煤粉和煤粉制备

煤粉和煤粉制备

6.1煤粉和煤粉制备

6.1.1煤粉

大型火电厂仍然以煤粉锅炉为主，煤粉和原煤具有许多不同之处，了解煤粉的特点对做好燃烧工作是很重要的。

6.1.1.1煤粉的流动性

煤粉是由不规则形状的微细颗粒所组成的，通常所说的煤粉尺寸是用它的直径表示的，其中以20~50um的颗粒居多。与其他的颗粒群体不同的是，煤粉由于在制粉系统中被干燥，其水分一般为（0.5~1.0）M ad，因此干燥的煤粉具有很强的吸附空气的能力，从而具有很好的流动性（又称松散性）。像流体一样，很容易同气体混合成为气粉混合物，便于在管内输送。刚刚磨出来的煤粉是松散的，轻轻堆放时，自然堆积角仅为2500-3000，自然堆积密度约为700kg/m3,在煤粉仓内堆放久了的煤粉会被压紧成块，流动性减少，其堆积密度可增加到800~900kg/m3。由于干燥的煤粉流动性好，可以通过很小的空隙发生煤粉自流现象，会给锅炉运行调整操作造成一定困难，因此在制粉系统的严密性方面应予以足够重视。

6.1.1.2煤粉的自燃与爆炸性 (化学性质)

气粉混合物在制粉系统中可能由于某些原因堆积在某一死区里，当与空气中的氧长期接触而氧化时，自身热分解，释放出挥发份和热量，使温度升高，而温度升高又会加剧煤粉的氧化。若散热不良，会使氧化过程不断加剧，最后使温度达到煤的着火点而引起煤粉自燃。在制粉系统中，煤粉是由气体来输送的，气粉混合物遇到火花极可能造成煤粉的爆炸。在封闭系统中，煤粉爆炸时所产生的压力可达0.35MPa。影响煤粉爆炸的因素很多，如挥发分含量，煤粉细度，气粉混合物的浓度、流速、温度、湿度和输送煤粉的气体中氧的比例以及制粉系统设计不合理等。

（1）含挥发分多的煤粉容易爆炸，当V daf＜10%时（无烟煤），则无爆炸危险。

（2）煤粉越细，越容易自燃或爆炸，因此对于挥发份含量高的煤不宜磨得太细。当

煤粉的颗粒大于100um时几乎不会发生爆炸，因而制粉系统在运行时，应根据煤种的不同，调节煤粉细度。

（3）煤粉在空气中的浓度为1.2~2.0kg/m3时，爆炸的可能性最大；大于或小于该

浓度时，爆炸的可能性较小。实际制粉系统在运行时很难避开这一危险浓度。

（4）输送煤粉的气体中氧的比例越大，越容易爆炸，所以对于易爆炸的煤粉，可以

采用在输送介质中掺入惰性气体（一般是掺烟气）的方法来降低含氧量，以防止煤粉爆炸。

（5）气粉混合物的温度越高，越易爆炸；低于一定温度，则无爆炸的危险。制粉

系统运行时，应严格控制磨煤机出口气粉混合物的温度。煤粉的水分往往反映在磨煤机出口风温上，对不同煤种，应控制适当的出口风温。对于褐煤和烟煤，当煤粉水分稍大于固有水分时，一般没有爆炸危险。在实际运行中，应根据不同的煤种选取磨煤机出口气粉混合物的温度（值得指出的是：运行中磨煤机出口温度升高不一定就会发生煤粉自燃爆炸）如表6-1所示。

（6）制粉系统中的煤粉管道在安装时应具有一定的倾斜角，尽量不要水平管道，无死角，气粉混合物的流速不应太低，在煤粉气流管道中，减少节流沉积以防止煤粉积存自燃而引起爆炸。采用CO 检测装置预报煤粉自燃和爆炸。

6.1.1.3煤粉的细度及均匀性

1.煤粉细度的定义

煤粉的粗细程度用煤粉细度R x 表示，用一组由细金属丝编织的、具有小孔的筛子进行筛分测定。X

表示筛孔的内边宽度，R x 是将煤粉试样在孔径为x 的筛子上筛分后，筛子上面的剩余量占筛分煤粉试样总量的百分数。计算结果实质上是粗度，我国习惯用它表示细度。可由式（3-1）计算，即

