机的动作行程控制采用行程开关和PLC内部时间逻辑两种控制方式，行程开关的可靠使用，缩短了疏松机的动作周期，加快了动作速度，使疏松效果更好。PLC的时间逻辑控制做为该功能的后备保护，使系统的可靠性更强。3.3 本装置的定时控制，对防止机械故障及煤仓积煤有积极的作用。3.4 本装置设置了我公司与施耐德韩国三和合作生产的电子式过流继电器（电机保护器“HDSC”），在电机过流、缺相、机械故障等情况下均能很好的保护电机，从而保障了本套装置的正常运行。3.5 为了加强系统的安全、可靠性，凡是进入PLC的强电信号均使用进口的继电器进行隔离。3.6 装置面板上设有计数器，可准确的记录下疏松机动作的次数，在PLC内部同样设有计数器，记录断煤时疏松机自动动作的次数。3.7 液压控制系统装有溢流阀，将油压限制在6MPa以内；而油泵电机过载保护则保证系统油压在8MPa以下，从而系统实现了机械和电控油压的双重保护。3.8 煤仓截门装有行程开关，可以判断截门是否到位，从而解决了电动截门行程不到位、漏粉等问题，可以通过控制系统就地控制，也可以实现远程控制截门的开关。图10 控制逻辑图DL 国 家 能 源 局 发布2011-05-01实施2011-01-09发布给煤机故障诊断及煤仓自动疏松装置Fault Diagnosis for Coal Feeders and Silo Looser for Coal BunkersDL/T 337-2011DL中华人民共和国电力行业标准IDL/T 3732010前 言本标准是根据国家发展改革委办公厅关于印发2007年行业标准修订、制定计划的通知（发改办工业2007 1415号）的安排而编制的。目的是指导和规范给煤机故障诊断及煤仓自动疏松装置的制造、验收，预防锅炉及制粉系统故障发生，保证锅炉系统安全稳定运行。本标准的附录A、附录B为资料性附录。本标准由中国电力企业联合会提出。本标准由电力行业电站锅炉标准化技术委员会归口并解释。本标准起草单位：秦皇岛华电测控设备有限公司。本标准主要起草人：刘吉川、崔明思、高庆文、曹金梅。I给煤机故障诊断及煤仓自动疏松装置1 范围本标准规定了给煤机故障诊断及煤仓自动疏松装置的基本参数、技术要求、试验方法、检验规则等要求。本标准适用于给煤机故障诊断及煤仓自动疏松装置的制造和验收。2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是加注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，但鼓励根据本标准达成协议的各个方面，继续研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是未加注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB 191-2000 包装储运图示标志GB/T 786.1 液压气动图形符号GB/T 1220 不锈钢棒GB 3087 低中压锅炉用无缝钢管GB 3452.2-1987 O形橡胶密封圈外观质量检验标准GB 37661983 液压系统 通用技术条件GB 4208-1993 外壳防护等级（IP代码）GB 5310 高压锅炉用无缝钢管GB/T 79352005 液压元件 通用技术条件GB 12348-1990 工业企业厂界噪声标准GB 12349-1990 工业企业厂界噪声测量方法GB 13296 锅炉、热交换器用不锈钢无缝钢管GB/T 140392002 液压传动 油液 固体颗粒污染等级代号GB/T 156222005 液压缸试验方法DL/T 774 火力发电厂热工自动化系统检修运行维护规程JB/T 70392006 液压叶片泵JB/T 70412006 液压齿轮泵JB/T 78581995 液压元件清洁度评定方法及液压元件清洁度指标JB/T 8680.11998 三相异步电动机技术条件 第1部分:Y2系列(IP54)三相异步电动机(机座号:63-355)JB/T 102052000 液压缸技术条件JB/T 103652002 液压电磁换向阀JB/T 103742002 液压溢流阀3 术语和定义下列术语和定义适用于本标准。3.1 给煤机故障诊断 Fault Diagnosis for Coal Feeders 检测给煤机上安装的各种信号，通过综合逻辑判断，确定给煤机发生了何种故障并报警。3.2 煤仓自动疏松装置 Silo Looser for Coal Bunkers控制装置接收断煤信号后，自动启动疏松装置程序，使煤仓内的煤顺利流动下落的设备。3.3 疏松器 loosening device由焊有刮板的拉杆及油缸组成的执行器。