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： 工控机：ADVANTECH IPC-610、P4/2.8GHz/80Gb/512Mb/CP1613 网卡/19’LCD 1套； 电源：SITOP电源 24VDC/10A 1个; PS307 24VDC/5A电源模块 6套； UPS 3KVA在线式 1套；； SM 322 DI模板4块； SM 331 AI模板 4块； CP343-1 以太网模板 2块； CP342-5 DP模板 2块； ET200M IM 153-1分布式接口模板 4块。 （2）驱动配置组成 变频器采用伟创AC60矢量控制系列产品，其产品配置如下： 变频器AC60：3台（控制煤仓下料驱动）； 变频器AC60：4台（控制皮带驱动）； RS485串行接口CBP2：7块； SITOP电源380V AC/24VDC/10A ：7个； 驱动装置：SEW-EURODRIVE 轴装式电机/减速机一体化装置 7套（3）网络及软件配置 TP22 6GK1105-2AE00 1套； TP62 6GK1105-2AB10 1套； 系统: WINDOWS XP：1套； 组态王6.0+SP3 RT 64K：1套； RC 64K 1套； SOFTNET-S7 V6.2 2套。 五、工程服务

5.1 设备的质量保证 本项目的设备主要包括： 系统的硬件：控制站、操作站； 软件：WINDOWS XP、系统软件等。 本公司把本行业产品的国际标准和国家标准作为最低标准制定企业产品标准，达到国内领先水平，强化技术培训和质量意识教育。

5.2 工程服务的质量保证 公司在管理、运作中都有严格的规范和保证，尤其在技术开发、工程服务方面，更是将质量视为生命。 为保证工程的顺利实施，我公司将作好工程管理组织工作，采取诸多措施以按质、按期完成现场工程进度的要求.

6.3工程设计联络会议 双方合同生效后，本公司将按“设计联络会控制程序”“设计联络会纪要”筹备设计联络会。主要解决的问题为： 本公司介绍系统的结构、特点、组成、硬件、软件等，并进行现场操作演示； 用户介绍本单位的概况，项目的工艺流程，设备控制要求等，并向供方提供下列资料： （1）系统工艺及仪表流程图 （2）系统框图及其说明 （3）系统顺序控制框图及其说明 （4）采样点清单 （5）工程显示及操作画面说明书 （6）系统生产及统计报表要求说明书 （7）控制装置及仪表地理位置分布图 （8）供电电源状况及要求 （9）接地系统现状和要求 （10）环境、温度、温度、振动、腐蚀、粉尘等情况 讨论供方按合同要求提出的硬件、软件、系统的设计方案，对设计方案加以补充、修改、取得一致意见后，形成会议纪要，会议纪要应包含如下内容： （1）控制采集点清单确认书 （2）控制方案及控制框图确认书 （3）流程显示和操作画面要求确认书 （4）各种报表要求确认书 （5）其他控制或能信功能确认书 （6）系统组态时双方的分工