【正文】 低爐內(nèi)受熱面的傳熱能力，一般玷污數(shù)小時(shí)后水冷壁的傳熱能力會(huì)降低50%60%，使?fàn)t膛出口煙溫升高。傳熱的惡化使排煙溫度升高，鍋爐熱效率降低，還可能引起無法滿負(fù)荷運(yùn)行，一般而言，與清潔狀況相比，受到污染后鍋爐效率將降低1%%，排煙溫度升高十幾度。一旦結(jié)上第一層渣之后，將增加煙氣和蒸汽的傳熱熱阻，使受熱面對流傳熱惡化，造成的結(jié)果就是導(dǎo)致爐膛內(nèi)煙氣溫度進(jìn)一步升高，從而造成渣層表面溫度也升高，同時(shí)渣層表面粗糙度大，熔融狀的灰粒就更容易于粘附上去，形成惡性循環(huán)，使渣越結(jié)越厚。吹灰最主要的作用是對排煙溫度(即鍋爐效率)的影響，吹灰可以清除附著在受熱面上的灰渣，減少煙氣側(cè)到蒸汽側(cè)的換熱熱阻，改善鍋爐的換熱能力，從而降低排煙溫度，提高機(jī)組熱效率。電站鍋爐全部是燃煤鍋爐，由于煤質(zhì)原因及鍋爐吹灰系統(tǒng)不能正常投入運(yùn)行，導(dǎo)致各廠的鍋爐受熱面都有不同程度的積灰和結(jié)焦情況，熱阻增大，降低了鍋爐的熱效率，直接影響了鍋爐的出力，有時(shí)由于鍋爐受熱面積灰不均勻，引起局部過熱，造成鍋爐爆管事故，有的廠由于鍋爐受熱面積灰嚴(yán)重，必須非計(jì)劃地停爐清灰，降低了發(fā)電機(jī)組的可用系數(shù)。它是取代傳統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng)的新型工業(yè)控制系統(tǒng)，并且有著不可比擬的優(yōu)點(diǎn)。PLC將不僅能夠完成復(fù)雜的繼電器控制邏輯，還可以實(shí)現(xiàn)模擬量控制和智能控制，遠(yuǎn)程通信和PC監(jiān)控，能夠?qū)θ珡S實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制和管理。過去對吹灰器的控制通常是用繼電器來實(shí)現(xiàn)的，大型鍋爐使用多個(gè)吹灰器， 要求順序操作，采用繼電器控制鍋爐吹灰器，故障率高，可靠性差，維修困難，以至于吹灰器的使用效果并不理想。不僅可以處理開關(guān)量，還可以處理模擬量，可以進(jìn)行高速計(jì)數(shù)、PID 調(diào)節(jié)、語音輸出、溫度控制、位置控制、遠(yuǎn)程 IO 控制、模擬定時(shí)控制、7 段譯碼輸出等等。PLC的編程語言與編程工具向標(biāo)準(zhǔn)化和高級化發(fā)展，軟硬件實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化。在火電廠程序控制中有一定的地位，雖然有一定成效但仍在不斷改進(jìn)。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)。一般來說可以從三個(gè)角度對可編程序控制器進(jìn)行分類。但是為了避免與個(gè)人計(jì)算機(jī)（Personal Computer）的簡稱混淆，所以將可編程序控制器簡稱PLC[3]。在第二代PLC產(chǎn)品中換成了8位微處理器及半導(dǎo)體存儲(chǔ)器，PLC產(chǎn)品開始系列化。同一時(shí)期，由PLC組成的PLC網(wǎng)絡(luò)也得到飛速發(fā)展。據(jù)“美國市場信息”的世界PLC以及軟件市場報(bào)告稱，1995年全球PLC及其軟件的市場經(jīng)濟(jì)規(guī)模約50億美元。PLC針對不同的工業(yè)現(xiàn)場信號，有相應(yīng)的I/O模塊與工業(yè)現(xiàn)場的器件或設(shè)備直接連接。PLC的各個(gè)部件，包括CPU、電源、I/O等均采用模塊化設(shè)計(jì)，由機(jī)架及電纜將各模塊連接起來，系統(tǒng)的規(guī)模和功能可根據(jù)用戶的需要自行組合。PLC不需要專門的機(jī)房，可以在各種工業(yè)環(huán)境下直接運(yùn)行。其主要功能是進(jìn)行工藝參數(shù)的采集、生產(chǎn)過程控制、信息處理、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測以及水質(zhì)監(jiān)測等。