針對(duì)影響電廠氣力除灰系統(tǒng)的工作效率的主要因素，從提高設(shè)備效率、提高控制自動(dòng)化等方面，介紹了天山電力奇臺(tái)電廠氣力除灰系統(tǒng)的組成及選用的各氣動(dòng)閥門的工作過程，及與其配合使用的電磁閥的原理及電磁閥箱的接線，詳細(xì)分析了氣動(dòng)閥門在程控中的控制策略，為該技術(shù)在類似工程中的設(shè)計(jì)使用提供了參考。

　　引言

　　新疆天山電力奇臺(tái)熱電聯(lián)產(chǎn)工程位于昌吉回族自治州奇臺(tái)縣，一期工程建設(shè)2×350MW超臨界、空冷、供熱式汽輪發(fā)電機(jī)組，配2×1178t/h超臨界、一次中間再熱煤粉鍋爐。本期工程每臺(tái)爐配置兩臺(tái)雙室五電場(chǎng)靜電除塵器，每個(gè)電場(chǎng)設(shè)4個(gè)灰斗，兩臺(tái)爐共40個(gè)灰斗，除塵器一電場(chǎng)灰斗可儲(chǔ)存鍋爐BMCR工況下不小于8h的排灰量，排灰方式為連續(xù)或間斷排放。

　　除灰閥門是火電廠除灰系統(tǒng)中的重要裝置，要保證其減少泄漏，且能長時(shí)間在高溫環(huán)境下正常運(yùn)行。本工程除灰系統(tǒng)中需遠(yuǎn)程操縱的閥門全部采用氣動(dòng)閥門，由于氣壓傳動(dòng)具有防火、防爆、節(jié)能、高效、無污染等優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)生產(chǎn)中的得到了廣泛應(yīng)用，且直接以主廠房儀用氣作為氣源，用以實(shí)現(xiàn)閥門開閉的控制，方便可靠。

1、氣力除灰系統(tǒng)的組成

　　1.1、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　該氣力除灰系統(tǒng)采用干灰正壓濃相氣力集中系統(tǒng)。每臺(tái)爐除灰系統(tǒng)出力按不小于設(shè)計(jì)煤種排灰量的150%同時(shí)不小于校核煤種排灰量的120%進(jìn)行設(shè)計(jì)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)出力不小于39.5t/h。

　　電除塵器及省煤器的每個(gè)灰斗下均安裝1臺(tái)氣力輸送倉泵作為主要輸送設(shè)備，各個(gè)灰斗收集的干灰，依次經(jīng)過手動(dòng)插板門、氣動(dòng)進(jìn)料閥進(jìn)入倉泵內(nèi)，當(dāng)倉泵灰位到達(dá)預(yù)定位置，進(jìn)料閥閉，倉泵的出料閥開啟，干灰由壓縮空氣輸送到灰?guī)�。本工程設(shè)3座灰?guī)欤?座原灰?guī)欤? 座粗灰?guī)欤? 座細(xì)灰?guī)欤�每座灰�(guī)煊行�容積約1000m3。相鄰兩座灰?guī)熘�間設(shè)連通管，用于平衡各灰?guī)扉g壓力，連通管上設(shè)手動(dòng)關(guān)斷閥。

　　1.2、倉泵輸送系統(tǒng)

　　在氣力輸送系統(tǒng)中，采用正壓濃相倉泵作為系統(tǒng)的關(guān)鍵輸送設(shè)備。系統(tǒng)包括倉泵、氣動(dòng)進(jìn)料閥、氣動(dòng)出料閥、進(jìn)氣組件、進(jìn)氣調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、料位計(jì)及壓力變送器、儀表等必需的設(shè)備(見圖1)。

圖1 倉泵輸送系統(tǒng)組成

2、氣動(dòng)閥門的控制

　　2.1、氣力除灰系統(tǒng)的輸送過程

　　本工程的氣力除灰系統(tǒng)的輸送過程分為3個(gè)階段：進(jìn)料階段：輸送系統(tǒng)投入運(yùn)行后排氣閥和進(jìn)料閥打開，物料自由落入泵體內(nèi)，當(dāng)料位計(jì)發(fā)出料滿信號(hào)或達(dá)到設(shè)定時(shí)間時(shí)，進(jìn)料閥自動(dòng)關(guān)閉，隨后排氣也自動(dòng)關(guān)閉。在這一過程中，料位計(jì)為主控元件，進(jìn)料時(shí)間控制為備用措施。只要料位到或進(jìn)料時(shí)間到，都自動(dòng)關(guān)閉進(jìn)料閥。