R x ＝ %100b

a a ?+ （3-1） 式中 a 、

b — 留在筛子上和通过筛孔的煤粉质量

筛分余量a 越大，R x 就越大，则煤粉越粗。目前，国内电厂采用的筛子规格及煤粉细度的表示方法如表6-2所示。

通常进行煤粉的全筛分分析时，需用5只筛子叠在一起筛分，如一般选用孔径为75、90、100、150和200um 的筛子。电厂中常用R 90和R 200，R 90表示在孔径大于或等于90um 的所有筛子上的筛余量百分数的总和。

2.煤粉的颗粒组成特性及均匀性

煤粉是一种宽筛分组成，理论上可以包括含有最大粒径以下任意大小的煤粉。用全筛分得到的曲线R x =f （x ）称为煤粉颗粒组成特性曲线，也称粒度分布特性，它既可直观比较煤粉的粗细，也可表示煤粉的均匀程度。煤粉的颗粒分布特性可用破碎公式表示，即

R x =100n bx e - （3-2）

式中 R x — 孔径为x 的筛子上的全筛余量百分数，%

b — 细度系数

n — 均匀性指数

若已知R 90和R 200，可由式（3-2）导出n ，b 的计算式，即

90

200lg R 100lgln R 100lgln

n 90200-= （3-3）

b ＝ 90n R 100ln 901 （3-4） 由此可知，只要测得两种孔径筛子上的筛余量，即可求得n 和b ，然后利用式（3-2）求得任一孔径筛子上的筛余量R x 。n 表征煤粉颗粒的均匀程度，由式（3-3）知，n 为正值。当R 90一定时，n 越大，则R 200越小，即大于200um 的颗粒较少。当R 200一定时，n 越大，则R 90越大，即小于90um 的颗粒较少。也就是说，该煤粉大于200um 和小于90um 的颗粒都较少。由此可知，n 值越大，煤粉粒度分布越均匀；反之，n 值越小，则过粗和过细的煤粉越多，粒度分布越不均匀。而b 值表示煤粉的粗细。由式（3-4）知，在n 值一定时，煤粉越粗，R 90越大，则b 值越小。反之，b 值大，R 90小，煤粉细。煤粉的均匀性主要取决于制粉系统和磨煤机及粗粉分离器的型式。一般n ＝0.8~1.2，在运行中不容易通过调整来改变煤粉的均匀性。

3.煤粉经济细度

众所周知，煤粉越细，着火燃烧越迅速，锅炉不完全燃烧损失愈小，相应锅炉效率提高（如果锅炉保持在煤粉经济细度下运行，则每台600MW 的锅炉每年可节省几亿吨煤），但对于制粉设备，磨煤消耗的电能增加，金属的磨损量增大。反之，煤粉较粗，磨煤电耗及金属磨损减少，但锅炉不完全燃烧损失增加。把锅炉不完全燃烧损失、磨煤电耗及金属磨损的总和为最小的煤粉细度称为煤粉经济细度。煤粉经济细度的确定原理见图6-1。

图6-1 煤粉经济细度的确定原理

q 4—固体不完全燃烧热损失；q m —磨煤机运行费用；Σq —总费用

煤粉经济细度通过锅炉燃烧试验确定，即在不同煤粉细度下，测量锅炉的热效率，磨煤电耗及金属磨损量，寻找最经济工况时的煤粉细度。影响煤粉经济细度的因素有煤和煤粉的品质以及燃烧方式等。如燃烧挥发分高的煤，煤粉可粗些；制粉系统磨制的煤粉均匀性指数大，引起固体不完全燃烧损失的大颗粒就少，煤粉的平均粒度可以大些；若炉膛的燃烧热强度大，则进入炉内的煤粉易于着火，有利于燃烧和燃尽，允许煤粉粗些。

6.1.1.4煤粉细度对锅炉运行的影响

对于发电厂煤粉锅炉来讲，煤粉细度不但对运行经济性影响较大，而且对锅炉安全运行也有重要影响，特别是燃用贫煤和无烟煤的锅炉，煤粉细度的影响更为重要。由于煤粉变粗所引起的危害是很大的，如锅炉灭火、结焦、高温腐蚀、再热器超温爆管、尾部受热面的磨损以及燃烧效率低等一系列问题都与煤粉细度有直接的关系，然而这一重要因素却往往得不到重视。

