电厂二区四号锅炉改造技术方案

1、电厂二区四号锅炉改造技术方案目 录一、工程概况第1页二、系统设计第2页1、网络组成第2页2、系统的特点及软件功能第2页2.1系统特点第2页2.2软件功能第3页3、系统主要控制功能 第4页4、控制系统安全 第6页4.1接地系统第6页4.2控制连锁第6页5、系统软硬件配置第6页6、标准规范第7页三、工程组织机构 第7页1、工程施工原则第8页2、工程图纸设计及软件程序编程 第8页四、工程工期及投资概算 第8页一、工程概况北营集团发电公司二区4锅炉，目前控制方式主要为现场仪表盘手动控制,操作和维护十分繁琐。现有一套浙大中控DCS数据监视系统，由于该系统设备型号陈旧，备品备件已无法继续采购，现已影响了4

2、#锅炉的正常生产运行。为了能够实现现场设备的自动化控制和调节功能，确保4#锅炉的正常稳定运行，必须采用先进的控制技术对控制系统进行自动化升级改造。我公司根据电厂要求及现场实际情况，经仔细调研制订了本改造方案。二、系统设计 1、网络组成:根据现场的实际条件以及要实现的功能,同时考虑到今后网络拓展等问题,整体网络采用具有开放性，通用性和可靠性的工业以太网通讯协议,网路结构图如图:图12、系统的特点及软件功能2.1系统特征主工艺线上的电气设备、仪表设备与自动化设备构成信息集中，控制分散的一体化系统。系统采用计算机分级控制，除基础自动化级（设备级的自动控制）外，还设有过程自动化级（监控级），后者采用数

3、学模型、专家系统、优化分析、预测等先进技术，建立生产过程数据库和历史数据记录，为提高生产效率创造条件。系统收集各种信息，形成更多易看、易懂、易分析、易操作的画面，为有效的控制锅炉系统创造有利的条件。自动化系统采用开放式设计结构，为今后的系统扩展创造条件，预留区域级计算机及全厂管理级计算机的通讯接口。整个“三电”系统以自动操作为重点，但在设计上充分考虑CRT解锁及现场手动控制等各种后备手段，以保证各种情况下生产的安全正常进行。2.2、软件功能在下位机锅炉控制系统中，可以完成手动控制和自动控制的切换，下位机自动程序可根据工艺要求建立安全可靠的逻辑互锁程序，完成各电气设备的启停控制、顺序控制功能。同

4、时系统中建立了闭环控制调节系统，系统能够根据工艺要求，自动的对汽包水位等工艺参数进行PID闭环控制功能。在没有人工干预情况下自动跟踪工艺参数变化实施调节，保证生产过程的合理性和可靠性，能够大幅度的提高生产效率，充分合理利用能源。在正常生产情况下，软件功能可以实现在自动方式下运行。在事故状态时，软件功能可以实现安全联锁停机而保证人身和生产设备的安全。在部分设备出现故障情况时，在不影响整体生产工艺要求的前提下，可以单独手动控制故障设备的启动和停止，以便于及时检修。系统操作站采用美国WONDERWEAR公司的专业工业组态监控软件INTOUCH10.0，INTOUCH具有对工艺参数进行实时监控、模拟工

5、艺流程、报警、趋势和报告等功能，并可利用VB 编写用户特殊功能。完成的主要功能如下：菜单画面：通过菜单选择可以进入指定画面。系统总体画面：全部设备按工艺流程要求布置画面，通过该画面可以直观的了解系统全部生产过程。系统局部监视画面：对系统重要工艺流程可以局部放大观察。系统选择操作画面：对某些设备控制进行自动操作或手动操作方式；通过CRT完成操作设备启/停功能的画面。参数设定画面：操作人员可以方便的通过鼠标键盘对系统运行的参数设定值进行修改，修改值一旦输入并经确认后系统会自动按新的设定值运行。闭环控制回路调节画面：系统的控制是一个具有PID调节功能的闭环调节系统，通过此画面来设定工艺参数及PID参

6、数等，并利用棒图或趋势等形式来显示各工艺参数，使操作人员清晰的看到调节过程和动态参数的变化。 动态实时及历史趋势画面：对主要的检测参数，进行采集并绘制成曲线实现实时显示和记录，并可进行历史记录查询和历史趋势的显示。 报警画面：系统可对运行参数进行处理诊断，把故障状态的参数写入报警表格，以报警语音的形式提示给操作人员，由控制系统或人工做出相应处理，确保系统安全可靠的运行。报警范围包括：给水操作台压力低报警；汽泡水位高/低报警；主蒸汽温度高/低；压力高/低报警；高炉煤气压力低报警；电源箱故障报警。操作指导画面：即帮助画面，指导操作人员如何对画面进行操作。3、系统主要控制功能操作方式：设手动方式和自