　　輸送階段：出料閥打開→ 小助吹閥組打開→ 進(jìn)氣閥組打開→補(bǔ)氣閥組打開→流化閥組打開，輸送開始，倉泵內(nèi)物料逐漸減少。吹掃階段：當(dāng)泵內(nèi)物料輸送完畢，壓力下降到等于或接近管道阻力(關(guān)倉泵壓力)時(shí)，流化閥組、補(bǔ)氣閥組、進(jìn)氣閥組、小助吹閥組等關(guān)閉，然后出料閥關(guān)閉，從而完成一次工作循環(huán)。

　　2.2、氣力除灰系統(tǒng)的程控

　　本工程的氣力除灰系統(tǒng)主要用于粉煤灰的輸送，利用DCS控制整個(gè)輸送過程實(shí)行全自動(dòng)控制。該程控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的運(yùn)行監(jiān)視和程序控制，操作員站布置在除灰就地控制室，監(jiān)控功能納入全廠輔助控制網(wǎng)絡(luò)。

　　2.3、電磁閥箱的設(shè)置及氣動(dòng)控制原理

　　由于氣動(dòng)閥門隨設(shè)備及輸灰管道分散在就地，閥門的動(dòng)作需要由電磁閥進(jìn)行自動(dòng)控制，為了方便集中控制且利于氣源的集中設(shè)置，需就地設(shè)置電磁閥箱，將各氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)配設(shè)的電磁閥集中安裝(或作為閥島)于電磁閥箱內(nèi)，儀用氣源接入箱內(nèi)，再通過電磁閥將氣源引至各自的就地安裝的氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，通過執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作帶動(dòng)閥門的機(jī)械機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)閥門的開閉(見圖2)。

圖2 氣動(dòng)回路原理圖

　　本工程中每兩個(gè)發(fā)送器配置一面電磁閥箱(包括電磁閥、過濾減壓閥、氣源截止閥等)(見圖3)，外型尺寸為1000mm×800mm×400mm(高×寬×深)，前開門，氣路側(cè)面進(jìn)出，端子排布置在箱體另一側(cè)，底部出線。電磁閥箱上設(shè)有遠(yuǎn)方/就地切換開關(guān)，在電磁閥箱上設(shè)置每個(gè)氣動(dòng)閥門的就地操作按鈕，能夠?qū)崿F(xiàn)就地控制，并留有與除灰控制系統(tǒng)的遠(yuǎn)方控制硬接線接口。信號(hào)包括氣動(dòng)閥的遠(yuǎn)方開關(guān)指令信號(hào)(DO，220VAC，5A)及開關(guān)狀態(tài)信號(hào)(DI，無源干接點(diǎn))。

圖3 電磁閥箱盤內(nèi)布置圖

　　2.4、電磁閥控制原理及其接線

　　氣力除灰系統(tǒng)中氣動(dòng)閥門無保位要求，因此都可采用220VAC單線圈電磁閥進(jìn)行控制，在就地執(zhí)行機(jī)構(gòu)處設(shè)置位置開關(guān)，用以反饋閥門的開關(guān)到位信息。圖4和圖5分別為電磁閥控制原理圖及電磁閥箱控制接線圖。圖5中端子排僅表示至DCS和就地設(shè)備的電纜出線，盤內(nèi)接線需在電磁閥箱出廠前接好。屏蔽電纜的屏蔽層在DCS機(jī)柜側(cè)一端接地。

圖4 單線圈電磁閥控制原理圖

圖5 電磁閥箱控制接線圖

3、結(jié)論

　　本系統(tǒng)中采用的氣動(dòng)閥門是由氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)去進(jìn)行閥門開閉控制的一種形式，氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作通過遠(yuǎn)程控制電磁閥的線圈得以實(shí)現(xiàn)，此種控制形式對(duì)于遠(yuǎn)程操作較方便靈活，且氣源由主廠房儀用氣而來，相較于電動(dòng)閥門可極大地降低能源和成本的消耗。現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的應(yīng)用是控制領(lǐng)域中的發(fā)展方向，該方案通過使用總線型的閥島，并可將系統(tǒng)中的其他輸入輸出量融合于閥島中，實(shí)現(xiàn)與DCS或PLC等控制系統(tǒng)的總線連接。