3.4 疏松距离 loosening distance拉杆上首末两块刮板之间的距离与油缸活塞工作行程长度之和。3.5 疏松面积 loosening area各疏松器的疏松距离与其刮板长度乘积之和。3.6 疏松周期 loosening cycle活塞杆带动疏松器完成一次推和拉的过程为一个疏松周期。4 组成与分类4.1 组成装置由下列部分组成：a）控制系统的组成：电气控制部分、液压控制部分、断煤信号、皮带跑偏信号、皮带打滑信号、刮板给煤机断链信号等部分。b)疏松系统的组成：液压泵站、疏松器、油管路等部分。4.2 分类装置按以下两种方式进行分类：a）疏松装置按液压泵站放置在控制柜内或者控制柜外的不同分为一体式、分体式两种形式；b）控制装置按主控制器控制方式的不同，分为可编程控制器控制（PLC）、智能继电器控制、继电器控制、智能控制器控制四种形式。该装置可以直接或间接连接到DCS进行远方控制。5 功能要求控制装置应具有下列功能：a) 刮板式给煤机断小链、断键、断链、卡块、掉刮板、筒体温度高等故障的检测和报警。b) 皮带式给煤机断小链、断键、皮带跑偏、皮带打滑、皮带断裂、筒体温度高等故障的检测和报警。c) 对给煤机电机过载、缺相、相间不平衡等故障的检测和报警。d) 给煤机正常运行情况下断煤报警后自动疏松煤仓。e) 就地手动启动及停止疏松煤仓。f) 远方启动及停止疏松煤仓。g) 疏松动作计数。h) 液压系统超压过载保护。i) 对液压泵站电机过载、缺相、相间不平衡等故障的检测和报警。j) 给煤机运行期间定时疏松煤仓。k) 给煤机故障保护联锁，并留有与DCS系统连接的接口。6 技术要求6.1 基本要求6.1.1 控制装置应按照规定程序批准的图样及技术文件制造。6.1.2 原材料入厂时应有合格证明及材质单。6.1.3 不锈钢拉杆、刮板应符合GB/T 1220 的要求。6.1.4 液压叶片泵应符合JB/T 7039的要求。6.1.5 液压齿轮泵应符合JB/T 7041的要求。6.1.6 液压缸应符合JB/T 10205、GB/T 15622的要求。6.1.7 液压系统应符合GB 3766的规定。6.1.8 液压溢流阀应符合JB/T 10374的规定。6.1.9 液压电磁换向阀应符合JB/T 10365的规定。6.1.10 电动机应符合JB/T 8680.1的规定。6.1.11 液压元辅件清洁度指标应符合JB/T 7858的规定。6.1.12 油液的固体颗粒污染等级代号应符合GB/T 14039 -/19/16的规定。6.1.13 控制装置在额定工况下噪声值应符合GB12348-1990中类标准值。6.1.14 在产品规定的使用条件下，静密封处不得渗油，动密封处不得滴油。所使用的密封圈质量应符合GB 3452.2的规定。6.1.15 控制柜防护等级应符合GB 4208中 IP54等级。6.1.16 液压系统使用的油管应符合GB 5310、GB 3087、GB13296的规定。6.1.17 电气控制系统结构框图及说明可参照附录A编制。6.1.18 绝缘电阻应符合DL/T774的规定，输入端子、电源端子、输出端子之间的绝缘电阻均应不小于20M。6.1.19 制造商应在产品样本及相关资料中说明产品适用的条件和环境要求。6.2 装配要求6.2.1 装配时应保证液压缸活塞杆中心线与疏松器拉杆中心线形成一条直线，全长轴线偏差不超过5mm/m,该直线沿侧壁与煤流方向一致。6.2.2 液压元件的装配应按GB/T 79352005中4.4、4.5、4.6和4.7的规定执行。6.3 外观要求6.3.1 液压元件的外观应符合GB/T 79352005中4.8和4.9的规定。6.3.2 控制柜表面应色泽均匀，无划痕及漆层脱落。6.3.3 需涂油漆的零部件，表面涂层宜均匀，色泽一致。6.4 对产品有特殊要求时，由供需双方商定。6.5 基本参数 基本参数宜按照以下参数选取： 疏松距离：不小于2.6m 疏松面积：不小于2.35m2 疏松推力：不小于50kN 疏松拉力：不小于50kN 活塞行程: 不小于200mm 系统压力: 不小于4MPa 动作周期：10s-40s7 试验方法7.1 液压缸的试验应符合GB/T 15622要求。7.2 液压泵站试验7.2.1 压力试验可参照附录B的试验回路进行。用液压溢流阀逐次调整压力值为1MPa、2MPa、3MPa直到额定压力。当达到不同压力值后分别维持该压力值5min，观察液压元辅件是否有渗漏。达到额定压力后无渗漏、变形时，将压力调整为额定压力值的1.5倍,维持该压力值3min，观察液压系统有无渗漏、变形。如无渗漏、无变形可判定为合格。7.2.2 密封性试验可参照附录B试验回路进行。首先将各密封面用干净的布擦拭干净，用洁净的吸水纸贴