目前，煤粉粗是各电厂较普遍存在的问题。锅炉大多燃用贫煤和无烟煤，采用四角切圆

燃烧，由于这种燃烧方式的特点，当煤粉颗粒较大时，煤粉在离开燃烧器区时很难及时着火，使火焰中心上移，难于实现完全燃烧，加之有时后期混合较差，从而导致飞灰含碳量增加。煤粉气流四角喷入后形成强烈的旋转气流，大颗粒的炭粒甩向炉膛的四壁，靠近水冷壁，使水冷壁附近产生强烈的还原性气氛，发生高温腐蚀的机会大大增加。燃烧灰熔点低的煤种时，还可能出现结焦现象。由于煤粉粗，大大推迟了着火和燃尽。试验表明，随煤粉细度的增加，炉膛火焰中心明显上移，这就使得炉膛出口烟温升高，烟温偏差增大，易出现爆管现象。

造成煤粉粗的原因可分析如下：①磨煤机本身的问题以及检修质量问题，使得制粉系统降低煤粉细度相当困难。磨煤机密封系统不良，磨煤机出入口差压较小（一般在1500-2000Pa），给煤量小，一旦增加给煤量就会出现磨煤机冒粉现象，致使制粉系统出力严重不足，满负荷时需要整套磨煤机连续运行。如果想降低煤粉细度，就会导致粉位降低，影响负荷。②磨煤机的钢球装载量和不同直径的钢球配比以及钢球质量也是影响煤粉细度的重要因素。每台磨煤机都有其最佳装球量（最佳装球量通过试验测定），应定期补充钢球，以防止钢球过少而影响其出力。磨煤机中加装不同直径的钢球是为了保持其钢球的充满度，以保证最佳的研磨效果。③粗粉分离器是影响煤粉细度的重要设备，同时也是出现问题较多的设备。目前，粗粉分离器的磨损是一个相当严重的问题，为了防止磨损，许多电厂都在粗粉分离器内部加装了防磨材料，一般都在内外套筒的外壁和内壁加装了50mm厚的防磨材料。这样磨损问题得到了缓解，但同时也带来了其他问题，粗粉分离器的通流面积减小，气流流动状态紊乱，破坏了原设计工况，使得分离效果变差，出力不足，粗粉分离器效率降低。另外粗粉分离器还存在其他一些常见问题，如检修入孔门漏风、粗粉分离器折向挡板外部无刻度、内外开度不一致、挡板活动不灵活、粗粉分离器挡板局部磨损严重、折向挡板两侧空隙太大等，这些常见问题都影响着煤粉细度的调整。④制粉风量对煤粉细度的影响相当明显，制粉风量增大，制粉系统出力增加，煤粉变粗。有时运行人员不能及时调整制粉风量，致使制粉风量过大，煤粉很粗。⑤煤质是影响煤粉细度的重要因素，煤的可磨系数以及灰分含量的不同，都将影响制粉系统的出力以及煤粉细度。有时运行人员不能根据煤质的变化来调整制粉系统的通风量，也会影响煤粉细度。人为因素也是造成煤粉粗的重要原因，煤粉细度对设备及运行的影响往往不能立即体现出来，所以其重要性常常得不到重视，目前采用的人工检测煤粉细度很难保证及时按规定取样、化验、调整。

6.2燃料设备集中控制

6.2.1输煤系统集中控制

6.2.1.1 概述

输煤系统是将燃煤通过从铁路输送系统或码头输送系统送入火力发电厂后，通过不同的方式和途径送到锅炉原煤斗的全过程的统称，这一过程包括完成燃煤的卸、储、运等一系列环节。火力发电厂不断向高参数大容量发展，容量在百万千瓦以上的电厂不断增多，一座大型的燃煤火力发电厂一昼夜的燃煤量数以万吨计，输煤系统用过去简单的现场常规就地操作控制方式已远不能适应生产的要求。为此，输煤系统除了应配备大型的自动化水平较高的输煤机械设备外，还要有先进可靠的自动控制系统，以确保设备的安全运行，改善工作人员的工作条件和减轻劳动强度，提高输煤的劳动生产率。

6.2.1.2 输煤电气控制系统作业程序

（一）输煤电气控制系统设备组成

火力发电厂的输煤系统按生产流程可将输煤设备分为卸煤设备、输煤设备、碎煤设备、配煤设备和辅助设备等几大类，在这几类设备里也分别包含了机械设备和电气设备。为了安

全、可靠、合理地利用输煤设备，必须有良好的输煤设备电气控制系统。输煤电气控制系统主要包括卸储煤设备、除三大块设备、碎煤设备、运煤设备、配煤设备及辅助设备。

卸煤设备包括火车翻车机、螺旋卸车机、卸船机、斗轮机；输煤设备包括给料机、输煤皮带机；配煤设备包括移动配煤车、犁煤器、三通挡板；碎煤设备包括碎煤机、筛煤机；辅助设备包括除尘器、除铁器、煤质采样器、料斗秤、皮带秤。

