配煤控制系统技术方案

配煤控制系统技术方案

一、技术背景

我国煤炭的种类、质量千差万别，消费结构呈现多元化，终端用户对煤质要求各不相同。如果直接燃烧，无法满足用户锅炉对燃煤的质量要求,不仅浪费煤炭资源，而且污染空气环境。配煤在冶金炼焦中有很久的历史，但自动配煤在中国是近几年才发展起来的。我国火力发电用煤约占原煤消耗的三分之一，而且发电用煤量的比例还会逐渐提高。由于煤耗量增大，运输能力不足，因此许多大型电站必须燃用混配煤。改善燃煤现状的技术途径是根据燃煤特性，有针对地采用燃前加工技术（洗煤、配煤等）、先进的燃煤技术和燃后净化技术来达到高效洁净燃烧的目的，而先进的燃烧技术和烟气净化技术需要对锅炉进行大量的技术改造，其费用昂贵，因此，在大力发展煤炭洗选的同时，积极发展自动混配煤技术，提高自动用煤的配煤比重是一种符合当前我国技术、经济水平的有效措施。燃用混煤时，若煤种选择恰当、混合均匀、配比合理，并创造良好的燃烧条件，则能发挥各煤种的优越性，取长补短，给锅炉的安全和经济性带来良好的影响。

二、本设计研究内容及意义

本系统以洗煤厂配煤系统为研究背景，在分析现场实际情况的基础上，需依照客户要求实现自动配煤系统数据的实时数据显示、历史数据查询、物料在线修改、报表打印等功能。为煤种短缺时及时替换提供方便，弥补了无法全面控制煤炭选择与调控煤质指标的不足，能生产出符合用户煤质指标的“新煤种”，不需对锅炉等燃烧器具进行

任何改造，就可以达到合理地利用煤炭资源，节约优质炼焦煤，扩大炼焦煤资源、保证焦炭质量等要求。

自动配煤是一项投资少、见效快，既能节约煤炭资源，又能减轻环境污染的洁净煤技术，其重要意义在于：

（1）提高和稳定动力煤质量，满足用户锅炉对燃煤质量的要求。

（2）提高锅炉热效率，节约煤炭资源。

（3）减少污染物排放，改善空质量。

（4）合理利用煤炭资源，提高煤炭企业的经济效益。

三、设计原理

3.1、配煤原理

配煤就是根据用户对煤质的要求，将若干种不同质量的煤按照一定的比例加工混配而成的混合煤，它是利用各种煤在性质上的差异，相互取长补短，最终使配出的煤在综合性能上达到最优状态，并且通过改变各单煤间的配比，以生产优质冶金焦,合理利用煤炭资源，增产炼焦化学产品，以满足不同用户的需求。配煤是炼焦煤准备的工序之一，炼焦或碳化前煤料的一个重要准备过程，即为了生产符合质量要求的焦炭，把不同煤牌号的煤按适当的成分比例配合起来，进行数据处理与逻辑运算，最后调节变频器的频率从而控制煤仓下料。

炼焦用煤品种较多，应用配煤技术，不仅能保证焦炭质量，还能合理地利用煤炭资源，节约优质炼焦煤，扩大炼焦煤资源。配煤技术涉及煤的多项工艺性质，如灰分、硫分、挥发分、粘结指数的配合性质。

通过配煤可以提供稳定的煤炭产品，取得比使用单煤更好的节煤效果。配煤不是煤之间的简单混合，配煤的综合性能超出了单煤，相当于加工出了—个“新煤种”。

3.2、配煤原则

为了使配合煤符合基本质量指标要求，从而保证质量，并有利于操作和合理利用煤资源，应采用如下经验方法进行配煤。

在配合煤中，全硫指标应低于1.6，灰分指标低于12.5，挥发低于28，粘结指数需高于85，把不同成分的煤按适当的成分比例配合起来，进行数据处理与逻辑运算，最后调节变频器的频率从而控制煤仓下料。

本设计中配煤系统实现的主要功能有：自动手动切换；调节信号；急停禁起信号；给煤机工作状态切换；对煤质参数（灰分、硫分、挥发分、粘结指数值等）自动计算；确定配比关系，发出相关指令；确定工作流程；显示流程画面；显示给定值、查询历史数据。系统配煤能力大、适应性强，调整范围宽，可实现多品种（煤种）、多台给煤机同时配煤，保证运输需求量，可实现同品种煤的均匀质量、不同品种煤的准确配煤，满足入洗和装车的要求。

3.3、本设计主要实现的功能

（1）准确稳定的配比功能

系统回路调节特性优良，调整范围宽，配煤适应性强，可实现多品种(煤种)、多台给煤机同时自动配煤，保证运输需求量；可实现同品种煤的均匀质量、不同品种煤的准确配煤，满足不同生产工艺的要

求。

（2）灵活的控制功能

可根据对煤质参数(灰分、硫分、挥发分、粘结指数值等)的分析，计算、设定、修改配比关系；设有集中控制及现场控制等方式，且控制切换方便。

（3）简单友好的操作界面

可在控制室图形工作站上完成整个系统的操作，形象地显示生产流程画面、参数设置画面、设备控制画面;还提供实时和历史数据的查询功能。

（4）完备的生产管理功能

可设定操作员、技术员和系统员三级操作权限；可打印配料报表、班报表、日报表、月报表、年报表等生产统计报表。

四、自动配煤系统的构成

整个自动配煤装置为生产现场无人化管理，所有的操作和监视均在中央控制室中进行，系统采用分布式计算机监控管理方式，一套组态王 6.0监控软件及工控机、7套SIMOVERT MASTERDRIVES 6SE70工程型变频器等控制单元构成一个基于工业以太环网的SCADA系统。其中各关键装置如：电机、变频器、调节控制器、分布式I/O之间数据传输采用RS485串行协议通讯方式，以确保高实时性和高动态响应要求，上位机组态王6.0组态软件作为HMI，通过操作画面对实时数据进行监控，，实现生产工艺过程参数的显示、记录、管理、产量统计、各类数据归档和安全连锁保护，同时通过VBA

编程实现报表输出、打印及预览等功能。系统需要监测电机启停、转距和转速等模拟量I/O和开关量I/O控制点,1套远程监控系统操作站。

4.1上位图形工作站

完成人机对话、数据处理、数据传输、输出控制、图形模拟、系统故障自诊断等功能；变频器加自动切换给煤机调节，使实际给煤量与设定量保持动态一致。系统可实现对原煤、产品煤仓下自动配煤全过程的监测与控制，可根据人工设定的给煤量对比调节。整个系统可在控制室图形工作站上操作完成。

为自动配煤系统上位图形工作站主要从以下几方面来实施：

1 数据库设计

2 图形界面设计

3 数据库操作

4 系统实现

5 应用程序编辑

6 系统功能实现

4.2、现场控制站

通过配煤控制系统，可实现配煤设备的自动启动和停止，实现手动操作与自动操作的集中切换，在线输入各种成分，经过数据处理与逻辑运算将控制信号经RS485串行接口与现场变频器通讯，控制煤仓变频器频率，从而达到控制煤仓下料量。

(1)硬件配置组成（1套控制柜）

其硬件主要配置如下：