CN111237790A - 一种带中停功能的炉底干排渣液压关断系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带中停功能的炉底干排渣液压关断系统，该系统可以在不增加硬件成本投入的前提下，通过逻辑组态灵活控制各挤压头电磁阀得电的时间长短，使各挤压缸关断门打开/关闭一段行程，实现人为操控挤压缸关断门在液压系统的固有步进范围内任意位置进行停留，避免过量冷风漏入炉膛，提高了锅炉效率；通过开展多样化精准操作，提高了碎渣效率；同时解决了突然落至钢带机上的渣太多而压死钢带，降低了设备的维修成本，提高了系统安全性。

Description

一种带中停功能的炉底干排渣液压关断系统

技术领域

本发明涉及一种带中停功能的炉底干排渣液压关断系统，属于火电机组节能、自动控制系统。

背景技术

我国的电力工业正处于快速发展阶段，当前就发电企业来说，能源利用的不合理现象或生产方式不节能还是普遍存在的。降低火电厂煤耗、油耗对于促进国民经济的持续性发展有着十分重要的意义，随着国家对节能减排要求越来越高，燃煤火电机组面临巨大挑战，火电机组运行方式优化作为热力发电过程中节能降耗的一个有潜力又有效益的重要领域，通过运行方式优化实现节能的一个主要优势在于投入资金少甚至可以实现“零”投资无成本节能。

对于300MW的煤机而言，炉底干排渣液压关断系统通常采用液压驱动，由挤压头、挤压缸关断门、油缸和液压系统组成。其中，关断门通常设计为开关型，共设6对关断门，依次排列分布于炉底两侧，每对设两个互相咬合的挤压头和关断门本体，每个挤压头和关断门本体连为一体，由一个油缸驱动，单个油缸能产生50KN的推力，该推力带动齿形挤压头和关断门同时发生水平移动，能挤碎直径1400mm的玻璃体焦块,由输送钢带向外输送。由耐热钢板组成的挤压头设置在关断门的前端，本体厚度为260mm。关断门本体和挤压头由大焦拦截网上的导轨支撑，打开或关闭状态均为水平移动，垂直作用力由静止的隔栅承受，关断门不受力，即使油缸失灵也不会自动打开。能满足锅炉MCR工况4小时以上贮渣量对隔离门压力要求和大渣的冲击要求。关断门开关灵活，并设有全开和全关两种位置状态。挤压头在合拢状态（关断门在关闭状态），起关闭炉底（渣斗）的作用。炉渣下落及破碎过程，均由摄像系统监视。

远方开启挤压头（亦是关断门）步骤：

整体流程为：液压泵电机已启动--开总回油电磁阀--开挤压头总缩缸电磁阀--开启挤压头--目的实现后关挤压头总缩缸电磁阀--关总回油电磁阀。

具体操作如下：

a)钢带机启动正常后，在挤压头上无存渣情况下，操作“挤压头开启”，再依次开启所有挤压头，当挤压头开启到正常位置后，行程开关开信号到，挤压头自动停止在该位置，所有挤压头全部开启到位后，该指令自动停止，然后复位“挤压头开启”按钮。

b)在挤压头上有存渣情况下，操作“挤压头开启”和小挤压头按钮，如“1A1缸”（或“1B1缸”）/“2A3缸”（或“2B3缸”），此时要注意不能同时打开多个挤压头，防止钢带上堆积渣量过多，压死钢带。在钢带机尾部可以直观看见落渣情况。当开启小挤压头落渣明显减少后，逐对开启其余各对挤压头，在开启过程中注意观察落渣情况，直至将渣斗内的渣全部卸空。

远方合拢挤压头（亦是关断门）步骤：

整体流程为：液压泵电机已启动--开总回油电磁阀--开挤压头总伸缸电磁阀--关闭挤压头--目的实现后关挤压头总伸缸电磁阀--关总回油电磁阀。

具体操作如下：

当液压破碎机的隔栅上有大块渣时（可通过监视器看到），运行人员可远程手动操作，点击屏幕上的“挤压头合拢”，再点击选择大块渣所在位置对应的一对挤压头，如“1A1缸”\“1B1缸”，使该对挤压头合拢，进行挤压破碎，如果一次挤压不能完全破碎大渣块，可反复几次挤压，直至大渣块完全破碎，然后将该挤压头打开至正常开启位置，复位各个屏幕按钮。

