基于PLC的电厂气力除灰控制系统设计开题报告

全文总字数：2433字

1. 研究目的与意义

根据我国的能源结构特点，为了适应市场需求，火力发电厂将继续在电力供应中

起着举足轻重的作用。与此同时电厂的灰渣排放问题也越来越突出。以粉煤灰的排放

为例，一个总装机容量120 万千瓦的电厂，每小时就要排放136 吨左右的粉煤灰，而

2. 国内外研究现状分析

20世纪20年代，气力输送技术开始应用于燃煤电厂，主要用于除尘器底部粉煤灰的输送，并以蒸汽抽气器作为气源设备。50年代中期，国内少数电厂也开始采用蒸汽抽气式负压气力输送系统。这种系统的缺点式出力较低输送距离较短，设备磨损严重，蒸汽耗量大，系统运行的安全性和经济型均较差，一般仅限用于中小电厂。60年代以后，泵仓正压输送技术开始在国内得到应用。进入80年代以后，许多电厂相继自发达国家引进了各种类型的先进除灰设备及其相关技术，进一步促进了国内电厂粉煤灰气力输送技术的发展。悬浮式输送技术以从单一的吸送式发展到压送式以及吸－压联合式，栓塞式输送技术也已在国内燃煤电厂中获得成功运用。作为气力输送技术理论基础的气固两相流的理论研究及输送系统的设计计算方法也不断得到完善。同时，由于制造技术和材料工程的飞跃发展，控制技术和传感技术的长足进步，气力输送系统的输送距离、输送浓度、系统出力和设备制造工艺及自动化管理水平得到了较大提高，从而提高了系统的可靠性和工程的经济性。

国外气力除灰发展

德国muller双套管系统:该系统是国外20世纪80年代中后期产生的一种先进的输送系统。基本原理是利用压缩空气的动能克服各种阻力将物料送往指定地点,它能单个或多个压力罐串接运行,每个串接组形成一个输送单元,同一输送单元的压力罐同步运行,相当于一个单台仓泵,这样能大大减少阀门(出料阀)的数量。该系统在国外有很多成功的运行业绩,在国内通过嘉兴、杨柳青、三河、河津、红雁池、太仓等电厂的实践运行,显示出该系统比以往国内采用常规稀相气力除灰系统具有更多的优越性,具有运行可靠性高、稳定性好、能耗低、磨损率低的优点。

3. 研究的基本内容与计划

构思2套方案设计：单片机和plc，两者都能实现目标功能，对比之下选择plc完成本次课题任务。

原因：

1）PLC的编程语言采用梯形图设计，与电路原理图类似，简单易上手，适合不会C语言的工作任务现场调试开发。

2）对于中型、大型的系统设计，PLC的开发周期短，人力成本低，而同样的工程量单片机需要的人员更多、周期更久。

3）本次课题对象应用于火电厂，环境恶劣干扰大，PLC在此环境下有良好的适应性，稳定性好，可靠性高，而单片机则逊色很多，受到干扰极易出现问题。

本课题中干灰的收集处理由电除尘器完成，PLC完成干灰的输送控制。干灰的储放有干灰库、仓库、灰储罐三部分。干灰库设有料位计，指示何时将干灰输送至仓泵；仓库设有压力传感器，指示何时将干灰输送至灰储罐；PLC控制整个系统的运行。

系统示意图

控制流程：

进料阶段:

电除尘器收集干灰经灰斗富集由斜槽进入干灰库；当料位计指示干灰库中装满时，打开进料阀、空压机、带滤膜电磁阀、助吹阀、进气阀，将干灰输送至仓泵。

出料阶段：

干灰进入仓泵后仓泵内持续升压，由仓泵内的压力传感器测量，当压力到达某值时，关闭进料阀、空压机、带滤膜电磁阀、助吹阀、进气阀，打开出料阀，干灰因压力差由仓泵输送至灰储罐。

二次进料：

仓泵将干灰输送至储灰罐后，内部压力减小，小于某某值后，关闭出料阀，打开进料阀、空压机、带滤膜电磁阀、助吹阀、进气阀，开始第二次的进料，以此循环。

空压机的控制采用经典的PID调节器，能使管道内风力变化平稳。PID控制的基础是比例控制；积分控制可消除稳态误差，但可能增加超调；微分控制可加快大惯性系统响应速度以及减弱超调趋势。

4. 研究创新点

前沿的气力除尘技术，相较于水力除尘更加科学环保，对于环境的污染大幅度降低，粉煤灰的二次综合利用提高。

采用plc作为主控核心，适应工业复杂的环境。

控制部分采用pid调节器，随时跟踪压力变化，改变管道内风力大小，保证系统的可靠性。