带式输送机信息采集和自我调节的综合监控平台

　　摘要：以电厂输煤带式输送机为研究对象，讨论现有带式输送机的不足，分析其产生的原因，并提出改造方案和建议。

　　关键词：带式输送机；防尘设备；跑偏保护装置　　文献标识码：A　　中图分类号：TH222

　　文章编号：2096-4137（2019）16-003-03　　DOI：10.13535/j.cnki.10-1507/n.2019.16.01

　　0　引言

　　在电力系统中，火力发电厂粉尘、废气、污水的处理一直是环境保护的短板，有效降低排放是提高发电效率、改善大气质量和缓解能源约束的重要举措。电厂输煤系统的物料输送的大小和物料的落差容易导致胶带在运行中出现偏移，给正常运行带来安全隐患；粉尘、噪音、湿度等导致输煤系统是电厂环境的重灾区。电力生产作为社会经济发展的主力军，更应清洁化、高效化、科学化。带式输送机信息采集和自我调节的综合控制平台，就是根据这一理念并结合发电厂的实际情况而设计的具有一定人工智能的集提高安全生产系数、降低能耗、美化环境为一体的综合检测装置。

　　1　项目概况

　　湖北汉川电厂依汉江而建，三期工程２台1000MW机组满负荷运行一天需要15000t原煤燃料，带式输送机作为输煤主要设备广泛应用于电力企业，其设备自身的不稳定性给企业的安全生产带来一定的影响：①输送的物质给企业生产造成环境的污染；②输送带跑偏，引起皮带与滚筒非正常磨损，缩短了滚筒和皮带的使用寿命；③由于缺少温度、振动、照明等有效的监控措施，导致传动设备发生故障而不能及时得到控制，影响其使用寿命，也容易形成安全隐患。

　　因此，根据国家对企业不断创新、打造精品企业的要求，采用新型信息采集和自我调节的综合平台十分必要。带式输送机信息采集和自我调节的综合控制平台包括PLC可编程控制器、粉尘采集系统、温度采集系统、振动测量系统、采光和照明系统、胶带跑偏和调节系统、堵煤系统、除尘系统、喷淋系统、物料采集系统、防撕裂装置等。该综合控制平台可按输送系统栈桥设定分单元监控平台与主控室连接。

　　2　除尘设备的优化

　　2.1　粉尘的形成及危害

　　粉尘形成的原因如下：①胶带输送机机头与下条胶带输送机的高低差，由于输送的物料在机头形成抛物线经落料管落入下条胶带输送机机尾，就形成了落差，物料中的粉尘因管内风压使其往上通过落料口飞出形成扬尘环境污染源；②胶带输送机机尾导料槽的密封性能较差，进入落料管的物料中的粉尘由于落差的原因经导料槽两侧下部向外喷出，形成扬尘环境污染源；③由于通用设计将除尘装置安装在机尾导料槽中部，没有在扬尘源头进行吸尘，才造成粉尘污染环境。粉尘不仅容易吸附在电气设备上，工作现场湿气大可能造成电气设备误动或拒动，造成安全危害，此外，粉尘对工作人员的身体健康也有不可估量的伤害。

　　2.2　除尘设备的选型

　　原有除尘设备采用多管冲击式除尘，该装置整体结构自动冲洗、加水、排污自动化控制。通过应用发现3个弊端：①水位过低时，除尘效率会下降；②水箱必须经常除污，否则容易堵塞，除尘时噪音过大；③没有粉尘传感装置，导致不停运行浪费能源。因此，除尘设备的选型应做到以下7点：①选用喷雾式除尘器；②选用DFM/PZ空间粉尘检测仪；③吸尘风机选用煤尘离心通风机JC系列产品（带变频器）；④风管采用3mm厚不锈钢板制作；⑤防尘（隔音）罩采用活动板房材料制作，板房材料中间选用金属棉隔音；⑥噪音检测装置选用NL-27分贝仪；⑦喷淋系统采用不锈钢管制作，配电磁阀和喷头。

　　2.3　优化后的除尘设备

　　优化后的除尘设备由喷雾式除尘器、粉尘浓度检测装置、噪音检测装置、喷淋系统、吸尘风机、风管、防尘（隔音）罩等构件组成，如图1所示。其工作原理为：当粉尘浓度传感器超过设定值时，会启动上部的吸尘风机吸走颗粒小的粉尘，下部启用喷雾设备处理颗粒大的粉尘。该设备的机头和机尾采用全隔音板全封闭式（可以分开拆卸），封闭室内按照传感器的感应要求分层装粉尘浓度传感器。注：1-风机；2-风管；3-机头防尘罩；4-粉尘检测装置；5-喷淋装置；6-胶带输送机；7-楼板；8-机尾防尘罩；9-喷淋除尘器；10-噪音检测装置。