（二）输煤电气控制系统控制方式

输煤系统的控制方式一般有三种：就地手动控制、集中控制和程序自动控制。控制方式的选择直接关系到整个输煤系统的安全运行。

（1）就地手动控制。就地手动控制是在现场设备的附近设有控制操作箱等装置，箱上配有控制方式选择开关和操作按钮，设备的就地启动和停止可以通过按钮来实现。这种控制方法常用于设备检修后的调整、设备程序控制启动前的复位及集中控制、程序自动控制发生故障时的操作；不便操作的设备和不需要参加程序启动的设备，也使用就地手动控制。通常配有就地手动控制的设备有除铁器、三通挡板、犁煤机、移动配煤小车。这些设备离控制室较远，有时不需要远方控制；在程序控制故障时，集中控制不好调整；有些设备还需要在值班人员监视下启停。

（2）集中控制。又称为一对一控制，是将输煤设备的控制开关安装在一个控制台上，设备的控制由值班人员负责。集中控制设备启动时，各设备连锁必须按规定的连锁关系启动；设备发生故障时，按连锁关系和按逆煤流方向跳闸，并发出报警信号。集中控制可作为程序自动控制的后备控制手段，当程序控制系统故障时，为了保证锅炉煤仓正常上煤，采用集中控制的方法进行设备的启动、运行控制。集中控制系统中有完善的事故联锁功能和各种正确的保护措施，其联锁的方式按规定的顺序进行。否则，会因为启动顺序不对而影响设备的正常启动和安全运行。

（3）程序自动控制（简称程序控制）。是将输煤系统有关设备按生产工艺流程的要求事先编好各种运行方式的控制程序，由值班人员发出控制指令，设备按程序自动启动、运行和停止运行，程序控制方式是上煤、配煤系统中的正常的、主要的控制方式。各火力发电厂由于输煤系统组成设备的不同和投产、改造年代的不同、自动化控制的设备水平有所差异，通常输煤电气控制系统分成若干个各自独立的程序控制系统，相互之间的联锁关系是通过简单的硬接线的电气联锁方法来实现的。输煤系统的自动程序控制，经过多年的探索和实践，已经取得了很多成功的经验，水平逐步提高。

（4）输煤电气控制系统的生产基本工艺要求。

1）输煤设备的启动、停止必须按规定的顺序进行。

2）输煤设备启动后，在控制室的模拟屏上有明显的标志，在事故情况下有声光报警装置发出报警信号，在故障严重时还有事故停机信号。

3）在自动控制启动中，当任何一级参加启动的设备不能启动时，已启动的设备均按逆煤流方向延时跳闸，同时发出报警信号。

4）在正常运行中，当任意一台联锁运行的设备发生故障停机时，其余设备应按连锁停机的关系逆煤流方向中断运行，同时发出报警信号。

5）现场设备要有一套能正确反映设备工作状态的传感保护装置，能及时将现场设备的各种情况反馈到控制室，供值班人员和工控机做出正确的判断和诊断。

6）有条件的岗位和环境条件比较恶劣的岗位安装的工业电视监视系统，便于控制室值班人员及时了解设备情况，同时可以使工作人员从噪声、粉尘、潮湿的艰苦环境中解脱出来，保障职工的身体健康。

6.2.1.3 输煤系统集中控制

输煤系统集中控制方式有三种：继电器逻辑型控制系统集中控制、可编程逻辑型控制系

统集中微机控制、可编程逻辑型控制系统集中微机程序控制。

（一）继电器逻辑型控制系统集中控制

在一些小型火力发电厂的输煤系统中还没有采用可编程逻辑器控制器进行系统集中控制，仍采用继电器逻辑型控制系统。在集中控制室控制台上设置操作按钮，对设备进行“一对一”的控制，设备的事故联锁靠继电器逻辑执行。

（二）可编程逻辑型控制系统集中微机控制

集中微机控制是集中微机程序控制时的辅助控制手段，是“一对一”的控制。在集控室的控制台上或CRT操作画面上分别对每台设备进行控制。输煤系统在火力发电厂中，皮带运输机承担了全厂燃煤的运输、提升、分配等工作是输煤系统的主线设备。因此，皮带运输机控制方式的合理选择，直接关系到输煤系统的安全运行。

集中微机控制根据控制系统的设置有两种类型。一种是在集中控制室设有操作台，操作台上设有就地、手动、自动转换开关、设备单独控制按钮。将转换开关设置在手动位置对设备进行“一对一”的单独的启、停控制操作。可编程逻辑型控制器转换开关、按钮输入控制接线如图6-2所示.

