输煤系统自动改造方案11.docx

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输煤系统自动改造方案11

输煤系统设备自动运行实施方案

审批：

复核:

审核：

编制：

陕西北元化工集团股份有限公司热电分公司

二〇二一年十二月

输煤系统设备自动运行实施方案

一、改造原因

热电输煤系统现每班有运行岗位人员9名，由手动操作向自动化运行转变，提高设备可靠性，解决人员监盘时间长，注意力不集中导致的各类问题，减低人员操作量避免误操作事故发生。

二、改造目的

减少人员现场作业时间，减低人员在粉尘环境下的接触时间，通过技改可减少岗位人员配置，降低公司人员成本。

三、改造方案

1、输煤系统监控智能分析

1.1建设内容

智能分析视频监控系统是一种先进的智能视频监控系统，融合了视频分析、图像处理、模式识别以及人工智能等技术，实现监控场景的高度防护

利用视频智能AI分析算法，对皮带监控视频进行实时监控，当皮带出现跑偏、空载、堵煤等异常情况，能够实时进行预警，方便管理人员进行调整。

1.2智能功能应用

1.2.1皮带空载

自定义划定检测区域（也可默认全画面），检测区域空皮带占比，从而计算出现区域内皮带流量状态是欠载、空载、正常、过载等状态，并且系统支持客户针对不同场景下对皮带流量的要求，自定义皮带检测阀值。

从而实现不同场景，不同部位皮带的流量监测。

并且系统支持当发现空载、欠载或者过载情况下进行告警。

并且支持上报告警至平台及时提醒皮带机操作人对皮带操作进行调整。

1.2.2皮带跑偏

皮带跑偏是皮带机运行时可能发生的常见故障，在物料输送过程中会时有发生。

系统通过视频AI+人工智能手段，对视频画面中的皮带及托辊进行智能识别，通过判断检测框中托辊检与皮带的变化以及托辊在画面中的占比面积来判断皮带是否发生

偏移。

1.2.3皮带堆料

堆料是皮带机在输送物料的过程中，由于大块矸石、大块物料堵塞皮带机机头溜槽而导致的事故。

摄像机安装在皮带机机头正上方，画面检测煤流下料区，系统通过视频AI+人工智能手段，对视频画面中的煤流多边形检测区域进行检测，当发现标定区域中煤炭面积过大，则判断存在堵煤风险或已发生堵煤情况。

当发现存在堵煤异常时系统告警，支持上报告警至平台及时提醒皮带机操作人对皮带操作进行

调整。

1.2.4皮带大块异物

由于作业人员违规操作等不确定因素，在胶带输送机上经常会出现大块矸石、支护材料、超宽的异物，直接影响胶带输送机及关联设备的安全运行。

系统通过视频AI+人工智能手段，对皮带运行过程中的大块异物进行检测，并支持对大块异物进行告警，通知作业人员对异物进行处

理。

通过替换输煤系统监控设施后，增加单个探头智能化分析报警系统，对皮带机跑偏、堵煤、断料进行分析，将其分析结果反馈于监控系统进行故障画面弹出运行。

2.输煤系统料位计改造

输煤系统原煤仓与筒仓每个仓目前仅有一台料位计进行料位测量，为了防止由于煤位计故障导致煤仓烧空断煤现场或者煤仓堆煤现象，在现有基础上每个仓增加一台雷达料位探测器，所有仓煤位双料位计监测，当两组料位偏差大于0.5米，操作员站实现偏差报警。

