（1）用输送风机作为系统的动力源，将烟尘内收集到的飞灰排往灰库。
　　（2）系统内设两根输灰管，粗、细灰分排，将省煤器和一电场里的粗灰收集起来后输送到对应机组的粗灰库。而二、三电场的细灰则被输送到细灰库。当1号炉粗灰管出现故障时，用细灰管将粗、细灰送至1号／2号细灰库。灰库也可以选择，当细灰库不能工作时，可用1号炉或2号炉输灰管将粗、细灰输送到1号或2号粗灰库；同样，当粗灰库不能工作时，可将粗、细灰输送到细灰库。

　　（3）气锁阀从灰斗里收集灰并将灰排到正压输送管路。气锁阀工作周期为2 min，根据时间分别控制气锁阀的进排灰，灰斗与气锁阀的压力、气锁阀与输送管道的压力均保持平衡。为了使输灰管路内的灰流量稳定，同一电场的各个气锁阀的工作周期相互错开，即有4个气锁阀在进灰，4个气锁阀在排灰，气锁阀的前半个周期为进灰时间，后半个周期为排灰时间。
　　（4）灰斗气化风机通过加热管道给每个电除尘灰斗的气化板及气锁阀提供干燥的热空气，使气锁阀的灰呈流化状态。灰库气化系统将加热空气引入灰库，防止灰库内灰结块，同时使灰库内的灰呈流化状态，便于灰从灰库内排出。灰库布袋除尘器对灰库内的气灰混合物进行过滤，以保证排放空气的纯度为99．9％。

　　（5）灰库底部有干灰伸缩节卸灰装置，放灰时，收尘风机联锁自动投入，将余灰吸入灰库，确保放灰干净。另留有两个湿排灰卸载口，为湿排灰搅拌或装船，作为备用手段。

2　除灰控制系统的设计
　　除灰系统的PLC控制设计比较复杂，除工艺本身涉及到的气固两相流体力学计算外，其逻辑条件比较复杂，设备选型、匹配比较特殊。有的老电厂系统改造时，仍需保留原水力排灰装置，水／气隔离阀的共存给系统设计带来了更大的难度，也提出了更高的要求。
2．1　I／O离散量分布
　　开关量输入DI：544；开关量输出DO：448；模拟量输入AI：24；冗余量：20％。
2．2　PLC控制系统的配置
　　2×300 MW机组除灰系统的PLC与上位监控机布置见图2，下设4个远程站和1个本地站，本地站主要完成人—机接口及信息管理功能。

　  （1）程控系统主机（PLC）采用RockwellAu－tomation公司的PLC－5／40C系列可编程控制器2台，组成一套完整的双机热备系统，对飞灰系统实时监控。其中一台为主控器，另一台为热备机。当一台出现故障时，另一台在50 ms内无扰自动切换上去，保证系统安全可靠连续运行。上位机监控采用Rockwell softwaer的RS－View软件，以Windows 95和NT为操作系统，以RS－232／DH＋485通讯口连接2台64 cm CRT，另配2台喷墨打印机组成监控本地站，供运行人员监控用。
　　（2）远程通道与主机之间采用控制网络进行通讯，通讯介质为同轴电缆，传输距离最长为30km，传输速率为5 M Baud。本系统设计传输距离为1 500 m，传输速率为5 M Baud。每个远程站按功能作用不同，配置不同的I／O模块。留有与以太网及DCS的标准接口。
　　（3）下位机控制采用运行在Microsoft Win－dows 95和Windows NT环境平台的RSLogix5软件，运用最新技术以节省开发时间，获取最高效率，新的RSLogix5软件融梯型图、拖放数据库编辑、准确方便的I／O组态、参考信息、报表诊断功能为一体，加强互操作性，增加了自动检测和组态通讯参数，以提供可靠的通讯方式。

