曹惠荣

（福建龙净环保股份有限公司，福建 龙岩 364000）

1 工程概况

靖远第二发电有限公司位于甘肃省东北方向的白银市平川区境内，距离兰州市东北方向约132 km，西南距离靖远县26 km。厂址东侧及北侧为旱平川工矿区城市规划的建筑街坊，南侧为兰宁公路，西侧为响泉沙河，北侧为起伏的丘陵。靖远电厂一期4×200 MW燃煤机组属于国电靖远发电有限公司，靖远电厂二期、三期工程共装设4×330 MW燃煤机组，属于靖远第二发电有限公司。二期工程（5#、6#机组）于1997年建成投运，三期工程（#7、#8机组）于2006年建成并投运。本次改造范围为电厂二期（5#、6#机组）工程2×330 MW的除灰系统及其相关设施，拆除原水力除灰系统，新增正压气力输送系统。

2 工程设计的要求

本期工程将原有5#、6#机组水力除灰系统改造为正压气力输送系统，将除尘器和省煤器飞灰输送至灰库储存，粗细灰分储，2台炉配一套出力为60 t/h的分选系统。灰库设置干灰散装机和制浆机。干灰通过散装机卸入罐车外运综合利用，多余干灰可通过制浆机制成灰水比1:2的灰浆，通过柱塞泵排至灰场。灰库设置在浓缩区，灰库总容量大于等于3 300 m3。捞渣机溢流水，本期改造过程中采用自然蒸发方式；冷却水采用自循环方式，不再向灰浆池排水。排入灰浆池化学废水及脱硫废水新增耐腐蚀排水泵排至浓缩池，通过中和后，由柱塞泵（1台柱塞泵改造为变频调速）排至厂外。

除灰系统采用正压浓相输灰系统。每台炉为一个独立的除灰单元，设1套气力输送系统，每套系统出力为80 t/h。对于设计煤种，留有约57%的裕量；对于校核煤种，留有50%的裕量。输送空压机、灰斗气化风系统及灰库，均按2台锅炉设置。

除尘器和省煤器每个灰斗下设置一台仓泵，将收集的灰经由进料阀进入仓泵，由压缩空气通过管道将灰输送至灰库储存。灰库中干灰可通过干灰散装机直接装入飞灰罐车。2台炉共设2座Ф12 m钢筋混泥土灰库（每个1 100 m3）、2座脱水仓改造灰库（每个550 m3）、2座原灰库，灰库总容量为3 300 m3。此外，还有1座粗灰库和1座细灰库。2台炉设一套出力为60 t/h的分选系统。同时，在一、二电场除尘器下，仓泵出口的灰管道上设飞灰取样装置。

每台炉设3根灰管，电除尘一电场、省煤器分A/B两侧各设1根粗灰管（共2根粗灰管）（备用1根粗灰管），二、三、四电场设1根细灰管。当一电场故障停运时，二电场A/B两侧可分别切换至一电场两根灰管运行。粗、细灰管经管道切换阀，能进入任何一座灰库。分选系统正常运行时，除尘器及省煤器灰斗的灰输送至原灰库贮存并进行分选；在分选系统不运行时，来自电除尘一电场飞灰可进入原灰库和粗灰库，除尘器细灰输送至细灰库储存。4座灰库可贮存2台炉设计煤种BMCR时，约24.3小时（校核煤种时约23.3小时）的灰量。每座灰库的底部设有3个卸灰口；1个原灰库下设2台制浆系统和1台干灰散装机。另一个原灰库下，设1台干灰散装机和1个分选系统接口，并预留1个干灰卸料口。粗灰库下设2台干灰散装机。细灰库下设2台干灰散装机，预留1个干灰卸料口。为防止污染，干灰散装机处设置负压吸尘。

2台炉输灰用气空压机及后处理设备布置在灰渣泵房内，设有5台48 m3/min、0.7 MPa的螺杆空压机以母管相连，4台运行1备用；5台48 Nm3/min的微热干燥机以母管相连，4台运行，1台备用，为飞灰输送提供压缩空气。输灰用气空压机及后处理设备的出力由承包方进行复核，应不低于技术规范要求。

为保证电除尘器灰斗和灰库内灰的流动性，保证卸灰的通畅和均匀，目前三、四电场已配3台除尘器灰斗气化风机，2台运行，1台备用。将原有3台灰斗气化风机增容改造，以满足两台炉4个电场所有灰斗气化风量的要求，同时每炉各增设1台电加热器，灰斗气化风机及电加热器均布置于灰渣泵房零米。3座灰库设3台灰库气化风机，2台运行，1台备用。灰库气化风机布置于回水泵房内。气化风经电加热器加热至150 ℃，进入气化板和气化槽，并在4座灰库顶部设4台布袋除尘器。同时，增设2台12 Nm3/min、0.7 MPa的螺杆空压机，2台12 Nm3/min、0.7 MPa的干燥器，均为1台运行，1台备用。