综上所述，常规设计下，干排渣液压关断系统挤压缸关断门的开关由单电控电磁阀控制油路的导通来实现，电磁阀自身不带中停功能，如公开号为CN202613470U、公开日为20121219的中国专利。在排渣时这些挤压缸关断门大部分开启到全开位置进行碎渣操作，存在大量外部冷空气漏入炉膛，降低锅炉效率的情况，可考虑将所有关断门改为调节门，利于锅炉经济调整，经测算改造为调节门单台炉约需20万。后经深入研究，可通过逻辑优化改为带中停功能，运行人员可通过操作员站设置不同时间来控制挤压头在不同位置中停，利于运行人员操作多样化，提高了锅炉经济性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种带中停功能的炉底干排渣液压关断系统，该系统可以在不增加硬件成本投入的前提下，通过上位机逻辑组态即可将电站锅炉底部干排渣挤压缸开关型关断门改为带中停功能，有利于提高锅炉经济性。

本发明基于如下设备结构原理：每一个挤压头（关断门）的开与关均是通过控制同一个挤压头电磁阀带电时才能动作，只不过开启挤压头时需先开总回油电磁阀、挤压头总缩缸电磁阀，控制挤压头电磁阀得电，方能实现各挤压头液压缸活塞缩回；而关闭挤压头时需先开总回油电磁阀、挤压头总伸缸电磁阀，控制挤压头电磁阀得电，方能实现各挤压头液压缸活塞伸出。通过逻辑组态灵活控制各挤压头电磁阀得电的时间长短，使各挤压缸关断门打开/关闭一段行程，实现人为操控挤压缸关断门在液压系统的固有步进范围内任意位置进行停留，利于运行人员精准操作和提高锅炉经济性。

本发明所采用的技术方案是：一种带中停功能的炉底干排渣液压关断系统，其特征是，该系统用于燃煤机组固态排渣系统，在不增加硬件成本投入的前提下，通过DCS上位机逻辑组态将电站锅炉底部干排渣挤压缸开关型关断门改为带中停功能，中停时间通过操作员站手动任意输入，以实现人为操控挤压缸关断门在可调范围内任意位置进行停留，并通过调整炉底摄像头角度兼顾监视渣物和关断门的真实位置，使运行人员根据渣物大小和多少进行多样化精准操作。

试验阶段，将除渣系统各挤压头电磁阀得电指令延时40s后自动停（原逻辑设计初衷为防止电磁阀长期带电、油路长期导通损坏设备，故默认开指令发出40s后挤压缸关断门理应开到位，此时应自动停止，复位得电指令信号，转变为失电状态），改为延时2s，即控制挤压头电磁阀得电时间为2s，使各挤压缸关断门打开/关闭一段行程，通过现场试验，操作除渣系统挤压缸关断门从全开到全关/全关到全开需7-8次。操作时，运维人员需关注挤压缸关断门全开、全关信号，就地检查挤压头电磁阀发热情况及关断门是否正常，发现问题及时处理。验证无误后，将延时时间进一步改为运行人员可通过操作员站手动任意输入的时间，以控制挤压缸关断门打开/关闭在理想的行程位置上。

通过多次验证，本发明不会对设备造成任何影响，故将延时时间进一步改为运行人员可通过操作员站手动任意输入的时间，即“挤压时间”，以控制挤压缸关断门打开/关闭在理想的行程位置上，且不影响原设计的“组开”和“组关”等程序控制功能，只不过在进行“组开”和“组关”时，挤压缸关断门打开/关闭的行程位置会随着“挤压时间”的改变而改变。

本发明未增加任何硬件投入，故关断门位置无模拟量反馈信号，可通过调整炉底摄像头角度兼顾监视渣物和关断门的真实位置，使运行人员根据摄像头看到的渣物大小和多少，灵活控制挤压头开口尺寸。

