dcs在循环流化床锅炉的应用

1、dcs在循环流化床锅炉的应用循环流化床锅炉以其低消耗、岛效率、适应煤质广、负荷调节范围人等优点为众多热电厂所釆用。但要保 证这些优点除了应具备一套好的循环流化床锅炉和配套的辅机设备外，还必须配备性能优良的集散控制系 统。h前国内各厂家生产的循环流化床锅炉及辅机在性能上都已达到规定的要求，但所采用的控制系统却 参差不齐，英至仍然冇一部分采用常规仪表控制。常规仪表用來控制链条炉还能够满足要求，但要控制循 环流化床锅炉的运行就显得冇些“力不从心” 了。这是由于以下原因引起的：1）循环流化床锅炉的控制参 数多，若采用常规仪表控制将造成控制仪表过多，易给操作人员造成混乱，不利丁快捷操作控制；2）循环 流

2、化床锅炉燃烧控制原理复杂，若采川常规仪农控制将造成操作人员工作强度大、责任大，导致锅炉的燃 烧控制协调不易学握，增加了出现故障的几率，易导致因控制不好而结焦以致停炉，给电厂造成巨大的经 济损失。国内的dcs生产厂家为了适应电厂控制的需要，在不断地吸收和借鉴先进经验的基础上，有效地 捉升了循环流化床的dcs控制理论，充分体现了 dcs控制系统的可猱性、实时性和精确性等优点。2工程设备概况永煤集团热电厂锅炉改造工程通过招标川湖南省节能设计公司改造杭州锅炉厂生产的锅炉，型号为 ym130-3. 8/450-m型，130吨中温屮压循环流化床锅炉。该锅炉为单汽包，自然循环蒸汽锅炉，主要用于发 电及市区生

3、活供热。锅炉的燃烧系统山炉般、旋风分离器、返料器和尾部对流烟道组成。采用水冷布风板, 布风板截面均匀布置风帽，一次热风进入水冷风室后经这些风帽均匀进入炉膛。燃煤经设在炉前的4台给 煤机送入燃烧室和输送煤泥通过炉顶进入炉膛。按照燃料燃烧的流向划分，锅炉的结构可分为4个组成部 分，即燃烧室、高温旋风分离器、返料密封装置和尾部对流烟道。尾部对流烟道内沿烟气流程依次布置有 高温过热器和低温过热器，高温过热器分为高温冷段和热段，屮间设冇喷水减温器。下部依次布仃省煤器 和空气预热器，用于加热一次风。锅炉配宣2台引风机、1台一次风机。锅炉采用床上木炭点火。经济、 节约点火费用。3 dcs系统配置控制系统采川

4、开放式结构及高度模块化技术的分散型系统，由高速实时数据网络、人机接口站和分散处理 单元三大部分组成，可以实现实时数据采集、过程控制、顺序控制、高级控制、报警检测、监视、操作， 同时可对数据进行记录、统讣、显示打印等处理。高速实时数据通信网络在整个dcs控制系统屮起着重要 的作用，它连接着人机接口站和分散处理单元，完成各种控制信息在网络上的传送功能。该项目中的dcs 控制系统配置如图所示。tusinnk31ibsc3qr»er八 eg整个dcs控制系统由1台工程师站、儿台操作员站和1个控制柜组成，同时工程师站还扭负着向全厂信息 中心传送锅炉运行数据的功能。1个控制柜分别为2个分散处理单

5、元柜、1个信号端子柜、电源柜和网络通 信。分散处理单元柜中采川冗余cpu结构，并通过网络通信处理模块连接各种智能空i/o模板，确保整个 监控系统数据的实时性。电源柜的供电电源为从ups输出的双路稳压电源，经内部转换后以双路冗余的模式向其他控制柜输出5v、 24v和48v工作电源。网络通信中配置了兀余的交换机，确保实时数据通信网络畅通无阻。4顺序控制及联锁保护锅炉保护逻辑i1bift锅炉跳闸保护逻辑、顺序控制及联锁等儿部分组成。1）锅炉跳闸保护逻辑主燃料的跳闸保护条件即是依据锅炉正常燃烧运行时多种控制条件综介得出的锅炉保护措施，其目的是确 保锅炉的床温足够高，使进入炉膛内的燃料能够持续、稳定地燃