灰库下部2.8 m层设装车操作室，操作室内设操作台，并在零米设有汽车通道。

原灰库下各设1套设制浆设备。制浆设备设2台Q=160 m3/h、P=0.65 MPa、N=55 kW 的 380 V 制浆水泵，1台运行，1台备用。制浆设备布置在浓缩池下，将粗灰加水混合成为灰水比约为1:2的灰浆排入回水池。经搅拌机搅拌混合后，用喂料泵输送至柱塞泵，再由柱塞泵通过灰浆管道输送至厂外的胶泥淌灰场。柱塞泵及以后的灰浆输送可利用原有浆液管道输送至胶泥淌灰场。脱硫废水、化学废水新增2台Q=60 m3/h的耐腐蚀泵，从灰浆水池将脱硫废水和化学废水输送至浓缩池作为制浆水源。

为了开拓干灰综合利用的市场，提高粉煤灰综合利用率，满足不同用户对粉煤灰品质的要求，灰库设一套出力60 t/h的粉煤灰分选系统，采用闭路循环分选形式。其中，一座原灰库库底设一台分选系统的气灰混合器，粗灰库顶设一台分选机，细灰库顶设一台旋风收尘器。在细灰库外零米设一台高压离心风机。系统为可连续运行，也可定期运行。

刮板捞渣机排渣，经自卸汽车运送至一期灰场，捞渣机冷却水溢流至灰浆池用作水力除灰。冷渣和排渣过程水的汽化损失和湿渣带走的水量，通过自动补水维持正常水位，补水的同时可用作捞渣机紧急补水口补水。捞渣机驱动链条冲洗水用另一路水。为了实现水位平衡，需要增加高、低液位计，连续料位计及温度计，在水位下降时自动启动紧急补水。恢复原有水位时，需自动停止补水，以维持水位平衡。每台炉设2台立式排污泵，布置在锅炉房零米的排污水池，流量为30 m3/h，压力为0.2 MPa，1台运行，1台备用，且定期将排污水打回捞渣机[1]。

改造后，除灰系统图如图1所示。

3 设计与选型

根据上述工程的要求，控制对象有：5号炉、6号炉共72个仓泵电动阀门；电加热器4台；气化风机6台；出口阀4台；螺杆式空压机7台；微热再生吸附式干燥机7台；立式排污泵4台；脱硫、化学废水泵2台；制浆水泵2台；灰水混合器2台；搅拌机2台，喂料泵2台；布袋除尘器4台；高压离心风机1台；变频调速给料机1台；干灰散装机6台；加湿搅拌机2台；库顶切换阀18台。根据工艺要求列出要控制的对象IO点数，共有开关量输入DI 672个点控制点，输出DO 484个控制点，模拟量输入AI 112个控制点，模拟量输入AO 8个控制点。根据控制点数，选择施耐德QUANTUM PLC[2]。

图1 除灰系统

4 控制系统的硬件与网络选择

硬件。人机界面PC采用研华IPC 610工控机和21寸工业级液晶显示器，监控软件选用Intellution公司的IFIX3.5软件；主站选用Modicon QUANTUM的热备冗余PLC，CPU型号为140CPU67160，相应的编程软件为Unity Pro 2.3；5#炉飞灰输送控制系统、6#炉飞灰输送控制系统、灰库控制系统、气源控制系统应采用远程RIO，使整个气力输灰控制系统分散控制、集中管理，加强了控制系统的安全性和可靠性。

网络。主站与远程RIO分站均采用双缆冗余结构通信。PLC与PC之间通过冗余以太网进行通信，每台PC配置2块以太网网卡，配置2台赫斯曼RS2-5TX/FX交换机，从而实现网络的冗余。一旦A网故障，B网可以零时间实现切换，提高了整个系统的可靠性[3]。

网络拓扑图，如图2所示。

图2 网络拓扑

5 结 论

在靖远第二发电有限公司EPC改造项目中，电气设计至关重要。EPC改造项目的特点是项目大、控制内容多、时间紧等，故设计人员要有一定的经验，选型要准确，控制要符合工艺。事实证明，此项目电气设计采用双机热备、网络冗余的控制系统更加安全、稳定、可靠，操作更简单，且控制灵活、维护少，大大减少了电厂运行人员的工作量，且各阶段运行参数在上位机上方便修改，保证了系统稳定、良好、安全地运行。

[1] 原永涛，蒋学典.火力发电厂气力除灰技术及其应用[M].北京：电力工业出版社，2002.

[2] 魏潇韩.电气设备自动控制系统中PLC控制系统的运用分析[J].山东工业技术，2015，（17）：138.

[3] 郭宗仁.可编程序控制器及其通讯网络技术[M].北京：人民邮电出版社，1999.