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【摘要】通过增加联锁电动风阀改善煤仓间除尘器效果的技术改造，在不新增除尘器、不新增大设备、不改变主要风管结构的情况下，仅仅通过新安装10台防爆电动风阀及控制箱，和对应电控软硬件的改造，实现了其他新建机组“一对一”设置除尘器的除尘效果。同时，这种除尘器一对多分时复用的解决方式也提高了除尘器的利用率，全上煤流程中除尘器一直保持运行，减少了除尘器启停次数，减少了故障率。最重要的，国内很多燃煤火电机组也同我公司一样存在煤仓间空间不足的问题，这一技术改造的实现可以为解决同类问题提供借鉴。
【关键词】电动风阀 除尘器 PLC 粉尘 煤仓
1 概述
广州华润热电有限公司（以下简称“公司”）煤仓间除尘器由布袋除尘器升级改造为更大容量的旋流湿式除尘器后，设备运行除尘效果仍不理想。经各专业分析确定原因后，由热控专业主导进行煤仓间电动风阀技术改造，在不新增除尘器、不新增大件设备、不改变主要风管结构的情况下，仅仅通过新安装10台防爆电动风阀及控制箱，和对应电控软硬件的改造，实现了其他新建机组“一对一”设置除尘器的除尘效果。
2 技术改造前情况
在燃煤发电机组中，煤仓间除尘器是用来在煤仓进煤、粉尘上涌时进行煤仓内空气净化使用的设施，可以降低粉尘浓度、优化输煤车间工作环境甚至防止煤粉尘爆燃的恶性事故。
公司濒临珠江入海口，由于地处华南沿海地区，空气湿度较大。燃料煤种主要是印尼褐煤，燃煤含水量及粉尘浓度都较大。基建期间公司煤仓间安装了2台布袋除尘器，一台用于#1机组#1-#5煤仓，另外一台用于#2机组#6-#10煤仓。每个煤仓由甲乙两路皮带通过对应犁煤器进煤。10个煤仓内的含粉尘空气分别通过10路单独对应的风管进入2路风道母管（每台机组各一路母管）后由布袋除尘器进行集中除尘处理。10路风管上各有一台未接动力电源、未接控制信号电缆的焊接式电动风阀，电动风阀的电动执行机构多数已经失灵且修复价值不大。
由于粉尘湿度大、粘性高，致使布袋清灰效果不佳，布袋表面粘附厚厚的粉尘，风阻过大，风机经常受损，运行状态较差。因布袋式除尘器除尘效果不能满足环保要求，公司对煤仓间除尘器进行了改造，换成4台（两组）旋流湿式除尘器。每台机组分别由一组（2台）旋流湿式除尘器负责煤仓除尘。风管及电动风阀配置未改变。
在除尘器改造完成后，设备运行除尘效果仍不理想。
3 除尘效果差的原因分析
旋流湿式除尘器在我公司其他10个场合使用效果均较好，唯独此处效果欠佳。针对这一反常现象，公司技术支持部输煤、热控、锅炉等专业联合对此情况进行了分析。各专业认为：这一现象发生的主要原因是每个煤仓除尘器吸风口安装的电动风都在全开位置，由于所有煤仓的吸风口都是全开，导致除尘器工作时吸力不足。尤其是在圆形煤场褐煤清底作业时，旋流湿式除尘器处理的主要是从非进煤状态煤仓吸入的，粉尘含量较小的空气，使得旋流湿式除尘器没有发挥应有的作用。
为了验证这一分析是否正确，我们在#1机组进行了实验，通过手动关闭各煤仓电动风阀的方式进行验证。试验结果表明，一组旋流湿式除尘器工作时，在仅有1个煤仓的电动风阀打开的情况下除尘效果很好，在有2个煤仓的电动风阀打开的情况下除尘效果也很好，但在打开3个及以上煤仓的电动风阀的情况下除尘效果会急转直下。通过实验证实所有煤仓的吸风口全部保持常开状态是旋流湿式除尘器效果差的主因。
