針對影響電廠氣力除灰系統的工作效率的主要因素，從提高設備效率、提高控制自動化等方面，介紹了天山電力奇臺電廠氣力除灰系統的組成及選用的各氣動閥門的工作過程，及與其配合使用的電磁閥的原理及電磁閥箱的接線，詳細分析了氣動閥門在程控中的控制策略，為該技術在類似工程中的設計使用提供了參考。

　　引言

　　新疆天山電力奇臺熱電聯產工程位于昌吉回族自治州奇臺縣，一期工程建設2×350MW超臨界、空冷、供熱式汽輪發電機組，配2×1178t/h超臨界、一次中間再熱煤粉鍋爐。本期工程每臺爐配置兩臺雙室五電場靜電除塵器，每個電場設4個灰斗，兩臺爐共40個灰斗，除塵器一電場灰斗可儲存鍋爐BMCR工況下不小于8h的排灰量，排灰方式為連續或間斷排放。

　　除灰閥門是火電廠除灰系統中的重要裝置，要保證其減少泄漏，且能長時間在高溫環境下正常運行。本工程除灰系統中需遠程操縱的閥門全部采用氣動閥門，由于氣壓傳動具有防火、防爆、節能、高效、無污染等優點，在工業生產中的得到了廣泛應用，且直接以主廠房儀用氣作為氣源，用以實現閥門開閉的控制，方便可靠。

1、氣力除灰系統的組成

　　1.1、系統結構

　　該氣力除灰系統采用干灰正壓濃相氣力集中系統。每臺爐除灰系統出力按不小于設計煤種排灰量的150%同時不小于校核煤種排灰量的120%進行設計，系統設計出力不小于39.5t/h。

　　電除塵器及省煤器的每個灰斗下均安裝1臺氣力輸送倉泵作為主要輸送設備，各個灰斗收集的干灰，依次經過手動插板門、氣動進料閥進入倉泵內，當倉泵灰位到達預定位置，進料閥閉，倉泵的出料閥開啟，干灰由壓縮空氣輸送到灰庫。本工程設3座灰庫，1座原灰庫，1 座粗灰庫，1 座細灰庫，每座灰庫有效容積約1000m3。相鄰兩座灰庫之間設連通管，用于平衡各灰庫間壓力，連通管上設手動關斷閥。

　　1.2、倉泵輸送系統

　　在氣力輸送系統中，采用正壓濃相倉泵作為系統的關鍵輸送設備。系統包括倉泵、氣動進料閥、氣動出料閥、進氣組件、進氣調節機構、料位計及壓力變送器、儀表等必需的設備(見圖1)。

圖1 倉泵輸送系統組成

2、氣動閥門的控制

　　2.1、氣力除灰系統的輸送過程

　　本工程的氣力除灰系統的輸送過程分為3個階段：進料階段：輸送系統投入運行后排氣閥和進料閥打開，物料自由落入泵體內，當料位計發出料滿信號或達到設定時間時，進料閥自動關閉，隨后排氣也自動關閉。在這一過程中，料位計為主控元件，進料時間控制為備用措施。只要料位到或進料時間到，都自動關閉進料閥。

　　輸送階段：出料閥打開→ 小助吹閥組打開→ 進氣閥組打開→補氣閥組打開→流化閥組打開，輸送開始，倉泵內物料逐漸減少。吹掃階段：當泵內物料輸送完畢，壓力下降到等于或接近管道阻力(關倉泵壓力)時，流化閥組、補氣閥組、進氣閥組、小助吹閥組等關閉，然后出料閥關閉，從而完成一次工作循環。

　　2.2、氣力除灰系統的程控

　　本工程的氣力除灰系統主要用于粉煤灰的輸送，利用DCS控制整個輸送過程實行全自動控制。該程控系統實現系統的運行監視和程序控制，操作員站布置在除灰就地控制室，監控功能納入全廠輔助控制網絡。

　　2.3、電磁閥箱的設置及氣動控制原理

　　由于氣動閥門隨設備及輸灰管道分散在就地，閥門的動作需要由電磁閥進行自動控制，為了方便集中控制且利于氣源的集中設置，需就地設置電磁閥箱，將各氣動執行機構配設的電磁閥集中安裝(或作為閥島)于電磁閥箱內，儀用氣源接入箱內，再通過電磁閥將氣源引至各自的就地安裝的氣動執行機構，通過執行機構的動作帶動閥門的機械機構，實現閥門的開閉(見圖2)。

圖2 氣動回路原理圖

　　本工程中每兩個發送器配置一面電磁閥箱(包括電磁閥、過濾減壓閥、氣源截止閥等)(見圖3)，外型尺寸為1000mm×800mm×400mm(高×寬×深)，前開門，氣路側面進出，端子排布置在箱體另一側，底部出線。電磁閥箱上設有遠方/就地切換開關，在電磁閥箱上設置每個氣動閥門的就地操作按鈕，能夠實現就地控制，并留有與除灰控制系統的遠方控制硬接線接口。信號包括氣動閥的遠方開關指令信號(DO，220VAC，5A)及開關狀態信號(DI，無源干接點)。

圖3 電磁閥箱盤內布置圖

　　2.4、電磁閥控制原理及其接線

　　氣力除灰系統中氣動閥門無保位要求，因此都可采用220VAC單線圈電磁閥進行控制，在就地執行機構處設置位置開關，用以反饋閥門的開關到位信息。圖4和圖5分別為電磁閥控制原理圖及電磁閥箱控制接線圖。圖5中端子排僅表示至DCS和就地設備的電纜出線，盤內接線需在電磁閥箱出廠前接好。屏蔽電纜的屏蔽層在DCS機柜側一端接地。

圖4 單線圈電磁閥控制原理圖

圖5 電磁閥箱控制接線圖

3、結論

　　本系統中采用的氣動閥門是由氣動執行機構去進行閥門開閉控制的一種形式，氣動執行機構的動作通過遠程控制電磁閥的線圈得以實現，此種控制形式對于遠程操作較方便靈活，且氣源由主廠房儀用氣而來，相較于電動閥門可極大地降低能源和成本的消耗。現場總線技術的應用是控制領域中的發展方向，該方案通過使用總線型的閥島，并可將系統中的其他輸入輸出量融合于閥島中，實現與DCS或PLC等控制系統的總線連接。