到今天為止，從金額上看，西門子在小型PLC市場占據(jù)第一位，份額略超過30%。其中，CPU是PLC的核心，輸入單元與輸出單元是連接現(xiàn)場輸入/輸出設(shè)備與CPU之間的接口電路，通信接口用于與編程器、上位計(jì)算機(jī)等外設(shè)連接。CPU主要由運(yùn)算器、控制器、寄存器及實(shí)現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)、控制及狀態(tài)總線構(gòu)成，CPU單元還包括外圍芯片、總線接口及有關(guān)電路。但工作節(jié)奏由震蕩信號控制。 2. 存儲(chǔ)器可編程控制器中存儲(chǔ)器的作用主要用于存放系統(tǒng)程序、用戶程序和數(shù)據(jù)。而隨機(jī)存儲(chǔ)器（RAM）是一種可進(jìn)行讀操作和寫操作的存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)用戶程序，以產(chǎn)生一個(gè)用戶數(shù)據(jù)區(qū)，用戶程序存放在隨機(jī)存儲(chǔ)器（RAM）中允許進(jìn)行修改。輸入模塊將電信號變換成數(shù)字信號進(jìn)入PLC系統(tǒng)，輸出模塊相反。5．外設(shè)接口和 I/O 擴(kuò)展接口外設(shè)接口是連接主機(jī)與外部設(shè)備所配接的專用插座。圖是PLC的結(jié)構(gòu)框圖。動(dòng)作過程與繼電器控制系統(tǒng)相似?？删幊踢壿嬁刂破?PLC)的掃描過程分為內(nèi)部處理、通信操作，輸入程序、執(zhí)行程序、輸出程序五個(gè)階段。當(dāng)PLC處于停止?fàn)顟B(tài)時(shí)，只進(jìn)行內(nèi)部處理和通信操作。1. 輸入采樣階段當(dāng)PLC開始周期工作時(shí)，控制器首先以掃描方式順序讀入所有的輸入端的信號狀態(tài)（1或0），并逐一存入輸入狀態(tài)寄存器。控制器根據(jù)該觸頭的狀態(tài)即可判斷按鈕是否動(dòng)作，而這一觸頭的狀態(tài)可在程序中重復(fù)使用。2. 程序執(zhí)行階段PLC的用戶程序決定了輸入信號與輸出信號之間的具體關(guān)系。執(zhí)行指令時(shí)先讀入輸入狀態(tài)寄存器的狀態(tài)，若程序中規(guī)定要讀入某輸出狀態(tài)，也在此時(shí)從輸出狀態(tài)寄存器的某對應(yīng)位讀入，然后進(jìn)行邏輯運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果存入輸出狀態(tài)寄存器。在一個(gè)周期執(zhí)行完后，地址計(jì)數(shù)器恢復(fù)到初始值，重復(fù)執(zhí)行由以上三個(gè)階段構(gòu)成的工作周期。PLC上電處理完成以后進(jìn)入掃描工作過程。當(dāng)出現(xiàn)致命錯(cuò)誤時(shí)，CPU被強(qiáng)制為STOP方式，所有的掃描停止。(4) 輸出端子板上各輸出端的狀態(tài)，由輸出鎖存電路來確定。每一次掃描所用的時(shí)間稱為掃描周期或工作周期。一般為幾十—100ms.引起輸出滯后的因素：輸入模塊的濾波時(shí)間、輸出模塊的滯后時(shí)間、掃描方式引起的滯后。避免了觸點(diǎn)的臨界競爭，減少繁瑣的聯(lián)鎖電路。根據(jù)PLC應(yīng)用范圍，程序設(shè)計(jì)語言可以組合使用，常用的程序設(shè)計(jì)語言有以下幾種:1. 梯形圖(Ladder Diagram)程序設(shè)計(jì)語言梯形圖程序設(shè)計(jì)語言是用梯形圖的圖形符號來描述程序的一種程序設(shè)計(jì)語言。在工業(yè)過程控制領(lǐng)域，電氣技術(shù)人員對繼電器邏輯控制技術(shù)較為熟悉。布爾助記符程序設(shè)計(jì)語言與計(jì)算機(jī)中的匯編語言非常相似，采用布爾助記符來表示操作功能。3． 功能表圖(Sepuential Function Chart)程序設(shè)計(jì)語言功能表圖程序設(shè)計(jì)語言是用功能表圖來描述程序的一種程序設(shè)計(jì)語言。