4 解决方案
经多方了解，目前各新建燃煤发电机组基本都采用1组除尘器对应1台煤仓的配置方式，运行中，对应煤仓犁煤器落下时自动联锁启动对应除尘器。但因公司煤仓间空间狭小，确实没有相应空间进行这种“一对一”除尘器配置改造，无法借鉴这种解决方案。
由于公司每台煤仓对应两条皮带，每台煤仓进煤口对应分布在两条皮带上的两台犁煤器。单条皮带上，同一时间最多有一台犁煤器处于落下犁煤工作状态。实际上，两台机组在上煤过程中，每台机组至多有两台煤仓同时进煤，处于必须进行除尘的状态。也就是说可以通过分时复用的方式来充分利用现有的旋流湿式除尘器，这给在不增加新除尘器的前提下解决问题提供了一定的有利条件。皮带、犁煤器、煤仓对应情况见图一。
结合公司生产现场实际，以及验证试验情况，我们提出了以下技改方案：
4.1 每个煤仓除尘器吸风口安装一台新的防爆电动风阀，目前无动力控制电源的旧电动风阀以后运行中保持全开，仅用作手动隔离使用。
4.2 每个电动风阀就地增加控制箱，该控制箱设计用于控制电动风阀的开和关，并能实现就地操作及远程操作切换。
4.3 从煤仓间MCC敷设动力电缆至各电动风阀提供动力电源，根据MCC备用电源情况，选用AC220V电源供电。
4.4 从煤仓间PLC远程站敷设控制电缆至各电动风阀，用以发出开阀、关阀指令，并接收阀门开到位、关到位反馈。
4.5 在输煤程控PLC设置新的连锁逻辑，当对应皮带运行且该煤仓犁煤器落下，煤仓进煤时打开电动风阀，其它未进煤的煤仓电动风阀关闭。让每组旋流湿式除尘器工作时始终只对应1个或者2个煤仓的电动风阀打开的情况，以使得旋流湿式除尘器达到最佳除尘效果。
4.6 在输煤程控PLC操作员站对操作画面进行相应显示修改，对电动风阀的操作保留“自动联锁”和“操作员手动”两种功能选择。
5 改造实施
在两台机组各自的停机检修期间，公司实施此项技改，以下是技改过程中解决的各项具体问题：
5.1 经调研及詢比价，新安装的10台电动风阀选用了欧托克品牌的OTK-10型防爆电动风阀，阀体材料为304不锈钢，采用法兰连接方式便利今后检修，工作电压为AC220V，其电动执行机构的三视图和控制接线图如图二。
5.2 现有的PLC备用I/O备用点数量较为紧张，只能采取长信号进行电动风阀控制，控制信号为每台仅一个取自煤仓间PLC远程站的开关量输出信号，一对电缆线芯，闭合为开指令，断开为关指令。电动风阀开关到位反馈只引入就地控制箱，预留至PLC的干接点开关到位反馈信号，控制箱内的开关到位反馈信号暂不引入PLC，待PLC系统升级，I/O备用点增加后再引入输煤程控PLC系统。 5.3 根据选用的电动风阀执行机构控制原理，以及电动风阀控制、反馈接线方式，设计了电动风阀控制箱。其原理图如图三，其外观及箱内情况如图四。
5.4 动力电缆与控制电缆分开敷设以减小系统干扰，架设符合要求的电缆桥架及线管，所有电缆均有准确的电缆标牌以便日后维护检修。必须的电缆穿墙打孔工作在不影响其他设备，并兼顾美观实用的的前提下进行。