图6-2 PLC转换开关、按钮输入接线图

另外一种微机集中控制方式是集中控制室操作台上不设控制按钮、转换开关，控制台上只保留急停按钮。设备的单独启、停控制操作通过CRT操作画面软手操器对设备进行“一对一”的控制操作，设备软手操器如图6-3所示。进行设备单独的启、停控制操作时各设备间的事故联锁及保护均已投入。控制系统有采用AC 220V强电控制的，也有采用DC 36V、24V 等弱电控制的。事故联锁通过出口继电器触点和可编程逻辑控制器内部程序来实现，也可通过可编程序控制器输出模块的逻辑触点进行联锁控制。集中单独控制时，各设备之间的事故联锁关系必须按整个系统的工艺流程逆煤流方向顺序设置。进行启动操作时，必须按照上述联锁要求逆煤流方向逐一地启动各设备，否则将因联锁作用启动不起来。

图6-3 皮带软手操器示意图

（三）可编程逻辑型控制系统集中微机程序控制

可编程逻辑型控制系统集中微机程序控制是将输煤系统所有设备，按生产流程的要求启、停和控制。采用集中微机控制时，运行人员不必像集中单独控制时那样一一地顺序按动启停按钮，只需选择好运行方式，然后发启动或停止指令，各有关设备即按事先选好的顺序自动启动或停止。为使集中微机程序控制与集中单独控制互不干扰，在控制系统中应设有专门的闭锁装置，以防设备误动作或引起程控系统的紊乱。

集中微机程序控制在上煤、配煤系统中是作为正常时的主要控制方法来使用。在程序控制时，运行值班人员根据设备情况先选择好运行方式，然后发出控制指令，各有关设备按事先编好的启动程序进行顺序启动。当输煤设备上煤、配煤任务完成后，程序控制系统按指令自动停止设备的运行。程序控制的上煤、配煤系统一般要求有如下的功能：（1）程序启动和停止的预告。

在程序启动前，运行值班人员必须首先选择好系统的运行方式，同时选择好各有关交叉挡板导通位置，被选中要参加程序控制启动的设备，应在输煤系统工艺流程模拟屏或电视监视墙上及主监视器上有相应的显示信号。若运行人员发现选择设备有误时，可以及时更改，直到满足工艺要求为止。

系统选择正确后，发出程序启动预告信号，通知设备沿线有关人员离开将要启动的设备。经过铃响预告后延时5~15s左右，设备按程序自动启动，模拟系统的信号是依靠各种传感器和保护装置的返回信号进行逻辑判断后发出的。

当所有的原煤仓均出现过一次高煤位信号后，煤位传感器动作，发出满煤信号。这时程序控制系统可以由值班人员进行停止程序的操作，也可以按煤流信号的显示延时停止程序。

（2）程序配煤

程序启动后，便进入程序配煤。程序配煤的方法很多，各厂有各厂的配煤方式。常用的配煤方式有：步进顺序循环配煤、低煤位跳越配煤、强制配煤等。

步进顺序循环配煤，是从第一个原煤仓开始进行配煤，各煤斗以相同时间间隔依次配煤，直到所有煤斗发出高煤位信号为止。如果在预定的时间前已装满煤斗，发出高煤位信号，则停止该煤斗的配煤，按顺序进行下一个煤斗配煤，直到出现高煤位信号为止。低煤位跳越配煤是：当进行正常配煤时，某煤仓发出低煤位报警信号，表明需要配煤。这时正常进行的配煤煤仓停止配煤，并记忆，配煤设备就先给发出低煤位信号的煤仓进行配煤，当配煤时间到后，则按配煤记忆装置的联锁，进行记忆煤斗的正常顺序配煤，直到全部煤斗发出高煤位信号。有时某煤仓煤位故障时，不能发出正确的煤位信号，程控操作人员需采取强制配煤，这时无论正在向哪一个原煤斗配煤，都将立即停止，转而向所强制的煤仓进行配煤。