功能表圖來源于佩特利(Petri)網(wǎng)，由于它具有圖形表達(dá)方式，能比較簡單清楚地描述并發(fā)系統(tǒng)和復(fù)雜系統(tǒng)的所有現(xiàn)象，并能對系統(tǒng)中存在的象死鎖、不安全等反?，F(xiàn)象進(jìn)行分析和建模，在模型的基礎(chǔ)上可以直接編程，因此得到了廣泛的應(yīng)用。端子通常指由銅材等沖制而成的連接器接觸件。功能模塊圖程序設(shè)計(jì)語言的特點(diǎn)是:以功能模塊為單位，從控制功能入手，使控制方案的分析和理解變得容易；功能模塊是用圖形化的方法描述功能，它的直觀性大大方便了設(shè)計(jì)人員的編程和組態(tài)，有較好的易操作性；對控制規(guī)模較大、控制關(guān)系較復(fù)錄的系統(tǒng)，由于控制功能的關(guān)系可以較清楚地表達(dá)出來，因此，編程和組態(tài)時(shí)間可以縮短，調(diào)試時(shí)間也能減少； (5) 結(jié)構(gòu)化語句(Structured Text)描述程序設(shè)計(jì)語言結(jié)構(gòu)化語句描述程序設(shè)計(jì)語言是用結(jié)構(gòu)化的描述語句來描述程序的一種程序設(shè)計(jì)語言。結(jié)構(gòu)化語句描述程序設(shè)計(jì)語言采用計(jì)算機(jī)的描述語句來描述系統(tǒng)中各種變量之間的運(yùn)算關(guān)系，完成所需的功能或操作。部分PLC的制造廠商為用戶提供了簡單的結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)語言，它與助記符程序設(shè)計(jì)語言相似，對程序的步數(shù)有一定的限制。PLC現(xiàn)已成為工業(yè)控制三大支柱（PLC、CAD/CAM、ROBOT）之一，以其可靠性高、邏輯功能強(qiáng)、體積小、可在線修改控制程序、具有遠(yuǎn)程通信聯(lián)網(wǎng)功能、以易與計(jì)算機(jī)接口、能對模擬量進(jìn)行控制，具備高速計(jì)數(shù)與位控等性能模塊等優(yōu)異性能，日益取代由大量中間繼電器、時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)繼電器等組成的傳統(tǒng)繼電—接觸控制系統(tǒng)，在機(jī)械、化工、石油、冶金、電力、輕工、電子、紡織、食品、交通等行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。隨著工業(yè)自動(dòng)化和過程控制的要求越來越高，PLC技術(shù)發(fā)展呈現(xiàn)新的動(dòng)向：產(chǎn)品規(guī)模向高速度、大容量兩個(gè)方向發(fā)展為了提高PLC的處理能力，要求PLC具有更好的響應(yīng)速度和更大的存儲(chǔ)容量。編程工具豐富多樣，功能不斷提高，編程語言趨向標(biāo)準(zhǔn)化 有各種簡單或復(fù)雜的編程器及編程軟件，采用梯形圖、功能圖、語句表等編程語言，亦有高檔的PLC指令系統(tǒng)發(fā)展容錯(cuò)技術(shù) 采用熱備用或并行工作、多數(shù)表決的工作方式。鍋爐吹灰系統(tǒng)一般由蒸汽減壓站、管道系統(tǒng)、吹灰器本體和程序控制設(shè)備組成。常用的吹灰裝置主要有蒸汽吹灰器、聲波吹灰器和燃?xì)鉀_擊波吹灰器三種形式。其次存在一定的安全隱患，由于工作介質(zhì)為可燃?xì)怏w，一旦設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)不合理，生產(chǎn)質(zhì)量有問題，都易引起可燃?xì)怏w的泄漏，從而造成爐膛或環(huán)境發(fā)生安全事故。蒸汽吹灰器是煤粉鍋爐采用的常規(guī)吹灰方法，它是利用水蒸汽的自由射流沖擊力，消除受熱面積灰的吹灰方法，它使用蒸汽壓力P=，溫度t ≤320℃的蒸汽吹除受熱面積灰。(3) 蒸汽直接從鍋爐引接，按設(shè)定程序運(yùn)行吹灰。（3）長伸縮式吹灰器伸縮部分易變形卡澀，蒸汽吹傷受熱面引起爆管，且維護(hù)量大，結(jié)構(gòu)尺寸大，占用較大的空間位置。鍋爐本體吹灰器用的汽源取自高溫過熱器進(jìn)口連接管。