5.5 制定了各电动风阀的控制策略，当该煤仓犁煤器落下进煤时（且煤仓间输煤皮带运行时）打开该煤仓对应电动风阀，其它未进煤的煤仓电动风阀关闭。让除尘器达到最佳除尘效果。由于#1机组#1煤仓没有对应犁煤器，其控制逻辑略有不同。单台煤仓间电动风阀典型动作逻辑如图五（电动风阀指令为长信号）。
5.6 对相应操作员画面进行了修改，每个煤仓旁增加了电动风阀操作按钮和状态显示。每个电动风阀均可在程控室投入联锁，或切除联锁改为程控室手动操作，也可以在就地控制柜切换为就地手动操作状态，有高度的运行灵活性，PLC上位机画面显示变更如图六，PLC操作窗口如图七。
此项技术改造由技术支持部热控专业主导实施，分为#1机组部分和#2机组部分，分别在#1机组和#2机组停机检修期间施工，施工结束后经调试，均一次投运成功。
6 改造效果
该项技术改造，在不新增除尘器、不新增大件设备、不改变主要风管结构的情况下，仅仅通过新安装10台防爆电动风阀及控制箱，和对应电控软硬件的改造，改善了原有除尘器的运行状况，基本实现了其他新建机组“一对一”设置除尘器的除尘效果。同时，这种除尘器“一对多”分时复用除尘器的解决方式也提高了除尘器的利用率，全上煤流程中除尘器一直保持运行，减少了除尘器启停次数，减少了故障率。最重要的，国内很多燃煤火电机组也同我公司一样存在煤仓间空间不足的问题，这一技术改造的实现可以为解决同类问题提供借鉴。
参考文献：
[1] 李刚. 旋流帷幕除尘器在金属矿山转运站除尘系统的应用[J] .矿业研究与开发，2017（04）.
[2] 孟雪松，李红彪，鲁民. 湿式旋流除尘器在电厂的应用[J] .华北电力技术，1997（11）
[3] 张力. 旋流雾化水膜除尘器的研究与应用[J] .中国电力，2000（07）
[4] 高立军. 利用DCS实现风阀电动执行器的开关量控制[J] .自动化与仪器仪表，2010（03）
作者簡介：王继冲（1984年3月11日出生），男，机电及节能工程工程师，武汉大学自动化系毕业，硕士学位，先后在华润电力湖北有限公司和广州华润热电有限公司从事热控专业工作，现任广州华润热电有限公司热控专业主任工程师。
【关键词】电动风阀 除尘器 PLC 粉尘 煤仓
1 概述
广州华润热电有限公司（以下简称“公司”）煤仓间除尘器由布袋除尘器升级改造为更大容量的旋流湿式除尘器后，设备运行除尘效果仍不理想。经各专业分析确定原因后，由热控专业主导进行煤仓间电动风阀技术改造，在不新增除尘器、不新增大件设备、不改变主要风管结构的情况下，仅仅通过新安装10台防爆电动风阀及控制箱，和对应电控软硬件的改造，实现了其他新建机组“一对一”设置除尘器的除尘效果。
2 技术改造前情况
在燃煤发电机组中，煤仓间除尘器是用来在煤仓进煤、粉尘上涌时进行煤仓内空气净化使用的设施，可以降低粉尘浓度、优化输煤车间工作环境甚至防止煤粉尘爆燃的恶性事故。
公司濒临珠江入海口，由于地处华南沿海地区，空气湿度较大。燃料煤种主要是印尼褐煤，燃煤含水量及粉尘浓度都较大。基建期间公司煤仓间安装了2台布袋除尘器，一台用于#1机组#1-#5煤仓，另外一台用于#2机组#6-#10煤仓。每个煤仓由甲乙两路皮带通过对应犁煤器进煤。10个煤仓内的含粉尘空气分别通过10路单独对应的风管进入2路风道母管（每台机组各一路母管）后由布袋除尘器进行集中除尘处理。10路风管上各有一台未接动力电源、未接控制信号电缆的焊接式电动风阀，电动风阀的电动执行机构多数已经失灵且修复价值不大。
