图1 启动单元内设备分批启动流程
Fig.1 Starting in batches flow of equipments in starting unit
经验交流
周成军1， 张新明2， 陶亚东2
(1.中国神华能源股份有限公司 神东煤炭分公司， 陕西 榆林 719315；2.神华神东煤炭集团有限责任公司， 陕西 榆林 719315)
摘要：针对现有选煤厂煤流系统启停车技术存在启停车时间长、耗电量较大的问题，提出了一种选煤厂煤流系统启停车技术优化方案。以同一台变压器供电的煤流系统设备为启动单元，根据变压器负荷率，同一启动单元内设备同时启动或按设定顺序分批启动，且不同启动单元同时启动；人工测定煤流系统各设备无煤时间节点，在此基础上延后3～5 s作为设备停车时间节点，按顺煤流方向实现各设备无煤即停。实际应用结果表明，采用优化的启停车技术后，启车时间下降了57.9%，停车时间下降了35.2%，取得了良好的节能效果。
关键词：选煤厂； 煤流系统； 启车； 停车
近年来，选煤厂大多采用基于PLC技术的集中控制系统来实现对煤流系统各设备的启停车功能，简化了设备启停操作，减少了岗位操作人员[1-6]。大部分选煤厂煤流系统启停车仍采用原有的人工启停顺序[7-10]：设备启车时，为防止堆煤事故发生，煤流系统所有设备须沿逆煤流方向逐台顺序启动，且煤流系统相邻设备之间存在闭锁关系，当上一台设备启动完成后，下一台设备方可启动；设备停车时，为防止设备上留有余煤，当所有设备均处于空载运行状态时，停止煤流系统所有设备。但该启停车技术存在煤流系统设备启停车时间长、耗电量较大的问题。笔者通过优化启停车技术，可最大限度减少启停车时设备空载运行时间，实现节能运行目的。
以重介浅槽选煤工艺的煤流系统为例[11]，启车优化步骤如下。
(1) 先启动压风系统、循环水系统、介质流系统。煤流系统正常选煤时，需压风系统、循环水系统、介质流系统运行参数先达到生产要求，因此先启动各系统，这样在煤流系统设备启动后可直接加煤，减少设备空载运行时间[12-14]。压风系统、循环水系统、介质流系统的启动顺序：先开启压风系统，保证各类控制阀门的执行机构能够顺利动作；然后开启循环水系统，为介质流系统提供载体；最后开启介质流系统，完成生产准备工作。各系统间设备按压力或流量(如风压或水流量)等设定闭锁关系。
(2) 以同一台变压器供电的煤流系统设备为启动单元，同一启动单元内设备同时启动或按设定顺序分批启动。
启动单元内所有设备同时启动时，变压器应满足以下条件：
kSN≥S0+S1
(1)
式中：k为变压器负载系数，一般取0.9；SN为变压器容量，kVA；S0为变压器供电范围内的压风系统、循环水系统、介质流系统等已启动设备运行时总视在功率，kVA；S1为变压器供电范围内煤流系统所有设备同时启动时总视在功率，kVA。
若变压器负荷率不能满足上述条件，同一启动单元内设备同时启动会导致变压器超负荷运行，此时可采取启动单元内设备按设定顺序分批启动方法，并对变压器负荷率进行监测。
启动单元内设备按设定顺序分批启动时，变压器应满足以下条件：
kSN≥S0+k1S2+S3
(2)
式中：k1为设备空载运行系数，一般取1.5；S2为煤流系统已启动的各批次设备空载运行总视在功率，kVA；S3为煤流系统待启动批次设备启动时总视在功率，kVA。
通过监测变压器负荷率，得出变压器允许启动负荷；当待启动批次设备启动时总视在功率小于变压器允许启动负荷时，同时启动该批次所有设备。启动单元内设备分批启动流程如图1所示。
图1 启动单元内设备分批启动流程
Fig.1 Starting in batches flow of equipments in starting unit
(3) 各启动单元同时启动。各启动单元为并列关系，各启动单元完成启动所需时间不同。以时间最长的启动单元为主单元，主单元内设备先启动，其他各单元设备延迟启动，延迟时间为主单元启动时间与该单元启动时间的差值。
在煤流系统设备满载状态下，从停给煤机开始计时，先顺煤流方向人工测定每台设备上无煤的时间节点。为杜绝设备上留有余煤，可在测定的无煤时间节点的基础上适当延长3～5 s作为设备停车时间节点。向浅槽供煤的各设备无煤时按顺煤流方向立即自动停止。由于每次停车时拉空浅槽所需时间不同，所以在入洗原煤带式输送机停止后，将所有循环设备及主洗、上仓的混煤带式输送机全部改为调度员手动停止。
神华神东煤炭集团有限责任公司洗洗中心对所属12个选煤厂启停车技术进行优化，主要应用方案：
(1) 对压风系统、循环水系统、介质流系统内设备按闭锁关系设定启动顺序，彼此间不存在闭锁关系的设备同时启动，3个系统启动完成作为煤流系统设备开始启动的条件。
(2) 以同一台变压器供电的煤流系统设备为启动单元，将煤流系统设备划分为若干启动单元。
(3) 测定煤流系统各设备的单台启动时间及启动电流，并计算各设备启动时视在功率，从而可得各启动单元内所有设备同时启动时总视在功率；根据变压器容量及负荷率，计算变压器允许启动负荷，筛选出允许设备同时启动的启动单元。
(4) 对于变压器允许启动负荷不能满足设备同时启动的启动单元，根据变压器允许启动负荷划分同时启动批次数，设定同一批次内启动设备及各批次启动顺序。
(5) 原煤仓停止给煤时，测定浅槽之前煤流系统各设备的无煤时间节点，并在此基础上延长5 s作为设备停车时间节点。
(6) 绘制设备启动及停止流程图。标注各单台设备启动时间及闭锁关系，计算最长启动流程路径时间，给出各流程路径的启动开始时间。
(7) 绘制启动流程逻辑关系图，并进行逻辑分析，简化启动流程，防止出现启动错误。
(8) 修改启停控制软件，并进行试运行，对软件进行调试，保证系统启停顺畅。
12个选煤厂启停车技术优化后应用效果见表1。
