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刘一麟 外文翻译3

发布时间:2014-03-08 15:01:36  

一份关于火力发电厂控制入煤量的

综合计量的设计方案

Chuanjiang Li,Zhiqiang Zhang1,Tom Ziming Qi2,Jinlong Xu3

1信息和机械工程学院,上海师范大学,上海,中国

2.电技术部门联合理工学院,奥克兰,新西兰

3.3.浙江长兴发电有限公司,中国

摘要:为了大大提高火力发电厂煤的燃烧效率,在控制入煤量的过程中,每个锅炉和煤仓中都应用了一套计量方案。该篇论文呈现出一个全新的控制方法,即基于煤的运输和刨煤机的位置,来获取相应的数据

索引词:火力发电厂 控制入煤量 综合计量

一.介绍

在中国,80%的电能来自火力发电厂。为了提高煤的燃烧效率,面临的最大挑战就是对入煤量的控制。在大多数传统控制入煤量的方法中,每个锅炉中消耗的煤量都是通过取总体煤量的平均值估算出来的。因此,不可能准确无误地估计出每个锅炉中到底有多少煤。还有一些控制入煤量的做法是在每个锅炉和煤仓中使用定秤来估计各个锅炉和煤仓消耗的煤量。如此以来,可以大大降低消耗煤的总量。然而,在控制系统中如此大规模的使用定秤,无形中增加了装置的费用和复杂性。一个可选择的设计方案就是在每个锅炉的第一个煤仓中安装一个定秤,这样可以减少使用定秤的数量。但弱点在于同等程度上也降低了计量的精确性。当前,应用着一种电脑技术来估计每个锅炉和煤仓的入煤量。它依靠于运输过程中的定秤和刨煤机的位置来获取数据。该篇论文呈现的是一家中国火力发电厂的设计方案。下述实验验证了一个低成本并切实可行的改进煤燃烧效率的方案。

二.背景和技术

A.工业要求

如图1所示,运输的任务是将煤供给到每个煤仓和锅炉。现该方案中有4个锅炉:1#,2#,3#,4#。每个锅

炉都有5个煤仓,如在1#锅炉中

有煤仓1A,1B,1C,1D和1E。6A

和6B运输线路为所有的煤仓运送

煤。在运输过程中,除了开门的

4#煤仓,其他所有煤仓的煤都是有

刨煤机来分配。因为4E煤仓处在

运输的末端。每个煤仓都有两个刨

煤机,分别位于6A运输线路和6B

运输线路上,刨煤机受临近的传感

器检测、监控。

5A和5B运输线路中安装并设有

定秤,煤通过定秤之后运送到6A

和6B运输线路上。

图1 火力发电厂中控制入煤量的过程

在应用该套方案之前,该火力发电厂的工作人员是从5A和5B运输线路中的定秤收集数据来估计每个锅炉中消耗的煤量。由此可见,此种方法计量既不精确,劳动成本又高。

B.应用技术

组态软件iFIX是一种工业控制软件,是由国际通用电气发那科股份有限公司研发的。该项软件应用于监测控制和数据采集。Basic程序语言是微软公司事件驱动编程语言可视化基础的实现,Basic程序语言能够嵌入组态软件iFIX中来完成复杂的计算和对程序的控制。在中国,大多数的火力发电厂都采用iFIX来完成监测控制和数据采集。

三.系统设计

A.监控系统硬件设计

在线监控系统如图2所示,新的以太网转化器和以太网集线器硬件串行接口RS232添加进了当前的系统中。

以太网转化器ADAM-4571的串行接口RS232通过定秤5A和5B

,经由串

行接口RS232的电缆线来采集数据,同时再经由纤维状的数据线转移到组态软件iFIX的中央控制系统中。

图2 监控系统硬件

B.数学模型

如图3所示,由于运输速度v是一个常量,并且从定秤到刨煤机的距离是已知的。不妨设煤从定秤到达刨煤机所用的时间为T1,T2,...,Tn,每秒内通过定秤的煤的总数记作dU1,dU3,...,dUn。