（3）自动跨仓和停煤源

程序配煤时，遇到煤仓或有关设备检修，煤仓内禁止上煤时，可以人为设置禁止配煤信号（相当于煤仓高煤位信号或设置“检修仓”）。当采用犁煤机配煤时，遇到禁止配煤的信号时，该仓犁煤机自动抬起，禁止落下；采用配煤皮带配煤时，当前一个仓发出高煤位信号后，检修煤仓发出停煤源过仓信号，经过适当延时（待皮带上的余煤卸完）后自动过仓，对准下一个煤仓进行配煤。

（4）事故音响信号

在运行中当设备出现异常（如皮带跑偏、皮带打滑、落煤筒堵煤等）时，在控制室模拟屏上的对应位置发出显示信号，同时发出报警信号。

6.2.2 卸煤设备的控制

6.2.2.1 概述

铁路运输进厂的煤车由电厂负责卸车。常用的卸车方法有：翻车机卸车、螺旋卸车机卸车、斗链卸车机卸车，有的电厂配有底开车进行底开车自卸等。这些卸车方法中以翻车机卸车系统的控制最为复杂，也最有代表性。

6.2.2.2 翻车机类型

翻车机按翻卸车形式分为两类。一类是转子式，即车辆中心与转子的理转中心重合，翻卸的车辆与转子同时回转175°，将物料基本卸于原地。KFJ-2型、KFJ-2A型、KFJ-3型、KFJ-3A 型均属于转子式翻车机。转子式翻车机具有效率高、耗电量少、回转角度大等优点，但有土建施工量大、基础深需达13m的缺点。另一类是侧倾式，即车辆中心远离回转中心，将物料倾翻到车辆的一侧。KFJ-1型、KFL-1A型均属于侧倾式，侧倾式翻车机则具有土建施工量小，基础一般为7~11m，它的缺点是提升度高（一般在2m以上）、耗电量大，回转角度小。选型时要根据当地地形、水位、工艺布置等实际情况而选择。按驱动方式翻车机也可分为两类：一类为钢绳传动，一类为齿轮转动。各类别的KFJ型均属于齿轮传动。按压车装置分也分为两类：一类是液压压车装置，另一类是机械压车装置，KFL-1型、KFL-1A型属于液压压车装置，其他KFL型均属于机械压车装置。

6.2.2.3 翻车机电气控制系统组成

翻车机卸车系统一般由重车铁牛、摘钩平台、翻车机、迁车台、空车铁牛及辅助设备组成。电气控制系统的控制是以单功能设备的控制为单元，可以分别对其某一设备进行单独控制，也可以组成自动化卸车线程序控制。

6.2.2.4 翻车机电气控制系统的集中控制方式

翻车机电气控制系统的控制方式有手动控制和程序自动控制两种，控制方式的选择由控制室的选择开关来切换。本节以转子式翻车机卸车系统为例予以介绍。

（一）手工控制

为了设备的检修、调整和设备自动控制时恢复初始状态，每个单元设备的电动机构均设置了手动控制方式。

（二）自动控制

自动控制分为两种，分段自动控制和程序自动控制。

（1）分段自动控制

为了提高卸车系统的工作效率和确保安全生产，每个单独设备的每个动作按顺序进行自动控制，按单元分段进行工作。当上一个动作完成后自动给下一个动作发出工作指令，使下一个动作继续进行，直到本单元设备的全部动作完成。

（2）程序自动控制

将所有分段自动控制系统的工作组合起来编成程序，按程序进行全系统的自动控制。当

一个控制单元的动作全部完成后，自动给下一个控制单元发出工作指令，直到全部工作完成。

（3）程序自动控制系统的组成及接线原理

翻车机卸车系统的自动控制是通过开关（操作按钮）、程序控制器、继电器、限位开关、接触器等组成，其接线原理见图6-4。开关（按钮）是用来发出指令的原件，程序控制是通过内部程序检测对执行继电器元件发出动作指令，进行逻辑控制，继电器是用于具体控制接触器的吸合，接触器是用来接通主回路的控制元件。