进一步的，本发明不增加任何资金投入，即可灵活控制各挤压头开口尺寸，碎渣时不必每次全开关断门，避免了过量冷风漏入，提高了锅炉经济性。

进一步的，本发明在碎渣时通过观察摄像头处关断门和渣物情况，配合设置合理的挤压时间来控制挤压头开口尺寸，进而开展多样化精准操作，提高了碎渣效率。

进一步的，本发明能够灵活控制挤压头开口尺寸，避免突然落至钢带机上的渣太多而压死钢带，降低了干排渣系统的维修成本，提高了系统安全性。具体方法如下：在锅炉运行期间关闭挤压头后，挤压头上部存有一定渣量，此种工况下开启挤压头时可以设置一个1-2s的挤压时间，先小开口开启在破碎机两侧的小挤压头，在钢带机尾部可以直观看见落渣情况，当开启小挤压头落渣明显减少后，将小挤压头逐步开至正常位置至落渣停止；按此方法逐对开启其余各对挤压头，在开启过程中注意观察落渣情况，直至将渣斗内的渣全部卸空。

目前，我国绝大多数燃煤机组的干排渣液压关断系统挤压缸关断门设计为开关型，通常不带中停或调节功能，改为调节门因数量较多改造难度大、投入成本高，故改造案例不多。在排渣时这些挤压缸关断门大部分开启到全开位置进行碎渣操作，存在大量外部冷空气漏入炉膛，对锅炉效率有较大影响。

本发明有效解决了以下问题：

1．针对干排渣液压关断系统工作原理，对各挤压头单电控电磁阀的控制提供了一种利用方式，有助于避免过量冷风漏入炉膛形成经济效益，同时也为同类型设备的控制优化提供了有效参考；

2．在碎渣时通过观察摄像头处关断门和渣物情况，配合设置合理的挤压时间来控制挤压头不同的开口尺寸，进而开展多样化精准操作，提高了碎渣效率。

3．尤其在初排渣或渣量较大时，通过灵活控制挤压头开口尺寸，可避免突然落至钢带机上的渣太多而压死钢带，降低了设备的维修成本，提高了系统安全性。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：本发明无需任何成本投入，充分利用逻辑组态，使运行人员手动输入任意时间即可改变挤压头不同的开口尺寸及关断门不同位置的中停，提高了锅炉经济性和干排渣系统安全性。其前景十分广阔，在DCS系统中实用性和通用性极强，可直接被其它燃煤火电机组借鉴应用，产生的经济效益也非常可观。

附图说明

图1是本发明实施例的逻辑示意图。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

本实施例中带中停功能的炉底干排渣液压关断系统主要包含：干排渣各挤压头、挤压缸关断门、油缸、电磁阀和液压系统、DCS系统、干排渣摄像系统等。其运行流程如下：首先，开启挤压头卸渣时，先开总回油电磁阀，而后开挤压头总缩缸电磁阀，在操作员站画面上设置合理的挤压时间（通过DCS逻辑页面扫描时间、画面输入时间单位转化为逻辑执行所需的时间单位），控制单个挤压头电磁阀得电时间，优先操作“1A1/1B1挤压头开启”或“2A3/2B3挤压头开启”两侧小挤压头，使挤压头打开一个合理的开口尺寸；然后，通过干排渣摄像头观察落渣情况，当落渣明显减少后，将挤压头逐步开至正常位置至落渣停止，按此方法逐对开启其余各对挤压头，直至将渣斗内的渣全部卸空，卸渣结束后，先关总回油电磁阀，而后关挤压头总缩缸电磁阀；最后，关闭挤压头碎渣时，需先开总回油电磁阀，而后开挤压头总伸缸电磁阀，根据摄像头里渣物大小和多少，在操作员站画面上设置合理的挤压时间，控制单个挤压头关闭一段行程进行挤压，碎渣结束后，先关总回油电磁阀，而后关挤压头总伸缸电磁阀。此为一次完整的碎渣过程，视碎渣情况可反复进行几次。