3　稀相除灰系统应用问题分析与探讨
　　近年来，新建、扩建、改建（含大代小）的300MW机组大都采用稀相除灰输送技术，但每个电厂由于燃烧煤种、灰分比例不同，陆续暴露出一些问题。总结其经验教训，为我们更好地掌握、应用、开发该系统，提供良好的技术储备。
3．1　灰管堵灰
　　堵灰问题是除灰系统中三大“瓶颈”问题之一，如何解决克服这一重大缺陷是制造商在设计时考虑的主要方向之一。在1号炉调试时，系统曾出现过省煤器输灰管堵灰及灰倒流现象，不得已在其输灰管出口端加装了手动闸阀，靠人工完成作业。为此，我们会同外方专家及设计院、安装公司等单位商量解决办法。改变原管路走向，减少90°弯头，并缩短管路距离，对2、3、4号炉的原直“T”型三通改成“Y”型三通，解决了堵灰问题，并得到了外方专家的赞同。
3．2　风机过压保护
　　输送风机的可靠运行是系统出力动力源的根本保证。系统原设计负荷压力运行范围不大于105 kPa。但在实际运行中，曾出现过管道压力超出定值20％以上。为此，我们同外方专家一起商讨风机保护措施，在软件程序上增设自动保护功能。当由于突然故障使负荷增至120 kPa并持续10 s，风机便自动跳闸报警。增设这一功能以后，确保了输送风机在限定的范围之内安全运行。
3．3　压力趋势监控
　　压力趋势图能实时反应压力变化，分析压力趋势走向，帮助我们监控系统的运行状况，以免在极限峰值边界附近波动。外方在设计中没有考虑这一因素，故在Control－View软件选件中没有配置这一功能的软件包，以至对突发故障所致的压力突然增高，无法用数据记录其原因及时间。外方在前期排空清管设定值为38 kPa。实际运行中，特别是省煤器至一电场排灰这一段，经常出现堵灰现象。中方工程技术人员向外方提出这个问题，外方开始不相信，将排空清管这一设定值改为45kPa，吹扫2 min。看上去是解决了堵灰问题，实际上管道仍有积灰现象，影响出力。经过几次试验，外方修改了原程序，改变了排灰顺序，延长了吹扫时间，并在1、2、3、4号炉增加了实时压力趋势图。

3．4　双机热备通讯
　　双机热备的主要目的是考虑电站的特殊性。希望当主控机发生故障时，另一台热备机能无扰动地自动切换上去，代替主控机工作，保证系统可靠运行。从主机配置来看是没有问题的。但在软件设置及组态上，外方的设计也是有问题的。在通讯热备用程序的编写中未组态好，以至在1号炉调试中无法完成这一功能。后来还是中方技术人员会同PLC中国代理商的GTS人员一起会诊才找出其症结。建议今后在系统设计时，特别是编写程序时对这一功能特别考虑。
3．5　系统通讯抗干扰
　　程控系统中，远程通讯的抗干扰问题一直是困扰工程技术人员的天敌。书本上提及的大多是理论原则，而现场实际工况各有不同，故即使有成功的经验亦只能借鉴，而不能生搬硬套。因为其涉及到传输速率与阶误码率的问题，两者必然矛盾。综合平衡考虑其他因素，在满足系统PLC运行速度和内存容量的条件下，应尽量采用软件抗干扰设计。其主要方法是数字滤波、睡眠模式、看门狗定时器、指令冗余、标志判断。上述几种方法应根据不同的工艺和要求，分别对硬件、软件进行改进，找出干扰因素的起源，选择有针对性的抗干扰措施。在实际应用中，我们对硬件采取了一些保护措施：
　　（1）首先是将通讯电缆与动力电缆、信号电缆分设隔离；
　　（2）其次在通讯电缆的连接处加装金属保护套管；
    （3）再次是计算机系统设置独立接地。

　　这样基本上消除了干扰信号，从而保证系统通讯可靠、稳定、安全运行。

4　稀相除灰系统及PLC的设计改进方向
　　下面提出新系统设计与改进的几点建议。
4．1　系统出力计算
　　输灰系统采用间断输送方式运行，系统出力按200％冗余设计。若有水力除灰作备用，系统出力可以按120％～150％冗余设计，给检修、维护留有足够的时间。
　　系统出力、系统阻力、灰气比、当量长度、送风量在参照国外技术的基础上，应根据燃烧煤种变化的实际工况，通过模拟试验结合现场试验不断加以总结，形成我国自己的设计计算方法。确保设备选型数据的准确性，使所选设备与系统完好地匹配，以保证整个系统设计合理与运行可靠。
4．2　远程通讯
　　电厂灰库区域的自然环境一般比较恶劣，附近还有许多场源、电磁噪声等干扰因素，DH＋单缆通讯（冷备用通讯电缆）不适应中国电厂的运行环境，所以都要求双缆热备通讯，以防突发故障。远程站采用主－从通讯方式，当就地出现故障时，从站没有在线控制能力，要返回主站寻找故障，在实际应用中，给检修判断故障带来许多不便。
　　主控PLC与远程站的设置应改用ControlNet网络双缆热备通讯，增加PLC－5／20主机，改适配器通讯主－从方式为令牌环方式。该网络具有遥控输入／输出的功能和5 Mb／s的数据信息传输能力（DH＋通道）。高通数据用于改进输入／输出信息和PLC的联锁功能；ControlNet网络媒介预选件还能提供更高级的系统潜能。安装双缆可以防止网络失误、线路断裂、节点丢失或外部声源的干扰等。该网络还可帮助用户确信所需的确定性和重构性，只要相应的设备和各模拟卡，该软件可对其提供反馈，对控制系统进行严密的控制，真正从根本上解决远程通讯中所出现的问题。
4．3　机电接口
　　国内的6 kV开关触点为常开形式，而国外采用负逻辑设计与国内正好相反。故在1号炉调试时，风机经常跳闸、启动失败，一直查不出这个原因，后经中方技术人员帮助查找，解决了这一问题。希望以后设计时应考虑系统接口的问题。对于用6 kV电动机控制的输送风机，应设计系统联锁保护，为确保风机可靠运行，必须设计风机低压及超压保护。建议在今后的设计中采用智能马达控制或变频调速技术。机电接口是整个除灰系统设计中一个十分关键的部分，它的成功与否将直接影响整个系统动力源的输送。
4．4　信号联锁
　　对参予系统联锁的模拟量信号（如4～20mA，0～5 V），为确保万无一失，除了在硬件上采取必要的保护措施以外（如加装屏蔽电缆，动力、信号电缆分层走向），为防止数据漂移，还要在软件设计上增加抗干扰措施。为提高该系统综合抗干扰能力，可改用总线系列（PROFIBUS—PA）或智能传感器，这种总线专为过程自动化而设计，它可使传感器和执行器接在一根共用的总线上，甚至在本征安全领域也可接上。
4．5　输出模块
　　220 V交流输出模块至直接驱动负载，不带隔离继电器，容易受瞬时电流冲击而损坏模块。可改用隔离输出方式，独立设置电气控制回路，保护模块，确保程控系统的连续可靠运行。对气锁阀所有的电磁阀均应带手动按钮，以备检修时试验用。

