0 引言
火電廠生產(chǎn)環(huán)境非常復(fù)雜,除鍋爐、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)三大主機(jī)外,不乏大中型移動(dòng)設(shè)備,如斗輪機(jī)和葉輪給煤機(jī)等。 目前該類設(shè)備多采用拖纜方式供電,長(zhǎng)周期運(yùn)行中由于摩擦及拉扯等原因容易造成電纜絕緣破壞或斷裂。 同時(shí),采用有線通信方式傳輸數(shù)據(jù),多采用電纜卷盤或拖鏈進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,長(zhǎng)期往復(fù)式運(yùn)動(dòng)易造成電纜內(nèi)芯折斷,且由于通信電纜承受拉力不均,可能引起信號(hào)傳輸不穩(wěn)定或電磁干擾,上述故障將導(dǎo)致連鎖失控以及通信中斷,從而造成生產(chǎn)事故,甚至影 響 運(yùn) 行 人 員 安 全。 隨 著 技 術(shù) 的 發(fā) 展, 藍(lán) 牙、WiFi 等短 距 離 無(wú) 線 通 信 手 段 以 及 4G 通 信 技 術(shù) 等LTE 無(wú)線通信技術(shù)取得了進(jìn)步[ 1- 2],其中藍(lán)牙及 WiFi等短距離無(wú)線通信方式不僅數(shù)據(jù)傳輸速率較低,而且通信覆蓋范圍小,不適用于障礙物眾多、通信范圍廣的火電廠通信場(chǎng)景[ 3]。 4G 通信技術(shù)有效物理范圍較大,數(shù)據(jù)傳輸速率相對(duì)提升,但仍存在可靠性低、時(shí)延大等劣勢(shì)[ 4- 5]。 可見這些大中型移動(dòng)設(shè)備存在著布線困難的情況。
本文介紹了某發(fā)電廠輸煤系統(tǒng)葉輪給煤機(jī)供電方式由電纜拖鏈改造為安全滑觸線,通信方式由網(wǎng)線拖鏈改造為工業(yè)級(jí)無(wú)線 AP 的例子,為其他發(fā)電廠提供參考。
1 某發(fā)電廠葉輪給煤機(jī)工作原理
葉輪給煤機(jī)是火力發(fā)電廠縫隙式煤槽配煤不可缺少的主要設(shè)備之一。 通過(guò)設(shè)備沿軌道前后行走和撥煤葉輪的轉(zhuǎn)動(dòng),將煤溝槽兩側(cè)的原煤連續(xù)、均勻地?fù)艿矫簻陷斆耗z帶上,能在行走中給煤,也可定點(diǎn)給煤。
某發(fā)電廠卸煤溝共有 4 臺(tái)橋式葉輪給煤機(jī),為湖南星源制造,每臺(tái)葉輪給煤機(jī)隨身安裝一個(gè)動(dòng)力控制柜和一個(gè)控制柜,采用雙列平行軌道安裝方式,分為A 列和 B 列,A1 葉輪給煤機(jī)和 A2 葉輪給煤機(jī)分布在A 列,B1 葉輪給煤機(jī)和 B2 葉輪給煤機(jī)分布在 B 列,每列長(zhǎng)度 120 米且兩端設(shè)有檢修位。 正常情況下,每臺(tái)葉輪給煤機(jī)作業(yè)長(zhǎng)度 60 米,當(dāng)一臺(tái)葉輪給煤機(jī)故障時(shí),同一列的葉輪給煤機(jī)可以設(shè)置作 業(yè) 長(zhǎng) 度 120米。 葉輪給煤機(jī)主要由葉輪爪、行走機(jī)構(gòu)和供電系統(tǒng)等組成,如圖 1 所示。
其中,1. 葉輪爪、2. 葉輪座、3. 防塵蓋、4. 除塵系統(tǒng)、5. 行走機(jī)構(gòu)、6. 導(dǎo)向輪、7. 供電系統(tǒng)、8. 扶梯、9. 出料斗以及配套的電氣控制系統(tǒng)。