7、动方式。手动方式：操作员通过上位机、现场操作箱对设备运行进行的单项操作。主要用在系统维修或故障时的紧急操作方式。自动方式：根据各系统设备的运行状况，自动地完成各工作顺序、设备之间的运行连锁等。全部控制通过过程计算机与基础自动化系统协同完成。主要控制功能说明：锅炉汽包水位控制系统 汽包水位控制系统，实质上是维持锅炉进出水量平衡的系统。它是以水位作为水量平衡与否的控制指标，通过调整进水量的多少来达到进出平衡，将汽包水位维持在汽水分离界面最大的汽包中位线附近，以提高锅炉的蒸发效率，保证生产安全。由于锅炉水位系统是一个设有自平衡能力的被控对象，运行中存在虚假水位现象，实际应用中可根据情况采用水位单冲量

8、、水位蒸汽量双重量和水位、蒸汽量、给水量三冲量的控制系统。 控制目标值：（汽包水位均匀量为：300，水位控制在中间值，偏差10%）三冲量水位控制模式：监测汽包水位、蒸汽流量、给水流量，将汽包水位作为主控变量，给水流量作为辅助被控变量的串级控制系统与蒸汽流量作为前馈信号组成前馈串级反馈控制方式。 三冲量水位控制实现方式：1） 在异常情况下，如液位偏离正常值较大时，采用规则控制，可以快速恢复水位，保证锅炉的安全稳定运行。2） 当水位控制和主蒸汽温度控制发生矛盾时，可根据矛盾的主要方面进行两者的协调控制。3） 它包含给水流量控制回路和汽包水位控制回路两个控制回路，实质上是蒸汽流量前馈与水位流量串级系

9、统组成的复合控制系统。当蒸汽流量变化时，锅炉汽包水位控制系统中的给水流量控制回路可迅速改变进水量以完成粗调，然后再由汽包水位调节器完成水位的细调。4、控制系统安全4.1、接地系统此工程需在现场安装接地系统，接地系统要求如下： PLC柜、MCC柜均设接地铜排或端子，并用20mm2铜质电缆连接至接地极，接地电阻：4。 计算机逻辑地应有专门独立的接地极，与其它接地极之间距离大于20米，接地电阻：4。 仪表系统的保护接地与仪表的屏蔽接地可公用一个接地极，接地电阻：10。4.2、控制连锁 为了确保系统设备及人身安全，即使系统处于机旁手动模式运行，控制系统也必须保留非常重要的、少量的保护性连锁，来保证设备

10、的安全正常运行。5、系统软硬件配置：根据现场的实际情况，上位机控制系统采用DELL公司的台式计算机，下位机控制系统采用目前稳定性好，安全等级高的施耐德公司Quantum系列PLC。具体模板类型及IO点分配见下表：名称实际点数配置点数（余量20%）模板数/块数字量输入模板28835211数字量输出模板72963模拟量输入模板1011288模拟量输出模板32405系统软件配置：根据工程设计需要，我们配置如下软件系统对工艺进行控制。操作系统 Windows 2000 professional Service Pack4组态软件 Intouch10.0(中文版)下位机编成软件 Unity Pro XL

11、 V4.06、标准和规范 我方在工程设计施工过程中将遵循一下标准和规范HG/T 20573-95 分散型控制系统工程设计规定GB50052-95 供电系统设计规范ISA S5.1 仪表符号与识别ANSIMC96.1 热电阻DIN43762 热电偶IEC297.1 工业机柜机械规范IEC297.3 机箱机械规范ISARP55.1 计算机硬件测试JB/T 6808-93 模拟量输入输出信道模板通用技术条件IEC682 基本环境测试程序和电子部件和电子设备的等价测试ANSIC37.9a 振荡测试指南GB50168-92 电气装置安装工程电缆线路施工及验收标准GB50169-92 电气装置安装工程电缆

12、线路施工及验收标准 火电施工质量检验及评定标准（热工仪表及控制功能篇）DL5007.7.4.1-92 电力建设安全工作规程（火力发电厂部分）三、工程组织机构合同签订后，北方装备指定一名项目经理，负责协调在工程全过程中的各项工作，如开工会（KOM）、工程进度、系统配置、软件组态、技术服务、图纸资料、工厂验收（FAT）、现场验收（SAT）、系统投运等。1、工程施工原则此次改造工程由北营钢铁集团统一指挥，北方工业装备有限责任公司结合实际的现场条件制定具体的施工方案，并单独进行施工。整体工程施工分为五个阶段：第一阶段设计工程图纸(原理图、接线图、安装图)，制定设备材料定货清单，编制严谨合理的控制程序；第二阶段组织系统控制柜组装、调试；第三阶段遵照北营集团的总体计划和发电公司具体实际情况安排合理的现场施工时间，并结合现场工艺和实际生产情况对程序进行现场调试和完善，保证程序的合理性和实用性；第四阶段对发电公司的操作人员和维修人员进行培训，使其能够熟练操作此系统并且掌握系统工作原理，能够对系统进行基本的维护；第五阶段保证在工程交付后一年内全面细致的售后服务。2、工程图纸设计及软件程序编辑根据北营集团以及发