3.跑偏自动调整托辊

在输煤系统#2甲、#2乙、#1甲、#1乙、317、304、303、301、201皮带机机头、机尾及机身中段各增加两组自动调偏托辊（如图1

所示），当皮带机胶带发生偏离中心位移时，执行机构自动调整辊组位置，实现跑偏调整。

4.输煤控制系统改造

输煤、筒仓系统现在共有西门子PLCS-300系列8套，将PLC系统升级为和利时DCS系统。

（1）筒仓值班室设置控制柜一面，内含模拟量输入卡件4块，模拟量输出卡件1块；开关量输入模块19块，开关量输出模块8块。

（2）输煤控制系统新建一DCS控制站，现有的PLC通过通讯至DCS系统，逻辑组态后实现设备的远程控制。

输煤值班室设置控制柜2面，内含模拟量输入模块7块，模拟量输出模块2块，开关量输出模块11块，开关量输入模块29块。

（3）在筒仓顶部新建一DCS远程站，内含模拟量输入卡件2块，模拟量输出卡件1块，开关量输入卡件3块，开关量输出卡件3块。

（4）在筒仓底部新建一DCS远程站，内含模拟量输入卡件2块，模拟量输出卡件1块，开关量输入卡件2块，开关量输出卡件2块。

5.输煤系统设备改造

（1）输煤系统201、317、401除铁器增加胶带启动、停止，吸铁启动、停止远控操作。

（2）305、306、307、308、309、310、311、312、313、314、315、316给煤机插板门改造为远程操作，#4筒仓411、412、413、414插板门改造为液压插板门并进行远程操作。

（3）乙侧破碎机主路电动插板门，并将乙侧主路、旁路门远传至DCS操作，双层振动筛主路、旁路增加电动插板门并远传至DCS操作。

（4）筒仓除尘器（#1筒仓顶部、#2筒仓顶部、#3筒仓顶部、#4筒仓顶部、317机头、317机尾除尘器）启停作业，振打电机运行、停止，绞龙启动、停止增加远控操作。

（5）输煤暗道电磁除铁器（2台）增加远程操作。

（6）输煤暗道给煤机电动插板门（8台）增加远程操作。

（7）#4筒仓底部407、408、409、410给煤机远程控制。

（8）317皮带机电子皮带秤流量显示接入操作盘面，并将流量控制与给煤机插板门联锁，确保料流在额定范围。

（9）筒仓卸煤振动给煤机（12台）、暗道振动给煤机（6台）加装远程电流显示。

（10）317皮带机机头转换挡板改造电动门，将控制接入DCS操作盘面。

（11）洗车装置一级沉淀池、317机头沉淀池、煤棚积水池、煤棚蓄水池一级沉淀池各加装一台渣浆泵。

（12）对317机头积水池2台排污泵加装出口电动门2台、6台渣浆泵增加出口门、回水门增加电动门9台并实现远方操作，将渣浆泵泵的启停接入DCS启停。

（13）对317机头积水池、201廊道下部3个渣浆泵房增加4组液位计，信号远程至DCS。

（14）在#4筒仓407、409给煤机下部增加3条DTII型皮带机，带宽1000mm，带速2.0m/s，流量800t/h，将#4筒仓燃煤输送至317皮带机上方，控制方式接入DCS操作。

6.设备振动、温度测点、红外、称重系统增加

（1）在输煤系统#2甲、#2乙、#1甲、#1乙、317、304、303、301、201皮带机电机前、后端轴承，减速机前、后端轴承各增加1支温度探头和1支振动探头，在318皮带机电机前、后端轴承各增加1支温度探头和1支振动探头。

（2）在甲、乙侧破碎机、403破碎机电机轴承，皮带轮轴承各增加1支温度探头和1支振动探头。

（3）在402双层振动筛、404单层振动筛电机前、后端轴承各增加1支温度探头。

（4）在#1、#2、#3筒仓进料口，#4筒仓409、410给煤机处各增加一套红外定位系统。

（5）在#4筒仓409、410给煤机处各增加一套料流称重系统。

7.燃煤取样、盘点

（1）在#2皮带机中段加装一套一体化燃煤自动采样、取样分析仪，将检测结果远程至DCS盘面。

（2）在煤棚北侧加装一套自动化盘煤仪，将检测结果远程至DCS盘面。

8.输煤设备自动控制

8.1控制功能分输煤和配煤两部分阐述。

8.2输煤

输煤具有程控自动、联锁手动、解锁手动三种功能。

另外还有实验方式和就地控制方式。

8.2.1程控自动

锅炉供煤程序自动根据原煤仓料位自动启动运行，系统根据设备定期切换工作、检维修情况选择运行线路。

待各项保护、人员定位系统确认后设备自动依次启动，进入正常工作状态。

原煤仓料位满足生产后系统自动停机。

筒仓上煤程控自动是通过上位机选流程。

待各项保护、料口红外系统、人员定位系统确认允许后，这时按下启动按钮，设备自动依次启动，进入正常工作状态。

工作完毕后，按停止按钮,系统自动停机。

程控自动遵循如下原则：

（1）所有设备正常运行时，必须逆煤流顺序启动。

（2）所有设备正常停止时，必须顺煤流顺序延时停机。

（3）所有设备正常运行时，可以选用三种联锁方式之一:

电流联锁;速度联锁;时间联锁。

（4）所有保护均参与设备联锁,保护动作或智能监控系统给出停机信号时联跳逆煤流方向的皮带。

（5）所有金属探测仪均参与胶带机联锁。

（6）事故停机时，相关事故设备都逆煤流顺序立即停机。

（7）破碎机参与正常启停联锁，但不参与其他设备的联跳联锁。

只是其本身事故或事故停机时才停机，并联跳上一级设备。

急停时，破碎机停机。

程控自动实现如下特殊功能：

（1）双流程运行

（2）双流程并路运行

（3）动态流程更换

（4）更换煤源，更换上煤点

上煤程控为逆煤流启动方式，在流程启动前，人员定位监控需运行区域内无人时直接启动或经过岗位人员确定后通过警铃声提示后启动，以便现场人员安全离开。

停流程是按顺煤流方向从煤源开始的，每一台设备的延时停机时间，都能使其上余煤完全走空。

这样，保证了下次在启动流程时，设备处于空载状态。

一个流程还在运行中，若其中某一设备出现故障，主机立即向此设备发停车信号，并联跳故障点以上（逆煤流方向）所有设备。

DCS盘面设置急停按钮适用于程控、联锁手动、解锁手动。

8.2.2联锁手动

联锁手动是通过上位机控制的，联锁手动要求设备按逆煤流方向手动启动，顺煤流方向手动停机。

对于不满足联锁关系的启、停信号，系统主机不预理睬。

对于运行中的流程，若某一台设备出现故障，处理方式同程控。

8.2.3解锁手动

联锁手动和程控时，系统的各个设备时相互联锁的。

解锁手动时，全系统将解除联锁关系，解锁手动可以任意启、停某一台设备，是一种非正常的运行状态，不允许带载运行，只适用于单台设备的调试校正，试验。

8.2.4就地控制

系统中的各设备均可通过控制室（或就地操作箱）的“程控、就地”转换开关脱离程控，在现场直接一对一启停设备，启动时，全系统已无联锁条件，它适用于单台设备的调试，校正试验；同时也可作为上位机故障时的手动紧急上煤方式

8.2.5事故停机

事故停机是一种适合于程控自动和联锁手动的停机方式。

用法如下：

在程控自动或联锁手动方式下，运行一条上煤流程，当某一设备发生了系统无法检测的故障，程控值班员必须对其实施停机操作时，则只需停掉故障设备，其余相关的逆煤流设备联跳。

8.3配煤

配煤分为程序配煤和手动配煤两种。

8.3.1程序配煤

程序配煤是根据现场煤位信号进行配煤，即低煤位优先配，顺序时间配及煤源停止后的皮带余煤配。

考虑到该系统的实用性与可靠性，顺序时间配至高煤位及煤源停止后的皮带余煤配。

考虑到该系统的实用性与可靠性，顺序时间配（至高煤位止）煤采用倒仓配煤均仓对等方式，即顺序配煤的时间可由上位机人为设定，如果在启动上煤流程时不予设定，则系统默认上一次的顺配设定值。