2 原某發(fā)電廠葉輪給煤機(jī)供電和通信方式
2. 1 電纜拖鏈供電方式
原某發(fā)電廠葉輪給煤機(jī)采用電纜拖鏈供電,在每列軌道的中間下部安裝動(dòng)力轉(zhuǎn)接箱,分為 A 動(dòng)力轉(zhuǎn)接箱和 B 動(dòng)力轉(zhuǎn)接箱,A 動(dòng)力轉(zhuǎn)接箱分別向 A1 葉輪給煤機(jī)和 A2 葉輪給煤機(jī)供電,B 動(dòng)力轉(zhuǎn)接箱分別向 B1葉輪給煤機(jī)和 B2 葉輪給煤機(jī)供電。
A 列葉輪給煤機(jī)和 B 列葉輪給煤機(jī)都采用電纜拖鏈供電,電纜拖鏈槽盒布置在葉輪給煤機(jī)控制柜軌道側(cè),電纜拖鏈平鋪在槽盒內(nèi),電纜被固定夾在拖鏈中,如圖 2 所示。 在葉輪給煤機(jī)行走撥煤時(shí),葉輪給煤機(jī)端的電纜拖鏈跟隨葉輪給煤機(jī)移動(dòng),葉輪給煤機(jī)端的電纜拖鏈在移動(dòng)過(guò)程中彎曲處*大高度達(dá) 0. 5m左右。 由于葉輪與煤槽之間縫隙大,導(dǎo)致葉輪給煤機(jī)在移動(dòng)的過(guò)程中,煤粉和小煤塊從煤槽縫隙落到下部,散落在電纜拖鏈槽盒上,拖鏈在跟隨葉輪給煤機(jī)行走過(guò)程中,小煤塊卡在拖鏈里導(dǎo)致拖鏈彎曲不流暢,同時(shí),不時(shí)有部分小煤塊從煤槽落下砸落到拖鏈彎曲*高出段,導(dǎo)致電纜拖鏈彎曲*高出段發(fā)生傾斜從槽盒墜落,葉輪給煤機(jī)硬拉著拖鏈移動(dòng)發(fā)生故障報(bào)警停運(yùn),電纜拖鏈的鏈節(jié)也因此損壞需要更換,此問(wèn)題發(fā)生的頻率極高,嚴(yán)重影響了卸煤溝向儲(chǔ)煤場(chǎng)堆煤的效率,也給檢修人員帶來(lái)了極大的困擾。
2. 2 RJ45 網(wǎng)線通信方式
原某發(fā)電廠葉輪給煤機(jī)通信的網(wǎng)線和電纜一樣夾在拖鏈中,在每列軌道的中間下部安裝通信轉(zhuǎn)接箱,A 通信轉(zhuǎn)接箱通過(guò)交換機(jī)分別和 A1 葉輪給煤機(jī)和 A2 葉輪給煤機(jī)通信,B 通信轉(zhuǎn)接箱通過(guò)交換機(jī)分別和 B1 葉輪給煤機(jī)和 B2 葉輪給煤機(jī)通信,A 和 B 通信轉(zhuǎn)接箱出去的網(wǎng)線順著網(wǎng)線槽盒接到 A 和 B 軌道一側(cè)程控柜內(nèi),另一端接入葉輪給煤機(jī)端的可編程序控制器 RJ45 端口,程控柜通過(guò)分散控制系統(tǒng)和輸煤程控室通信,接受輸煤程控室發(fā)出的指令。
和動(dòng)力電纜一樣,網(wǎng)線也隨電纜拖鏈墜落并且常發(fā)生斷裂,嚴(yán)重影響了葉輪給煤機(jī)和輸煤程控室的通信,網(wǎng)線由 4 股雙絞線組成且比較細(xì),修復(fù)比較困難,更換要拆除拖鏈的卡節(jié)周期長(zhǎng),檢修時(shí)長(zhǎng)也隨著增加。
針對(duì)上述( 2. 1) 和( 2. 2) 問(wèn)題,某發(fā)電廠通過(guò)和廠家多次溝通討論,供電方式改造為安全滑觸線,通信方式改造為無(wú)線通信。
3 現(xiàn)某發(fā)電廠葉輪給煤機(jī)供電和通信方式
3. 1 安全滑觸線供電方式