从表1可看出，12个选煤厂合计启车时间由原来的8 774 s下降到3 695 s，下降了57.9%；10个选煤厂合计停车时间由原来的8 415 s下降到5 457 s，下降了35.2%；12个选煤厂合计单次启停车时间节约了8 037 s。按启停负荷系数为0.42、启停车时50%设备处于运行状态计算，可得各选煤厂单次启停车节电量，如上湾选煤厂单次启停车节电量=739/3 600×14 100×0.5×0.42 kW·h≈608 kW·h。12个选煤厂合计单次启停车节电量为9 797 kW·h。
优化的选煤厂煤流系统启停车技术以同一台变压器供电的煤流系统设备为启动单元，在变压器负荷率允许的条件下，最大程度实现煤流系统所有设备同时启车；通过对煤流系统各设备无煤时间节点进行实测，合理设定各设备停车时间节点，实现各设备无煤即停。该优化技术的实际应用缩短了启停车时间，避免了设备空载运行，取得了良好的节电效果，对选煤厂节能自动化发展具有一定的借鉴作用。
表1 选煤厂启停车技术优化应用效果
Table 1 Application effect of optimized starting and stopping technology of coal preparation plant
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ZHOU Chengjun1, ZHANG Xinming2, TAO Yadong2
(1.Shendong Coal Branch, China Shenhua Energy Co., Ltd., Yulin 719315, China；2.Shenhua Shendong Coal Group Co., Ltd., Yulin 719315, China)
Abstract：For problems of long starting and stopping time and large power consumption existed in current starting and stopping technology for coal flow system of coal preparation plant, an optimization scheme of starting and stopping technology for coal flow system of coal preparation plant was proposed. Equipments of coal flow system powered by the same transformer are taken as starting unit. Equipments in the same starting unit start simultaneously or start in batches in set sequence according to load factor of the transformer, and different starting units start simultaneously. No-coal time node of each equipment of coal flow system is measured manually, and equipment stopping time node delays 3-5 seconds behind the no-coal time node, so as to realize each equipment stopping wihout coal immediately according to direction of coal flow. The actual application results show that starting time reduces 57.9% and stopping time reduces 35.2% by use of the optimization scheme, which achieves good energy-saving effect.
Key words:coal preparation plant; coal flow system; starting equipment; stopping equipment
收稿日期：2017-07-11；
修回日期：2017-12-15；
责任编辑：盛男。
作者简介：周成军(1971-)，男，江苏沭阳人，高级工程师，从事企业节能管理工作，E-mail:839516280@qq.com。
引用格式：周成军，张新明，陶亚东.选煤厂煤流系统启停车技术优化[J].工矿自动化，2018,44(1)：95-98.
ZHOU Chengjun,ZHANG Xinming,TAO Yadong. Optimization of starting and stopping technology for coal flow system of coal preparation plant[J].Industry and Mine Automation，2018,44(1)：95-98.
文章编号：1671-251X(2018)01-0095-04
DOI:10.13272/j.issn.1671-251x.2018.01.2017070036
中图分类号：TD948/67
文献标志码：A 网络出版时间：2017-12-27 11:21
网络出版地址：http://kns.cnki.net/kcms/detail/32.1627.TP.20171226.1144.002.html