由于粉尘湿度大、粘性高，致使布袋清灰效果不佳，布袋表面粘附厚厚的粉尘，风阻过大，风机经常受损，运行状态较差。因布袋式除尘器除尘效果不能满足环保要求，公司对煤仓间除尘器进行了改造，换成4台（两组）旋流湿式除尘器。每台机组分别由一组（2台）旋流湿式除尘器负责煤仓除尘。风管及电动风阀配置未改变。
在除尘器改造完成后，设备运行除尘效果仍不理想。
3 除尘效果差的原因分析
旋流湿式除尘器在我公司其他10个场合使用效果均较好，唯独此处效果欠佳。针对这一反常现象，公司技术支持部输煤、热控、锅炉等专业联合对此情况进行了分析。各专业认为：这一现象发生的主要原因是每个煤仓除尘器吸风口安装的电动风都在全开位置，由于所有煤仓的吸风口都是全开，导致除尘器工作时吸力不足。尤其是在圆形煤场褐煤清底作业时，旋流湿式除尘器处理的主要是从非进煤状态煤仓吸入的，粉尘含量较小的空气，使得旋流湿式除尘器没有发挥应有的作用。
为了验证这一分析是否正确，我们在#1机组进行了实验，通过手动关闭各煤仓电动风阀的方式进行验证。试验结果表明，一组旋流湿式除尘器工作时，在仅有1个煤仓的电动风阀打开的情况下除尘效果很好，在有2个煤仓的电动风阀打开的情况下除尘效果也很好，但在打开3个及以上煤仓的电动风阀的情况下除尘效果会急转直下。通过实验证实所有煤仓的吸风口全部保持常开状态是旋流湿式除尘器效果差的主因。
4 解决方案
经多方了解，目前各新建燃煤发电机组基本都采用1组除尘器对应1台煤仓的配置方式，运行中，对应煤仓犁煤器落下时自动联锁启动对应除尘器。但因公司煤仓间空间狭小，确实没有相应空间进行这种“一对一”除尘器配置改造，无法借鉴这种解决方案。
由于公司每台煤仓对应两条皮带，每台煤仓进煤口对应分布在两条皮带上的两台犁煤器。单条皮带上，同一时间最多有一台犁煤器处于落下犁煤工作状态。实际上，两台机组在上煤过程中，每台机组至多有两台煤仓同时进煤，处于必须进行除尘的状态。也就是说可以通过分时复用的方式来充分利用现有的旋流湿式除尘器，这给在不增加新除尘器的前提下解决问题提供了一定的有利条件。皮带、犁煤器、煤仓对应情况见图一。
结合公司生产现场实际，以及验证试验情况，我们提出了以下技改方案：
4.1 每个煤仓除尘器吸风口安装一台新的防爆电动风阀，目前无动力控制电源的旧电动风阀以后运行中保持全开，仅用作手动隔离使用。
4.2 每个电动风阀就地增加控制箱，该控制箱设计用于控制电动风阀的开和关，并能实现就地操作及远程操作切换。
4.3 从煤仓间MCC敷设动力电缆至各电动风阀提供动力电源，根据MCC备用电源情况，选用AC220V电源供电。
4.4 从煤仓间PLC远程站敷设控制电缆至各电动风阀，用以发出开阀、关阀指令，并接收阀门开到位、关到位反馈。
4.5 在输煤程控PLC设置新的连锁逻辑，当对应皮带运行且该煤仓犁煤器落下，煤仓进煤时打开电动风阀，其它未进煤的煤仓电动风阀关闭。让每组旋流湿式除尘器工作时始终只对应1个或者2个煤仓的电动风阀打开的情况，以使得旋流湿式除尘器达到最佳除尘效果。
4.6 在输煤程控PLC操作员站对操作画面进行相应显示修改，对电动风阀的操作保留“自动联锁”和“操作员手动”两种功能选择。
5 改造实施
在两台机组各自的停机检修期间，公司实施此项技改，以下是技改过程中解决的各项具体问题：
