火电厂原煤仓料位监控精确性研究与改进

火电厂原煤仓料位监控精确性研究与改进

吴毅弘 李玢

国家能源集团谏壁发电厂 江苏 镇江 212006

摘 要 燃煤电厂最基础的就是要保障原煤仓燃煤供应正常，准确的原煤仓料位监控为运行人员提供作业参考，避免因原煤仓断煤导致的磨煤机停磨情况，而现场多采用非接触式测量装置，由于各种原因导致料位监控会出现较大偏差，本文通过分析影响煤位监控的原因，并制定相应对策和提出可行性建议，使原煤仓监控功能更加完善，协助工作人员提高设备运行质量。

关键词 原煤仓料位 激光测距 数据比对

1引言

现代大型火电厂装机容量大，耗煤量大，一旦原煤仓断煤，可能会造成给煤机断煤，严重时导致磨煤机停磨，造成机组负荷下降，所以保障燃煤的供应是十分重要的。燃料运行人员主要以原煤仓料位计测量数据为依据，制定原煤的加仓策略，因此保证原煤仓料位数据测量的准确性、实时性和连续性，可以为机组运行人员提供参考，改善运行质量。但是现场测量环境复杂，粉尘大、雾气大、煤质性质不同，煤仓掺加城市生活污泥，都给测量实际煤位和推测煤仓煤量造成一定的困难。所以，更加准确的测量原煤仓料位，做到提前预警，才能做好燃煤供应的第一道保障。

2 影响煤位测量准确性的原因分析

2.1我厂现在使用的煤位测量装置是西门子妙声力物位监测Echomax XPS/XCT，原理是利用超声波技术测量。超声波物位变送器，顶装非接触式，利用超声波的时域反射原理，由于声波波长较长，发射角度大，声波在传播过程中会散射，折射等，所以受干扰程度较大，信号不稳定，受进出料振动的影响极大。

2.2原煤仓犁煤器的设计位置和燃煤的物理特性，在向原煤仓内落煤时，颗粒状、块状的燃煤在堆放时由于安息角的原因，不像液体形成一个平面，而是堆积为锥体，使超声波煤位测量的数据不一定准确。

2.3由于掺加大量褐煤，仓内粉尘浓度高，有大量的悬浮颗粒，原煤仓体积大，如果在内部空间的某处有一团浓度很高的粉尘，就会对超声波造成反射，造成虚假指示。^[1]

2.4在原煤仓中，挥发性物质、灰尘等呈粘糊状和灰尘一起积附在探头的发射面，阻碍了超声波的发射和接收，需要经常现场擦拭清理表面积粉积尘。

2.5掺烧城市污泥的影响，城市污泥为湿污泥含水量大约为60-70%，掺烧比例2%，若单个煤仓一直掺加污泥，由于水分大、污泥粘，很容易导致原煤仓出现搭桥、挂壁情况，导致料位变化不明显，或者出现料位测量突然大幅降低的情况，严重时导致给煤机断煤。超声波测量因测量原理不会及时反应这种情况。

3改进及采取措施

3.1设备改进

激光物位变送器，采用顶装非接触式测量，利用激光发射及采集反馈信号测量被测介质量程，能量高，量程大，灵敏度高，反映速度快，抗干扰性强，振动不影响测量；粉尘对测量有影响，原则上直视可见激光即可测量。激光物位变送器测量原理激光变送器工作时，发出激光，遇到被测物体时(物料)表面被反射折回，反射回波被同一换能器接收，转换成电信号。脉冲发射和接收之间的时间(声波的运动时间)与换能器到物体表面的距离成正比。^[2]激光物位计发射频率高、不受介电常数影响、光速传播、能量集中、穿透力强，相比较于超声波料位计优势明显，但是成本较高，与超声波料位计比较如图表1：

表1：料位计对比

3.2 工艺改进

由于掺加污泥的原因，导致现原煤仓出现搭桥和挂壁的情况越来越多，经过观察实践只要煤仓连续1个月掺加污泥，出现煤仓异常情况的概率大大增加。对此，我们可以制定原煤仓耗煤方案，在一定周期内定期将原煤仓耗煤至接近烧空情况，然后用原煤进仓压实，由于重力和冲击力较大原因，可以将搭桥的燃煤压塌，将挂壁的燃煤撞击离仓壁，反复2次可以明显减少原煤仓搭桥和挂壁现象。制定原煤仓轮流烧至低煤位运行方案，能有效的减少煤仓内部搭桥和挂壁。

3.3 优化算法，提供预警

现DCS系统中有对所有煤仓料位的实时监控数据，收集部分数据，在加仓出力相同情况下，得出同一煤仓挂壁异常与正常煤位下降数据：煤位异常平均下降速率为1.81m/h；煤位正常平均下降速率为1.74m/h。

在加仓出力相同情况下，同一煤仓挂壁异常与正常煤位上升数据，如表2：

表2：煤仓挂壁与正常煤位上升数据对比

可见异常平均上升速率为33.96m/h；正常平均上升速率为20.04m/h。

由此可见，突然的煤位下降速率增大，和煤位的上升速率变快，在加仓出力和给煤机运行正常情况下，基本可以判断是原煤仓出现了挂壁现象。同理，若煤位长时间下降速率为零，同时对应的给煤机正常运行，出力正常，就表明很可能发生拱桥现场。

以上数据明显表现出不同的煤位变化速率，因此我们可以采集每日的料位数据，以大数据得出一个预警值，再增加加仓皮带出力信号、给煤机出力信号，多项数据参考基本可以辅助判断出煤仓情况，一旦超过预警值就发出异常报警，提醒工作人员注意煤位虚报。

4结语

通过分析分别从设备改进，原煤仓耗煤策略和数据分析三个层面，提出了改进建议，原煤由于性质和现场环境原因，难以一直保持煤位监控的准确性，因此建立三道防线，层层保障，在设备测量精确性的基础上，确保原煤仓仓内不出现异常以及通过采集数据协助煤位预警，使运行人员及时掌握原煤仓的实际情况以制定合适的运行方式，杜绝因煤位异常导致断煤的情况发生，同时使运行人员能以良好的心态工作，减少焦虑情绪，合理的制定加仓策略和磨煤机运行方案，提升机组运行质量。

参考文献：原煤仓料位测量常用方法及选型

[1]罗艳华.如何提高原煤仓料位计测量的准确性[J].中国科技博览，2016(8):358-358.

[2]鲁军.激光物位计在火力发电厂原煤仓料位检测中的应用[J].林业科技情报，2010，42(004):56-57.