系统在顺序配煤时，按照设定的时间均仓配煤，由尾仓向首仓方向配煤,当遇到免配仓时，系统可自动跳过该仓，进行下一仓配煤。

如果在顺序配完一遍后，仍无法把各仓配至高煤位，则按原配煤时间循环再配，直至各受配仓都出现高煤位时，才能程序自动停机。

如果在配仓过程中，某仓出现低煤位报警，则立即停止顺序配仓，而转至低煤位仓进行配煤，直至该仓低煤位信号消失一段时间后，系统则再次转入顺序配仓方式工作。

此时，无论原来在哪仓配煤，都不在返回原处配煤，而是在此开始顺序配煤，然后转到下一仓顺序配煤。

这种方式的配煤，有助于使用仓的煤位保持较恒定的水平。

在顺配过程中，若起落犁信号发出10秒后，主机仍未收到犁煤器到位的应答信号，则发出犁煤器卡死信号，同时落前犁,前一仓自动作为尾仓。

当顺序配仓结束时，配煤系统自动发出“程配完毕”信号，“程配完毕”信号发出后，整个流程既要顺煤流方向依次停止各个设备，系统自动转入皮带余煤配工作方式。

此时，将从首仓开始进行配煤，延时一段时间后，则对第二仓进行配煤，如此顺序循环配下去，直至皮带上的煤走空，余煤配完，流程停下来为止。

当只使用个别仓进行上煤时，则应监控配煤画面，给该仓留出足够的余煤配时间，以防余煤过多溢出仓外。

注：

在程控配煤时，如有原煤仓无需配料时，需手动对程序给出指令。

8.3.2手动配煤

手动配煤即人为手动抬、落犁煤器进行配煤。

此时各仓加配的时间完全由操作台掌握，有利于煤仓煤位的校正及犁煤器故障情况下的投入运行。

手动配煤分上位手动配煤和就地手动配煤两种情况。

四、项目估算投资：

项目总计投资260万元。

五、项目可行性分析：

通过技改可大幅度缩减燃运专业岗位人员操作量，每班可进行减员5人，降低发生人员发生职业病的概率。

六、项目所需材料：

序号

材料

型号

单位

数量

备注

1

控制柜

KP102-A2九折型材框架；2100*800*800；双安装板；RAL7035

1

面

颜色：

RAL7035，含柜内风扇、门控灯

2

模块

K-CU11

2

块

3

K系列高性能控制器背板

K-CUT11

1

块

4

4通道高速IO-BUS模块

K-BUS04

2

块

5

模块背板

K-BUST04

1

块

6

系统电源

HPW2405G

4

块

7

现场电源

HPW2410G

2

块

8

模块

\K-PW01

1

块

9

直流电源配电板

K-PW11

1

块

10

查询电源分配板

K-PW21

1

块

11

直流电源转接端子模块

K-JNCT02

1

块

12

星形IO-BUS终端匹配器模块

K-BUST02星形IO-BUS终端匹配器模块

4

块

13

16通道24VDC数字量输入模块

K-DI0116通道24VDC数字量输入模块

4

块

14

K系列16通道DI增强底座

K-DIT01

5

块

15

模块

K-DI01

5

块

16

模块

K-DO01

5

块

17

模块底座

K-DOT01

5

块

18

模块底座

K-AT01

6

块

19

模块

K-AI01

4

块

20

模块

K-AO01

4

块

21

远程柜

600*600*800

2

个

含柜内通讯、电源以及其他电器零部件

22

端子板

\K-DOR01

5

块

23

管卡轨式交换机

GM010-PW-8L-DT

2

台

24

软件授权

\HOLLiASMACSV6工程师站软件包

1

套

25

软件授权

\HOLLiASMACSV6历史站软件包

1

套

26

软件授权

\HOLLiASMACSV6操作站软件

1

套

27

MACSV6.5.*操作站/工程师站/历史站（标准）

2

台

28

显示器

\LED24"

2

台

29

振动探头

GJ310

36

个

30

温度变送器

39

支

31

控制电缆

ZRC-KYJVP0.45*0.75Kv4×1.5

4000

米

32

信号电缆

KVV-2×1

2500

米

33

雷达料位计

VEGAPULS64

16

台

34

自动调整托辊

54

个

35

输煤系统自动控制程序

1

套

36

液压插板门

4

台

37

电动插板门

3

台

38

电动阀门

11

台

39

自动取样分析仪

1

套

40

自动盘煤仪

1

套

41

红外定位系统

6

套

42

料流称重系统

2

套