图6-4 翻车机系统的自动控制接线原理图

（4）翻车机卸车线控制系统程序自动控制的工作原理

以转子式翻车机卸车为例说明卸车线控制系统程序自动控制的工作原理。当运煤车辆在重车线上停稳后，具备翻车条件。卸车线接到卸车指令后，首先进行系统控制方式选择，通常使用程序自动控制。选择好控制方式后便开始工作，先启动重车铁牛出牛槽（地沟前牵式为铁牛抬头），当重车铁牛碰到第一节重车后，重车铁牛检测回路得到重牛已接车信号，停止前进并与重车自动挂钩，挂钩后经过延时，重车铁牛开始牵车返回。当第一节重车的四对轮子都经过液压止挡器完全进入摘钩平台时，平台上计数开关动作，液压止挡器升起，防止第二节重车进入摘钩平台，同时重车铁牛停止牵车，并自动摘钩。经过延时，重车在摘钩平台上就位，重车铁牛返回牛槽（地沟前牵式为铁牛低头）并自动停在牛槽内。此时程序启动摘钩平台，依靠摘钩平台自身升起的高度使第一节重车与第二节重车自动摘钩，摘钩后的重车利用摘钩平台自身升起的坡度自动溜向翻车机，重车溜进翻车机后由翻车机内定位器自动定位，并发出重车在翻车机内就位信号。重车从摘钩平台溜放走后，摘钩平台自动落下，液压止挡器也随着落下。重车在翻车机内就位后，翻车机自动翻转，当翻转到170°~175°时，翻车机自动停止。经过延时，翻车机反转复位后自动停止，翻车机内定位器落下，翻车机的推车器将翻卸完的空车车辆推出翻车机进入迁车台。空车进入迁车台后定位停稳，迁车台开始向空车线移动。当迁车台开始移动后，翻车机的推车器开始返回，定位器升起到位，这时重车铁牛又自动进行第二节重车的牵车作业。当迁车台在空车线侧就位对准空车线轨道后，定位器打开，迁车台的推车器将空车推出迁车台，进入空车线。空车经过空车铁牛牛槽后，迁车台开始向重车线返回，迁车台的推车器返回，同时空车铁牛出牛槽，将空车推到空车线指定位置后，空车铁牛返回牛槽。依此循环作业，一直到全部车辆卸完为止，翻车机自动卸车工作结束。

（5）程序及电气联锁保护措施

在翻车机卸车线的控制系统中，为防止设备运行中出现差错、发生设备事故，在翻车机

控制程序和翻车机各设备的电气控制回路中采取了以下联锁保护措施：

1）为防止重车铁牛在摘钩平台升起位置时出牛槽牵车而发生事故，在重车铁牛出槽（前牵地沟式为重牛抬头）前进的控制回路中，利用摘钩平台落下位置信号，作为允许重车铁牛前进牵车的联锁条件。

2）为保证翻车机在做好接车准备的情况下才允许重车进入翻车机，在摘钩平台控制回路中，用翻车机在零位、定位器升起和推车器返回等条件来联锁摘钩平台的升起。

3）为摘钩平台升起后重车能顺利地溜进翻车机，控制回路中采用重车铁牛已回牛槽（前牵地沟式为重车铁牛已低头）的信号作为摘钩平台升起的联锁条件。

4）为了防止迁车台铁轨与重车线铁轨没有对准位置时翻车机本体推车器就推车，控制回路中以迁车台对准位置信号作为翻车机本体的推车器推车的联锁条件。

5）为防止重车没有完全进入翻车机时翻车机本体就转动翻车，控制回路中以重车在翻车机内完全就位时为翻车机转动翻车的启动条件。

6）为避免空车未完全进入迁车台时迁车台就移动，控制系统将空车在迁车台上完全就位的信号作为迁车台定位电磁铁提销动作提供向空车线移动的工作条件。

7）为防止空车铁牛在空车线上阻挡空车前进，控制回路中以空车铁牛在牛槽就位的信号作为牵车台推车器推空车的条件。

8）为防止迁车台在未与空车线对准位时迁车台的推车器就推空车，控制回路中采用空车线对位开关和定位器打开的信号作为推车器启动推车的条件。

9）为防止迁车台上空车未完全推出时迁车平台就向重车线移动，控制回路中采用反映空车位置的信号作为迁车台移动的条件。

10）为防止空牛前限位失灵，发生空牛出轨故障，在控制回路及程序中增加时间条件，在整定的时间内确保空牛停止动作。

11）为保证重车铁牛将整列重车的第一节重车牵引到摘钩平台上，以便能够通过摘钩台向翻车机送第一节重车时而第二节重车不在摘钩平台上，控制回路中采用限位开关动作计数的办法来控制重车铁牛停止牵车和液压止挡器升起。

12）为保证重车铁牛接车挂钩后便停止前进而转入牵车状态，控制回路中采用过电流继电器来保证重车铁牛挂钩后及时停止运转，同时过电流继电器可以保证重车铁牛挂钩后牵车时过负荷，避免过电流烧毁电动机。

