CENTUMCS1000在循環(huán)流化床鍋爐控制中的.doc

CENTUM CS1000在循環(huán)流化床鍋爐控制中的應(yīng)用朱勇彬1，許永茂2（1西安西儀集成技術(shù)有限公司，陜西西安710075；2西安高新區(qū)社會事業(yè)服務(wù)中心，陜西西安710075） 摘要現(xiàn)在循環(huán)流化床鍋爐自控系統(tǒng)普遍采用集散型控制系統(tǒng)（DCS）。文中以山東廣源發(fā)集團動力站為例，介紹了DCS的配置及其功能，并分別從循環(huán)流化床鍋爐的反饋控制、順序控制、聯(lián)鎖保護等方面敘述了DCS的控制方案及其成功應(yīng)用。 關(guān)鍵詞循環(huán)流化床；流態(tài)化；DCS；應(yīng)用1前言在鍋爐自控工程中，作為控制系統(tǒng)的二次儀表漸漸退出歷史舞臺，DCS以其優(yōu)良的使用性能得到更為廣泛的應(yīng)用。日本橫河公司在1997年推出了性能可靠、技術(shù)先進、價格合理的CENTUM CS1000集散型控制系統(tǒng)（DCS）。該文介紹山東廣源發(fā)集團新建235 th循環(huán)流化床鍋爐應(yīng)用CS1000 DCS的控制范例。2工程概述山東廣源發(fā)集團動力站由2臺35th循環(huán)流化床鍋爐和1臺3 000 kW的汽輪發(fā)電機組組成，主要是供廠內(nèi)煉油裝置及部分生活用熱。其中，鍋爐是國產(chǎn)的細粉高速循環(huán)流化床鍋爐，螺旋分離器分離煙氣中未燃盡顆粒，再以機械方式送回爐膛，通過調(diào)整回料量、給煤量和風量等手段來調(diào)節(jié)床溫和負荷。3DCS系統(tǒng)配置項目中DCS的配置如圖31所示。工程師站由PIV18GHz、內(nèi)存128M、硬盤40G、3英寸軟盤驅(qū)動器、21英寸CRT的DELL機構(gòu)成，它以Windows2000為操作系統(tǒng)。以同樣配置的DELL機作為操作員站。用HP1000激光打印機進行記錄打印，打印報表、操作記錄、報警信息。雙重化現(xiàn)場控制站PFCDS5520一臺，它的電單點模擬輸入輸出插件箱AMN11用1個；多點連接型插件箱AMN32用4個。IO模件數(shù)量見圖31。4系統(tǒng)功能系統(tǒng)是對鍋爐、汽輪機、發(fā)電機進行重要參數(shù)的監(jiān)視，對以下回路進行自動調(diào)節(jié)。 （1）汽包水位調(diào)節(jié) 汽包水位調(diào)節(jié)以鍋爐汽包水位為主調(diào)，給水流量為副調(diào)（如圖41所示），實行串級調(diào)節(jié)，避免了汽包給水出現(xiàn)的超調(diào)現(xiàn)象，同時鍋爐水位用紅綠雙色棒圖進行動態(tài)顯示，給水流量有動態(tài)數(shù)據(jù)顯示，便于操作人員方便直觀地進行操作。 （2）蒸汽壓力調(diào)節(jié) 蒸汽壓力控制系統(tǒng)由蒸汽壓力定值控制機能和根據(jù)輸出進行負荷分配的演算機能構(gòu)成。汽壓定值控制與常規(guī)鍋爐的相同，由蒸汽流量給一個超前信號，作為控制系統(tǒng)的自動補償（如圖42所示）。 （3）床溫控制系統(tǒng) 從負荷指令中取得床溫目標值進行調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)二次風風量，保證床溫及爐膛內(nèi)氧含量（如圖43所示）。 （4）床高控制系統(tǒng)床高控制主要是保證流化狀態(tài)和壓力控制點，通過各層床溫測量值，調(diào)節(jié)一次風風量，保證床高（如圖44所示）。 （5）其它控制系統(tǒng)爐膛負壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)、除氧器壓力控制、除氧器水位控制、冷凝器熱井水位控制等均采用單回路調(diào)節(jié)。5邏輯功能控制51主燃料跳閘（MFT）系統(tǒng)主燃料的跳閘是根據(jù)確保床溫足夠高，使入爐燃料能穩(wěn)定著火燃燒來判斷。如果床溫未達到預(yù)定的最低值以上，應(yīng)防止主燃料進入床區(qū)，該最低值可根據(jù)經(jīng)驗設(shè)置，一般可取760。此外，在下列情況之一發(fā)生時，應(yīng)緊急停爐，實行強制性主燃料跳閘。 （1）所有送風機或引風機跳閘； （2）爐膛壓力大于制造商推薦的正常運行上限； （3）床溫或爐膛出口溫度超出正常范圍；（4）床溫低于允許投煤溫度，且輔助燃燒器火焰未被確證。主燃料跳閘后，根據(jù)現(xiàn)場情況決定是否關(guān)停風機。在不停風機時，應(yīng)慎重地控制入爐風量，而不應(yīng)盲目地立即減小風量。有些不良運行狀態(tài)，如給煤速度波動、固體燃料品質(zhì)、水分變化而造成床溫波動時，可不必實施主燃料跳閘，而通過輔助油槍等維持運行。52聯(lián)鎖聯(lián)鎖系統(tǒng)的基本要求是保障運行人員和設(shè)備免受傷害和破壞，其功能是在裝置接近到不合理的或不穩(wěn)定的運行狀態(tài)時，依靠預(yù)設(shè)順序限定該裝置的動作，或是驅(qū)動跳閘設(shè)備產(chǎn)生一個跳閘動作。如對燃燒系統(tǒng)，當流化燃燒室內(nèi)達到正壓極限時，鍋爐保護動作，輸入燃料并切斷所有送引風機。在引風機后面的即閉式擋板維護開啟位置的同時，開機導(dǎo)向擋板，在引風機惰走作用下爐膛減壓。但是，由于流化燃燒室是密閉的，存在著由于引風機惰走而迅速達到負壓極危險。為此，在引風機后面安裝了即閉式擋板，其關(guān)閉時間為2s。當達到爐膛負壓極限時即閉式擋板關(guān)閉，切斷引風機的全部輸送氣流。53吹掃和啟動循環(huán)流化床鍋爐冷態(tài)啟動之前必須進行吹掃。運行中主燃料跳閘使床溫低于760，或者由于給煤機故障而使床溫低于650，并且啟動燃燒器在沒有投入的場合進行熱態(tài)或溫態(tài)啟動時也需進行爐膛吹掃。吹掃時應(yīng)使足夠的風量進入爐膛，將可燃氣體從爐膛帶出，同時要防止一切燃料入爐。吹掃時應(yīng)確認入爐風量符合吹掃要求，開始執(zhí)行吹掃程序，直至達到規(guī)定的時間。吹掃風量為滿負荷風量的25，吹掃時間為20 min。吹掃結(jié)束后，即可投入預(yù)燃器。6結(jié)束語 在山東青島廣源發(fā)集團新建235th循環(huán)流化床鍋爐新建項目中，采用CENTUMCS1000 DCS很順利完成工程的設(shè)計、施工、調(diào)試、開車幾個階段，控制系統(tǒng)經(jīng)過短時間的調(diào)試，按照設(shè)計方案即全部投入自動運行，其控制精度完全滿足生產(chǎn)的要求，用戶給予DCS系統(tǒng)高度評價： （1）人機界面靈活形象、直觀明了，操作方便。 （2）聯(lián)鎖順控設(shè)計周密細致，生產(chǎn)安全可靠。 （3）控制方案先進、控制精度高、產(chǎn)品高質(zhì)低耗。CENTUMCS100