A 列葉輪給煤機(jī)和 B 列葉輪給煤機(jī)落煤槽平臺(tái)施工過(guò)程中,在落煤槽平臺(tái)的下面靠近葉輪給煤機(jī)電纜拖鏈一側(cè)預(yù)制了埋鐵,把每根長(zhǎng) 4 米的滑觸線并排3 根紅色的火線和 1 根綠色的零線通過(guò)全焊接的方式牢固焊接在預(yù)制埋鐵上,每列兩端檢修位的滑觸線留足夠的長(zhǎng)度,4 排滑觸線平行布置且每排在一條直線上。 分別把 A 動(dòng)力轉(zhuǎn)接箱和 B 動(dòng)力轉(zhuǎn)接箱的動(dòng)力電纜通過(guò)鍍鋅穿線管引致滑觸線進(jìn)行接線,葉輪給煤機(jī)端與滑觸線接觸的部分用雙碳刷集電環(huán)接觸,雙碳
刷集電環(huán)出去的動(dòng)力電纜引致葉輪給煤機(jī)動(dòng)力控制柜,如圖 3 所示。
在葉輪給煤機(jī)作業(yè)移動(dòng)過(guò)程中,雙碳刷集電環(huán)在安全滑觸線上滑動(dòng)隨葉輪給煤機(jī)移動(dòng),定期檢查安全滑觸線的狀況,清理表面的積粉,實(shí)踐證明,在長(zhǎng)周期的運(yùn)行過(guò)程中表現(xiàn)平穩(wěn)可靠,極大地提高了儲(chǔ)煤場(chǎng)堆煤的效率。
3. 2 無(wú)線通信方式
在每臺(tái)葉輪給煤機(jī)控制柜的對(duì)面一側(cè)安裝帶有天線的工業(yè)級(jí)無(wú)線 AP,工業(yè)級(jí)無(wú)線 AP 為 MOXA 制造。 從葉輪給煤機(jī)控制柜的可編程序控制器的 RJ45端 口 出 去 的 網(wǎng) 線 通 過(guò) 鍍 鋅 穿 線 管 引 致 工 業(yè) 級(jí) 無(wú) 線AP,接入工業(yè)級(jí)無(wú)線 AP 的 RJ45 端口。 A 通信轉(zhuǎn)接箱和 B 通信轉(zhuǎn)接箱的對(duì)面裝有 1 對(duì) 2 的工業(yè)級(jí)無(wú)線AP,通信轉(zhuǎn)接箱交換機(jī)出去的網(wǎng)線分別通過(guò)鍍鋅穿線管引致并接入對(duì)面的工業(yè)級(jí)無(wú)線 AP 的 RJ45 端口,每列中間的工業(yè)級(jí)無(wú)線 AP 提前和兩端的工業(yè)級(jí)
無(wú)線 AP 配對(duì),設(shè)置好在同一段的 IP 地址,如圖 4 所示。 從輸煤程控室發(fā)出的指令通過(guò) DCS 傳至每列中間的工業(yè)級(jí)無(wú)線 AP,再由中間的工業(yè)級(jí)無(wú)線 AP 傳
至兩端的工業(yè)級(jí)無(wú)線 AP,從而起到控制葉輪給煤機(jī)的作用。
在葉輪給煤機(jī)作業(yè)移動(dòng)過(guò)程中,葉輪給煤機(jī)本體帶的工業(yè)級(jí)無(wú)線 AP 隨葉輪給煤機(jī)移動(dòng),保持和中間的工業(yè)級(jí)無(wú)線 AP 通信,實(shí)踐證明,在長(zhǎng)周期的運(yùn)行過(guò)程中通信表現(xiàn)平穩(wěn)可靠。
4 結(jié)論
對(duì)葉輪給煤機(jī)的供電方式由電纜拖鏈改造為安全滑觸線,通信方式由網(wǎng)線拖鏈改造為工業(yè)級(jí)無(wú)線AP 后,從 2019 年底運(yùn)行至今,4 臺(tái)葉輪給煤機(jī)的供電和通信性能表現(xiàn)平穩(wěn)可靠,未出現(xiàn)因安全滑觸線和無(wú)線通信故障導(dǎo)致的停運(yùn)影響儲(chǔ)煤場(chǎng)堆煤,保障了發(fā)電廠鍋爐的長(zhǎng)周期上煤運(yùn)行,為確保發(fā)電廠的儲(chǔ)煤量提供了可靠的技術(shù)支持。