6、烧。通常，在以卞情况发生时，应紧急停 炉，实行强制性主燃料跳闸动作。触发锅炉产生保护的条件如下：送风机跳闸、所有引风机跳闸、炉床温 度测点中任憑3个超过1050°c、炉膛压力超低、汽包水位超高（水位值高于+200mm且延时5s）、汽包水 位超低（水位值高低于-200nim且延时5s）时，按下ml订手动按钮。主燃料保护动作后，指令发出自动停止向炉膛内部送煤、煤泥、送风机，同时根据现场的情况决定是否停 引风机及关闭减温水阀门。在不停引风机的情况下，应慎重地控制进入炉膛的引风量，而不应该盲目地立 即减小引风量。2）顺序控制及联锁锅炉辅机设备的顺序控制及联锁的基木h的是将正常运行时山于锅炉及

7、辅机设备的匸况原因对设备所产生 的不良影响降至最低，以保障设备的长久使用。其主要功能是在装置不满足运行条件或正常运行中接近不 稳定、不安全的运行状态时，依靠预先设定的保护动作來限制该装置的瞬间动作方式，最终得以保证设备 的安全。本台循环流化床锅炉的dcs控制系统设计了多套顺控及联锁控制回路，包括引风机、送风机、 给煤机、水系统的电动门和蒸汽系统的电动门及安全门。这些联锁逻辑的设置为锅炉的安全稳定运行提供 了基本的保障，同时也为电厂的操作人员捉供了相对规范的设备操作流程。5自动调节控制系统循环流化床锅炉采用dcs的主要原因z就是要解决运行控制复杂性的问题。相对优秀的模拟量调节控制 回路的设计可以

8、有效地控制现场执行机构的调节动作，从而安全高效地控制锅炉燃烧系统的运作。循环流 化床锅炉是一个多参数、多变量、强关联、干扰多的控制对象，其口动控制系统既是独立的，乂是相互关 联的，可谓是“牵一发而动金身”。当一个系统进行调节之后，其他的调节系统也要冇相应变化。木锅炉 的调节控制系统设计了几个自动调节冋路，涉及汽温调节、负压调节、水位调节、给煤调节及燃烧调节等 多个方面，充分满足了该循环流化床的运行控制要求。1）给水调节系统汽包水位调节（即给水口动）是循环流化床中最为重耍的一个调节回路，也是整个控制系统中必须投入口 动的调节冋路之一。给水调节系统的目的是通过控制锅炉的上水流量从而实现保持锅炉汽包

9、内水位的稳定 性，使其在某一设定值上下轻微浮动，冇效地减轻了由操作人员手动控制水位的所产生的繁重工作。木循 环流化床锅炉的给水控制系统由主给水调节和给水旁路调节二套自动调节系统组成。其中给水旁路调节控 制系统采用单冲量调节方式，通过汽包水位实际值与设定值z间的偏差控制给水旁路调节阀的输岀，该自 动系统一般在锅炉负荷小于30%的情况下投入使用；主给水调节则分为单冲量调节和三冲量调节二种控制 方式，其单冲量调节和三冲罐调节的控制切换通过系统对锅炉运行悄况进行判断后自行实现,不需要人为 干预，该自动系统-般在锅炉高负荷时使用（即负荷大于30%） o主给水调节控制原理如图所示。is设定值b汽涼量pv1®调节阀k3主给水调节控制原理主给水调节系统通过调节锅炉主给水阀门的开度来控制汽包水位的稳定。当锅炉的负荷超过30%时主给水 调节系统满足投入自动运行的工况，这时操作人员可根据实际情况将主给水调节切换至自动控制。当主蒸 汽流量及主给水流量的变送器正常工作时，主给水调节即为三冲量自动控制方式。此时单冲量调节处于跟 踪状态，即跟踪三冲屋调节的输出。若主蒸汽流量或主给水流屋的变送器出现信号故障时给水调节白动切 换至单冲量调节方式。6结束语徃永煤集团热电厂的130吨