5.1 经调研及詢比价，新安装的10台电动风阀选用了欧托克品牌的OTK-10型防爆电动风阀，阀体材料为304不锈钢，采用法兰连接方式便利今后检修，工作电压为AC220V，其电动执行机构的三视图和控制接线图如图二。
5.2 现有的PLC备用I/O备用点数量较为紧张，只能采取长信号进行电动风阀控制，控制信号为每台仅一个取自煤仓间PLC远程站的开关量输出信号，一对电缆线芯，闭合为开指令，断开为关指令。电动风阀开关到位反馈只引入就地控制箱，预留至PLC的干接点开关到位反馈信号，控制箱内的开关到位反馈信号暂不引入PLC，待PLC系统升级，I/O备用点增加后再引入输煤程控PLC系统。 5.3 根据选用的电动风阀执行机构控制原理，以及电动风阀控制、反馈接线方式，设计了电动风阀控制箱。其原理图如图三，其外观及箱内情况如图四。
5.4 动力电缆与控制电缆分开敷设以减小系统干扰，架设符合要求的电缆桥架及线管，所有电缆均有准确的电缆标牌以便日后维护检修。必须的电缆穿墙打孔工作在不影响其他设备，并兼顾美观实用的的前提下进行。
5.5 制定了各电动风阀的控制策略，当该煤仓犁煤器落下进煤时（且煤仓间输煤皮带运行时）打开该煤仓对应电动风阀，其它未进煤的煤仓电动风阀关闭。让除尘器达到最佳除尘效果。由于#1机组#1煤仓没有对应犁煤器，其控制逻辑略有不同。单台煤仓间电动风阀典型动作逻辑如图五（电动风阀指令为长信号）。
5.6 对相应操作员画面进行了修改，每个煤仓旁增加了电动风阀操作按钮和状态显示。每个电动风阀均可在程控室投入联锁，或切除联锁改为程控室手动操作，也可以在就地控制柜切换为就地手动操作状态，有高度的运行灵活性，PLC上位机画面显示变更如图六，PLC操作窗口如图七。
此项技术改造由技术支持部热控专业主导实施，分为#1机组部分和#2机组部分，分别在#1机组和#2机组停机检修期间施工，施工结束后经调试，均一次投运成功。
6 改造效果
该项技术改造，在不新增除尘器、不新增大件设备、不改变主要风管结构的情况下，仅仅通过新安装10台防爆电动风阀及控制箱，和对应电控软硬件的改造，改善了原有除尘器的运行状况，基本实现了其他新建机组“一对一”设置除尘器的除尘效果。同时，这种除尘器“一对多”分时复用除尘器的解决方式也提高了除尘器的利用率，全上煤流程中除尘器一直保持运行，减少了除尘器启停次数，减少了故障率。最重要的，国内很多燃煤火电机组也同我公司一样存在煤仓间空间不足的问题，这一技术改造的实现可以为解决同类问题提供借鉴。
参考文献：
[1] 李刚. 旋流帷幕除尘器在金属矿山转运站除尘系统的应用[J] .矿业研究与开发，2017（04）.
[2] 孟雪松，李红彪，鲁民. 湿式旋流除尘器在电厂的应用[J] .华北电力技术，1997（11）
[3] 张力. 旋流雾化水膜除尘器的研究与应用[J] .中国电力，2000（07）
[4] 高立军. 利用DCS实现风阀电动执行器的开关量控制[J] .自动化与仪器仪表，2010（03）
作者簡介：王继冲（1984年3月11日出生），男，机电及节能工程工程师，武汉大学自动化系毕业，硕士学位，先后在华润电力湖北有限公司和广州华润热电有限公司从事热控专业工作，现任广州华润热电有限公司热控专业主任工程师。