由此可见,i号煤仓消耗的煤量Wi为:

Wi = Wi+dUT (1)

直到运输结束,最后一个煤仓消耗的煤量Wn为:

Wn= Wn+dUTn (2)

图3 煤流与到达时间之间的关系

C.软件开发

该方案的软件流程图如图4所示,在初始化阶段,把T1,T2,...Tn输入到系统中,然后系统准备接收初始化的

Wi。最终,程序开始反复循环,

在复位时间装置中,通过定秤上计

数的重量作为△U输入到系统中。

将dUk设为在t时间通过5号

运输线路定秤上的总煤量。当煤经

过定秤时,k为0。当时间t增加

到1时,将dUk的值分配给dUk+1。

所以,k为dUk从定秤出发的时间,

k的最大值为Tn/t.

我们也还需要确定刨煤机的

状态,如果刨煤机处在向上拉起的

状态时,那么Wi无需改变,反之

Wi=Wi+dUTi。在运输结束时,最

后一个刨煤机(n)的

Wn=Wn+dUTn/t。

图4 软件流程图

四.实验:

一个工控个人计算机的显示面板如图5所示,计量出的数据结果可以实时地报告出来。

图5 一台工控个人计算机的显示面板

当这个方案应用到控制入煤量的系统中时,消耗的煤量可以报告出来。如图6和图7所示。图6展示出一个工作日内每一次轮换时消耗的煤量以及所有轮换次数合起来消耗的总煤量。图7所示是锅炉的各个煤仓消耗的煤量。

图6 1#-4#锅炉一天三次轮换的数据报告(以吨为单位)

图7 1#-4#锅炉内每个煤仓的数据报告(以吨为单位)

当该方案还没有应用到控制入煤量的系统中时,通常情况下,每个锅炉中消耗的煤量是通过取总煤量的平均值来估计得。因此,不可能精确地估计出每个锅炉中的煤量。如果工作人员必须计量处煤仓中煤量的话,那么使用超声波测量仪或者定秤来估计出消耗的煤量。当工厂中的工作人员想要知道每个锅炉所需的煤量时,这就必须要依靠工作人员的经验来估计出消耗煤的时间和煤燃烧的效率。

当新的系统安装使用时,系统中影响计量公差的主要原因是:

? 在运输过程中,通过定秤时的计量公差为0,25%

? 刨煤机的开关时间为2秒,每个煤仓有20分钟的时间以600吨/小时的速度向锅炉中加煤,这样以来计量公差为2/(60×20)=0.17%

同样,就其他的计量公差而言,例如:错误地使用刨煤机所引起的误差、错误;当计量公差为0.52%时,计算出来的煤的燃烧效率会有所提高。

这套计量系统在火力发电厂中安装使用后,在提高了煤的燃烧效率的同时,每千瓦时消耗的煤量减少了1.2克。

五.总结:

该实验向我们展示出了一个低劳动成本,并且切实可行的提高煤燃烧效率的方案,由于该设计成本低、计量精确,所以它适用于大多数中国的火力发电厂。

参考文献:

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[2] W.Wang,t.Qu,A.Chen and L.Li,Research of Fuzzy Statistics in Coal Transfer System of Plants(in Chinese),Journal of Tsinghua University (Sci&Tech),Vol.38,No.5,1998,pp.69-63.

[3] F,Hu and J.Wu.Research on the Computer Monitoring System for Coal Measuring in Power Plant (in Chinese),Measurement&Control Technology,Vol.28 No.10,2002,pp.30-32

[4] C.Li,Z.Zhang,J.Xu and T.Zhang,Design of Metering Coal Inlet According to Each Boiler and Bunker System,Industry and Mine Automation ,No 1 Feb.2008,pp.65-67.

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