　　图1　优化后的除尘设备

　　当输煤系统运行后，防尘罩内粉尘浓度检测装置开始工作，只有在粉尘浓度超过设计值时，粉尘浓度检测装置将检测数据传递到PLC可编程控制器，PLC可编程控制器发出吸尘风机启动、喷雾式除尘器开始运行指令，从而达到除尘和节能的目的。当输煤系统运行停止运行后，PLC可编程控制器接停止运行指令，启动喷淋系统，对防尘罩壁和地面进行冲洗，以实现净化环境的目的。

　　3　堵煤保护装置的优化

　　堵煤保护装置的作用是当皮带输送机头发生堵煤时，使带式输送机自动停机。现有的堵煤保护装置在机头煤仓口安装一个堵煤保护探头，当堵煤触及到堵煤保护探头时，自动停机报警。缺点是测量不够准确，经常发生误报警，造成负荷停机和人工疏通导料管，影响锅炉正常运行。装置如图2所示。

　　对堵煤保护装置优化后，采用多点红外线测量与高清晰摄像装置，当机头落料管内物料堵塞堆积切断红外线射线时，信息传递到PLC可编程控制器，PLC可编程控制器发出摄像装置开启指令，只有在红外线和摄像装置核实堵料，PLC可编程控制器发出报警，同时下达停机指令。

　　注：1-胶带输送机；2-落料管；3-红外线检测装置；4-摄像头；5-落料管；6-滚筒。

　　图2　优化后的堵煤保护装置图

　　4　跑偏保护装置的优化

　　跑偏保护装置的作用是在输送带发生轻跑偏时发胶带跑偏报警，发重跑偏信号时停胶带输送机。缺点是不能参与提前纠正胶带跑偏，经常导致负荷停机，严重威胁输煤系统安全运行和造成企业巨大的经济损失。

　　经优化后，采用红外线传感器作为跑偏轻信号与电动胶带调偏托辊连锁，当胶带跑偏超过胶带中心线100mm时，红外线传感器射线被胶带遮挡，信号传递到PLC可编程控制器，PLC可编程控制器发出胶带纠偏指令，电动胶带调偏托辊开始调整胶带，当胶带经调整正常后红外线传感器将信息传递到PLC可编程控制器，PLC可编程控制器发出电动胶带调偏托辊复位信号，电动胶带调偏托辊复位。预防重跑偏导致停车和撕裂胶带的事故发生。设备选型上，调偏托辊采用MTS系列产品；执行机构选用DC系列产品，行程为300mm，0.5kW，380V，50Hz；红外线传感器选用G3AD系列产品。

　　5　温度保护和振动保护的优化

　　以往温度保护和振动保护都在电机和轴承上安装设置，有效地保护了电机和轴承。经过实验证明，当输送带在驱动滚筒上打滑，驱动滚筒和输送带摩擦导致高温和振动，严重影响设备寿命。所以必须在皮带机的主滚筒和皮带接触面附近加装温度和振动探头。设备选型上，振动检测装置选用AM63A型测振仪，温度检测装置选用智能无线温控器TP603系列产品。

　　6　喷淋系统的优化

　　现在汉川电厂三期输送带沿线多采用人工冲水，不但费时费力，还会存在很多人身安全隐患，同时因为冲水人员对设备不了解，导致设备进水影响设备使用周期的问题也时有发生。对喷淋系统优化后，沿皮带沿线设置喷淋头，采用梯级喷射由上而下分段冲水，设置全自动和人工手动模式。

　　7　采光和照明系统的优化

　　输煤沿线多采用常开式照明，对能源的消耗很大，由于长时间使用经常会出现成片的照明不能点亮，有些位置存在采光不足，影响安全生产。优化后，输煤沿线采用全程可调节太阳能照明系统，要求皮带机运行时点亮沿线，停用时采取节能照明或者部分点亮应用。优化后的系统按输送系统栈桥设定，分单元监控平台与主程控室相连。

　　8　结语

　　电力工业是国民经济的基础产业。本文优化后的带式输送机信息采集和自我调节的综合控制平台能更加安全可靠地保证1000MW机组用煤要求，真正达到了节能环保的要求，为保障发电企业健康持续发展、守护祖国青山绿水作出贡献。

　　参考文献

　　[1]　梁钦．带式输送机转载点负压湿式除尘装置研究[D]．太原：太原理工大学，2015．

　　国电汉川发电有限公司，湖北 汉川

　　郑　科

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