4．6　高料位优先出灰
　　原设计中有集灰斗程序高料位优先出灰这一功能。但在实际优先的程序中，集灰斗的料位高（满仓）时仅起报警作用，必须等该满仓的这一列出灰完毕，再由人工干预，或旁路其他灰斗，等其他电场除灰结束后再回来单独清这一列灰斗的集灰，这等于高料位仅起报警作用，没能优先出灰。该功能不适用于稀相除灰系统，选电容式料位计且探头上粘灰，会产生误报警。许多电厂现在已经将其拆除，在集灰斗上选用何种物位检测装置更加合理值得大家思考（核辐射料位测量具有穿透力强，反应速度快等优点，最适合集灰斗这种场合的使用，但对人体危害极大，使用受到限制，故不宜选用）。
4．7　灰位测量
　　灰库是暂存飞灰的最后区域，由于它类似一个大密封容器，库内存在着压力偏大、温度偏高等恶劣因素。监测灰库灰位变化有助于整个系统正常的排放。因此灰位检测成为其关键部分，而该系统配置美国BINDICATOR的YO—YO重锤式料位计。其精度及输出信号与计算机的标准接口是能够满足要求的。但其使用范围受到一定条件的限制，尤其不适应密封灰仓的测试，经常发生断锤、埋锤的现象。为此，我们对1号／2号细灰库的料位计进行过改进，改用美国PRINCO的L3610型射频导纳式料位计。据介绍，其探极由TWFLE材料特制而成，对于灰仓内的粉尘飞扬没有影响，且具有拆卸方便、安装灵活（即一次仪表坏，不影响探极）等优点。但从应用情况来看并不理想，经过一段时间的试验使用，我们发现有严重的数据漂移，甚至在显示上出现“死”数据的现象。　　
　　这是一个困扰人们已久的问题，令当今世界各国物位测量制造商十分棘手。传统的电容式、重锤式测量仪表或多或少都存在一定的问题，特别是对水泥结构的密封粉仓的灰位测量都不够理想。为此，我们也在积极寻找更加合理、更适应灰库工况运行的灰位检测装置。据说近日已有采用微波相位跟踪原理的测量仪器问世，另外还有加拿大MILLTRONICS公司已推出抗粉尘的超声波测量仪器，测量范围在15 m左右，且有海外电厂600 MW机组应用实例，是否符合中国电厂要求，还有待进一步考察。
4．8　保护装置
　　增加主控系统与远程站通讯突然失电时的保护措施，改进主控机与远程站的电源配置，加装UPS电源应急装置，使突发故障时数据不至丢失。设置系统大连锁的紧急按钮，如遇到特殊紧急情况，甚至危及人身安全时，应停止系统运行。
4．9　开放网络接口技术
　　新设计的PLC控制系统设计应留有与其它DCS网通讯，或由PLC独立组成的分散控制系统（电厂外围辅机程控系统，如排渣、化水、输煤、油库、循环泵等）网络通讯的接口。

5　结束语
　　从目前国内技术看，实现2×300 MW机组除灰系统及PLC设计国产化是可行的。其核心问题是解决除灰系统工艺流程中的难点（如灰气比、传输距离、堵灰、系统出力等）。借国内电站大机组建设的机会，选几家有经验的外商或引进系统工艺、计算模式、制造技术加以比较，重新定位国内发展除灰技术的起点，为我国的电力环保工业跨越新的高度提供广阔市场。