旋轉(zhuǎn)，并有一個(gè)凸輪控制，對預(yù)先設(shè)置的部位進(jìn)行吹掃。鵝頸閥是吹灰器的主要支撐部件，與不銹鋼內(nèi)管（供氣管）連在一起，輸送吹灰介質(zhì)（蒸汽）經(jīng)過螺紋管到嘴，裝在內(nèi)管和螺紋管之間的填料在吹灰器旋轉(zhuǎn)時(shí)起密封作用。固定在法蘭上的凸輪環(huán)面觸及啟動(dòng)臂打開吹灰介質(zhì)閥門，按照預(yù)定的圈數(shù)進(jìn)行吹灰。（1）煙道長伸縮型吹灰器的結(jié)構(gòu)組成煙道長伸縮型吹灰器用于吹掃鍋爐受熱面，主要用來清除過熱器、再熱器及省煤器上的積灰和結(jié)渣。跑車內(nèi)的主減速機(jī)構(gòu)是一副渦輪蝸桿副，渦輪蝸桿副的輸出軸驅(qū)動(dòng)末級位移正齒輪使吹灰槍移動(dòng)，同時(shí)驅(qū)動(dòng)傘齒輪使吹灰槍旋轉(zhuǎn)。機(jī)械操縱的閥門位于吹灰器的最后端，它可用蒸汽或壓縮空氣作為介質(zhì)，并用一個(gè)壓力調(diào)節(jié)裝置。吹灰器退到非吹灰位置時(shí)，閥門將自動(dòng)關(guān)閉。托架在吹灰器的前端，大約支承著吹灰器重量一半。吹灰槍的材質(zhì)有多種，它取決于每臺吹灰器的安裝位置，對每一種槍管安裝時(shí)必須“對號入座”。噴嘴的大小和數(shù)量由不同位置吹灰介質(zhì)流量與壓力要求而定。跑車?yán)^續(xù)將吹灰槍旋轉(zhuǎn)前進(jìn)并吹灰，直到達(dá)到前段極限。半伸縮式吹灰器主要用于清潔鍋爐管束受熱面。在大梁上移動(dòng)的齒輪行走箱帶動(dòng)吹灰管運(yùn)動(dòng)。 火力發(fā)電廠吹灰系統(tǒng)的特點(diǎn) 吹灰器對鍋爐工作的影響鍋爐吹灰會(huì)造成鍋爐負(fù)壓、汽溫、汽壓、負(fù)荷、水位的波動(dòng)，而且是對不同的受熱面吹灰對鍋爐的影響也不相同，在吹灰過程中應(yīng)對這些參數(shù)加強(qiáng)監(jiān)視。具體如下：（1）屏式過熱器區(qū)域：由于這一受熱面從流程上看接近水冷壁出口，而且由于吹灰槍的吹灰區(qū)域較大，此處一部分水冷壁受熱面也得到了吹灰，因此，這一區(qū)域吹灰對過熱汽溫、汽壓及負(fù)荷的影響類似于爐膛吹灰。在這一區(qū)域的吹灰過程中，吹灰汽耗對壓力的影響大，因此汽壓會(huì)有一定的下降，負(fù)荷也會(huì)有所降低；在吹灰過程中可以視情況少量增加燃料量。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則為操作簡單、可靠性高、修改方便和有清晰的顯示，設(shè)有多種運(yùn)行程序、各種運(yùn)行和聯(lián)鎖以及系統(tǒng)的各參數(shù)（如可同時(shí)運(yùn)行的吹灰器臺數(shù)和類型等）都可編成程序而作為裝置工作軟件的一部分。信號采集主要包括設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、溫度、壓力測點(diǎn)等的監(jiān)測；單體操作主要包括對電動(dòng)閥門及吹灰器等設(shè)備進(jìn)行單獨(dú)操作功能；順序控制是指對一個(gè)功能組或功能子組中的設(shè)備，按照特定的順序自動(dòng)執(zhí)行另外,當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生突發(fā)事件時(shí),應(yīng)具有相應(yīng)的保護(hù)措施,如在機(jī)組MFT(主燃料跳閘)情況下,應(yīng)立即退出所有吹灰器。通常根據(jù)具體鍋爐的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)、燃燒煤種和運(yùn)行狀況設(shè)置和調(diào)整吹灰器的操作順序和運(yùn)行時(shí)間,也可由運(yùn)行人員根據(jù)現(xiàn)場情況,手動(dòng)操作吹灰運(yùn)行。：用來使任意一臺運(yùn)行出現(xiàn)故障的吹灰器停止運(yùn)行跳步到下一臺。：吹灰系統(tǒng)可以自動(dòng)運(yùn)行，也可通過操作面板上的按鈕手動(dòng)操作指定某臺吹灰器運(yùn)行。 