13）为避免第三节重车越位进入摘钩平台时摘钩平台升起，控制回路中采用了第二节重车越位保护开关，以防止事故的发生。

6.2.3 煤场设备的控制

6.2.3.1 概述

煤场设备是保证储煤和取煤的关键设备，在电厂输煤系统中，常用的煤场设备有斗轮堆取料机、门式斗轮堆取料机和其他设备。煤场设备动作幅度大，情况复杂，它的工作状态随时都有可能发生变化，必须细心操作，同时要加强自动保护措施和监视。由于煤场设备的型号种类比较多，但其控制原理大同小异，所以仅以斗轮堆取料机为例，介绍其控制方法。6.2.3.2 斗轮堆取料机的种类

堆取料机按其功能可分为堆料机堆料作业、取料机取料作业、堆取料机堆取料作业、混匀堆料机均化堆料、混匀取料机均化取料。

堆取料机按形式可分为门式斗轮堆取料机大跨度双梁，桥式取料机大跨度单梁，圆形料场堆取料机桥式或摇臂式，刮板式取料机桥式或人字式，普通摇臂式具有悬臂、俯仰、回转功能。

按尾车功能又分为：固定单尾车堆料、取料；活动单尾车堆料、取料、直通或折返取料、

提高回转角度范围；固定双尾车堆料、取料、直通；活动双尾车堆料、取料、直通或折返取料；伸缩升降双尾车堆料、取料、直通、提高回转角度范围降低落差。

6.2.3.3 取料机电气控制系统的组成

斗轮堆取料机电气控制系统的控制是由以下几个部分组成：悬臂皮带的正反转控制、尾车堆料皮带的控制、尾车升降的控制、悬臂俯仰的控制、悬臂回转的控制、取料斗的控制及辅助设备的控制。

6.2.3.4 斗轮堆取料机的集中控制控制方式

斗轮堆取料机的集中控制控制方式有两种，手动控制和自动控制，先进的斗轮机控制台如图6-5所示。

图6-5 斗轮机控制台

（1）手动控制

手动控制，就是将斗轮堆取料机的所有电气控制开关，集中到斗轮堆取料机的操作台上，由值班司机按照其工作方式以一定的启动顺序对设备进行单一的启动控制。这种控制方法主要是用于设备检修后的调整试验和复位以及自动控制故障时作后备控制。

（2）自动控制

斗轮堆取料机的自动控制，就是将斗轮堆取料机的所有与工作顺序控制有关的设备，按工作方式编好程序，通过选择运行方式开关，确定堆料还是取料，然后进行自动启动。斗轮堆取料机自动控制程序框图如图6-6所示。

图6-6 斗轮堆取料机自动控制程序框图

斗轮堆取料机的自动控制系统常以可编程序控制器为核心。可编程序控制器具有体积小、现场适应性强、运行可靠、接线简单等优点，其接线原理图如图6-7所示。在设备启动前，先选择运行方式，然后由值班人员发出控制指令，参加控制的设备便按照程序自动启动。设备启动正常后，选择工作方式，可以选择手动控制堆料或取料，也可以选择自动工作方式，设定悬臂角度、高度、行走距离等，进行自动控制。

图6-7 斗轮机可编程序控制接线原理图

（3）斗轮机电气联锁保护措施

为了保证斗轮堆取料机的安全运行，必须有必要的安全保护措施。例如DQ8030斗轮堆取料机有下列联锁保护措施：

1）行车走动与夹轨器联锁。大车行走前，夹轨器必须松开，否则大车不能前进或后退。

2）辅助油泵与回转油泵联锁。辅助泵启动后油系统压力未达到5MPa时，回转油泵不能启动。

3）斗轮电动机与悬臂皮带取料联锁。悬臂皮带启动后，斗轮电动机才允许启动；悬臂皮带停止运行，斗轮电动机联锁停止。

4）悬臂皮带与堆料皮带联锁。堆煤时，悬臂皮带启动，联锁堆料皮带启动；悬臂皮带停止运行时，联锁堆料皮带停止运行。

5）堆料皮带与煤场皮带联锁。堆煤时，堆料皮带启动后，联锁煤场皮带启动，接点闭合；堆料皮带停止运行时，煤场皮带联锁停止。

6）煤场皮带与悬臂皮带联锁。取煤时，煤场皮带启动后，联锁悬臂皮带接点闭合，悬臂皮带才允许启动；煤场皮带停止运行时，悬臂皮带联锁停止。

7）斗轮事故联锁。运行中，斗轮系统发生异常时，发出事故音响，断开主控制回路。