各挤压头电磁阀具体逻辑控制原理如图1所示，以1A1挤压头电磁阀为例，HSSCS6功能块为该电磁阀的软件驱动级，其中：DV为开（启）指令，RV为关（停）指令，OC为偏差开到关（指令为开，实际反馈却为关），OT为偏差关到开（指令为关，实际反馈却为开），V1为开（启）状态，V2为关（停）状态，L6为自动开（启），L7为自动关（停）。

TON01功能块作用为延时通，为防止电磁阀长期带电、油路长期导通损坏设备，原逻辑设计为将TON01的引脚PT设置为40s，认为一般情况下开指令（得电指令）发出40s后挤压缸关断门理应开到位，故开指令发出后延时40s触发L7自动停止，复位开指令信号，转为失电状态。TP10功能块为上升沿发脉冲，脉冲时间设置为1s。

将1A1挤压头电磁阀开指令延时40s后自动停，即TON01的引脚PT，改为一个正实数，此实数是通过在操作员站画面上手动设置一个理想的挤压时间，再通过DCS逻辑页面扫描时间、画面输入时间单位转化为逻辑执行所需的时间单位，进而控制1A1挤压头电磁阀得电时间长短，最终控制挤压缸关断门打开/关闭在理想的行程位置上。

本发明不影响原设计的“组开”和“组关”等程序控制功能，只不过在进行“组开”和“组关”时，每组挤压缸关断门打开/关闭的行程位置可根据要求而进行调整，而不一定为全开或全关。

综上所述，本发明通过逻辑组态灵活控制各挤压头电磁阀得电的时间长短，使各挤压缸关断门打开/关闭一段行程，实现人为操控挤压缸关断门在液压系统的固有步进范围内任意位置进行停留，进而开展多样化精准操作。

虽然本发明已以实施例公开如上，但其并非用以限定本发明的保护范围，任何熟悉该项技术的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内所作的更动与润饰，均应属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种带中停功能的炉底干排渣液压关断系统，其特征是，该系统用于燃煤机组固态排渣系统，在不增加硬件成本投入的前提下，通过DCS上位机逻辑组态将电站锅炉底部干排渣挤压缸开关型关断门改为带中停功能，中停时间通过操作员站手动任意输入，以实现人为操控挤压缸关断门在可调范围内任意位置进行停留，并通过调整炉底摄像头角度兼顾监视渣物和关断门的真实位置，使运行人员根据渣物大小和多少进行多样化精准操作。

2.根据权利要求1所述的带中停功能的炉底干排渣液压关断系统，其特征是，试验阶段，将除渣系统各挤压头电磁阀得电指令延时40s后自动停，改为延时2s，即控制挤压头电磁阀得电时间为2s，使各挤压缸关断门打开/关闭一段行程，通过现场试验，操作除渣系统挤压缸关断门从全开到全关/全关到全开需7-8次；操作时，运维人员关注挤压缸关断门全开、全关信号，就地检查挤压头电磁阀发热情况及关断门是否正常，发现问题及时处理；验证无误后，将延时时间进一步改为运行人员可通过操作员站手动任意输入的时间，以控制挤压缸关断门打开/关闭在理想的行程位置上。

3.根据权利要求1所述的带中停功能的炉底干排渣液压关断系统，其特征是，在碎渣时通过观察摄像头处关断门和渣物情况，配合设置合理的挤压时间来控制挤压头开口尺寸，进而开展多样化精准操作，提高碎渣效率；通过灵活控制挤压头开口尺寸，避免突然落至钢带机上的渣太多而压死钢带，降低干排渣系统的维修成本，提高系统安全性；具体方法如下：在锅炉运行期间关闭挤压头后，挤压头上部存有一定渣量，此种工况下开启挤压头时设置一个1-2s的挤压时间，先小开口开启在破碎机两侧的小挤压头，在钢带机尾部可以直观看见落渣情况，当开启小挤压头落渣明显减少后，将小挤压头逐步开至正常位置至落渣停止；按此方法逐对开启其余各对挤压头，在开启过程中注意观察落渣情况，直至将渣斗内的渣全部卸空。

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