吹灰系統(tǒng)的連鎖保護(hù)功能為了保證吹灰的質(zhì)量和可靠性，對吹灰器需要都設(shè)置了報(bào)警和保護(hù)邏輯。3. 吹灰器過載該報(bào)警信號由熱繼電器產(chǎn)生。在自動(dòng)運(yùn)行過程中，出現(xiàn)爐膛負(fù)壓高、負(fù)壓低于設(shè)定值、鍋爐跳閘等故障時(shí)，運(yùn)行的吹灰器自動(dòng)退出，系統(tǒng)將停止吹灰，且進(jìn)行聲光報(bào)警。程控柜連著三個(gè)動(dòng)力柜和現(xiàn)場的一些設(shè)備，PLC及繼電器，電源輸入/輸出端子排等設(shè)備裝在其內(nèi)。正常運(yùn)行的鍋爐，一般按煙氣流向吹灰。如果某一段時(shí)間因疏于吹灰而導(dǎo)致鍋爐積聚了大量飛灰，再進(jìn)行吹灰不但會(huì)導(dǎo)致吹灰困難，而且會(huì)使設(shè)備受損。疏水時(shí)間到后關(guān)閉疏水門。若吹灰器的電動(dòng)機(jī)過載時(shí)，應(yīng)停止吹灰，并設(shè)法將其退出。 吹灰器本體控制電路圖后限位開關(guān)RLS初始為擠壓狀態(tài)，當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕“START”時(shí)吹灰槍向前運(yùn)行，后限位開關(guān)RLS復(fù)位，由KM1的輔助觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)自鎖。鍋爐吹灰系統(tǒng)吹灰器分布在鍋爐爐膛、水平煙道、后豎井包墻、和省煤器區(qū)域中。)3603603604有效吹掃半徑（mm）250025001200～15005行進(jìn)速度（m/min）6旋轉(zhuǎn)速度（r/min）6257單臺工作時(shí)間（min）8汽耗率（kg/min）1321109電動(dòng)機(jī)型號M2QA71M4BJM2QA90L4AM2QA90L6AJ110電動(dòng)機(jī)功率（kW）11絕緣等級F(溫升105℃)FF12防護(hù)等級IP55(放噴水防塵)IP55IP5513工作溫度（℃）≤350≤350≤35014臺數(shù)422 輔助設(shè)備的選型主進(jìn)汽閥和疏水閥采用電動(dòng)閥門；電動(dòng)閥簡單地說就是用電動(dòng)執(zhí)行器控制閥門,從而實(shí)現(xiàn)閥門的開和關(guān)。缺點(diǎn)是成本高、在潮濕環(huán)境影響性能。 輸入輸出點(diǎn)的確定及PLC的選型 輸入輸出點(diǎn)的確定本次設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)各種運(yùn)行功能的功能鍵全部由外部輸入，必須作為輸入點(diǎn)，設(shè)計(jì)中的一些保護(hù)輸入信號給PLC作處理，必須作為輸入點(diǎn)，對應(yīng)的設(shè)備號必須作為輸入點(diǎn)。具體考慮以下方面：（1）結(jié)構(gòu)合理對于工藝過程比較固定、環(huán)境條件較好的場合，選用整體式PLC；其他情況則選用模塊式結(jié)構(gòu)PLC。當(dāng)被控設(shè)備的工藝過程改變時(shí)，只需用編程器重新修改程序，就能滿足新的控制需求，給生產(chǎn)帶來很大方便。西門子 S7200系列PLC適用于各行各業(yè)，各種場合中的檢測、監(jiān)測及控制的自動(dòng)化。它將所有的模板都裝入一個(gè)機(jī)體內(nèi)，構(gòu)成一個(gè)整體。由于該控制器具有可擴(kuò)展的靈活設(shè)計(jì)符合工業(yè)通信最高標(biāo)準(zhǔn)的通信接口以及全面的集成工藝功能，因此它可以作為一個(gè)組件集成在完整的綜合自動(dòng)化解決方案中成為制造行業(yè)中的創(chuàng)新系統(tǒng)解決方案。它們指令豐富、速度快、可靠性好、具有較強(qiáng)的通信能力。數(shù)字量模塊用于主機(jī)I/O點(diǎn)數(shù)不夠用時(shí)的輸入點(diǎn)數(shù)或輸出點(diǎn)數(shù)的擴(kuò)展。智能模塊本身就是