采用西门子称重积算仪实现给煤机控制系统的改造方案

制粉系统是燃煤火力发电厂的重要组成部分，其运行的好坏直接影响锅炉运行的安全与经济性。而在所有影响制粉系统运行的条件中，如何保障给煤机的长期稳定工作又是一件看似简单，但又要经常面对的问题，同时也是选择性能卓越的给煤机控制系统也是解决电厂节能降耗主要手段之一。

一、概述

通常火电厂燃料费用约占发电成本的75~80%，节能降耗也是火电厂需要急需解决的关键技术问题。近年来，各火电厂新建的机组几乎全部采用皮带称重式给煤机，越来越多的电厂也开始对已有的老机组的给煤机进行改造，以替代原有的振动给煤机或刮板给煤机，以及低端的称重给煤机。

内蒙古丰泰发电有限公司#1 200MW机组于2001年12月28日“168小时”试运成功，步入生产经营期。丰泰发电厂在实施西部大开发、西电东送战略的同时，也对保证内蒙古自治区首府供电和经济发展、乃至增强电网供电能力，增加向北京送电潮流均起着重要的作用。

二、问题的提出

内蒙古丰泰发电有限公司1#机组给煤机控制系统是随国产给煤机配套的控制设备，近年来，给煤机发生多次保护误动作跳闸或给煤机启动故障，造成磨煤机的停运或启动延误，影响了机组的安全、经济运行，无法适应机组的自动化控制要求。

原控制系统的9224控制器（包含I/O板）为国产给煤机生产厂自行开发的给煤机专用仪表，其本身具有流量PID控制功能，同时又固化了I/O逻辑控制功能，但用户无法自行更改其控制逻辑，导致在某些情况下出现系统不稳定并经常误动作停机的现象，同时带来了另外一个问题：系统的维护量较大，基层工作人员对此意见很大。

三、改造方案

3.1 称重式给煤机的工作原理   

用传送皮带传送的给煤质量都可以用下面方程（1）表示

其中，Q:在0～t1时间内传送的质量，kg；q:瞬时给煤速度，kg/min；W: 单位长度上给煤质量(装料密度)，kg/m；v: 皮带速度，m/min。

皮带进给距离[l]和皮带进给速度[v]的关系式是：l=vt,如果t=0时l=0则在t1时刻皮带的进给距离为l1=vt1。因此，上面的方程（1）可以转换成下面方程（2）形式：

方程（2）关系式表示图1中A、B、C所包围的面积就是皮带传输的质量。

图1：皮带传输质量计算 注：W=f(l):任意进给量[l]处的装煤密度，Wdl：微元进给量（dl）传输的质量。

从上面所述可以清楚地看到，测量传输质量时，必须先测定瞬时装煤密度和此时刻皮带的微元进给距离，然后将测量值作为输入信号输入到具有乘法和积分功能的计算设备中，给煤机可以主要分为四个部分，即装煤检测器、皮带进给量检测器、综合控制器和驱动单元。     从称重式给煤机的工作原理可以看出，除了称重给料机的称重传感器及称重测量部分所采用的结构原理之外，具有乘法和积分功能的计算设备（称重积算仪）的性能对整个给煤机控制系统的性能稳定、控制精确以及长期可靠运行起着关键作用。 3.2 方案的选择     一般地讲，给煤控制配料所用的称重给料机的控制器分为三种模式：单机控制器、机组控制器、PLC型控制器。

单机控制器一般采用和皮带秤配套的带控制功能的积算仪或采用以单片机技术为基础的控制器来实现，优点是配置灵活，与称重给料机一一对应使用，一台设备出现故障不影响其他设备工作，属于分布式控制；缺点是能实现的功能受到限制，经常需要配其他控制系统才能实现较为复杂的控制功能。

机组控制器是以PC总线工控机为基础，优点是功能强大，操作直观方便，属于集中控制；缺点是系统可靠性不高，目前采用这种方式的厂家并不是很多。

PLC型控制器是以