烧结余热发电DCS控制实施方案(和利时)

1、大力提倡生随着国内和国际能源的紧缺，国家有关部门对企业节能指标提岀了很高的要求,产过程节能降耗。在钢铁生产过程中，烧结工序的能耗约占总能耗的10%，仅次于炼铁工序，位居第二。在烧结工序总能耗中，有近50%的热能以烧结烟气和冷却机废气的显热形式排入大气，节能潜力很大。由于烧结冷却机废气的温度不高，仅150450 C,加上以前余热回收技术的局限，余热回收项目往往被忽略。 随着近几年来余热回收技术突飞猛进，钢铁行业的余热回收项目造价大幅度降低，同时余热回收效率大幅提高，特别是闪蒸发电技术和补汽凝汽式汽轮机在技术上获得突破，为钢铁行业余热回收创造了优越的条件。一、 工艺简介烧结冷却机余热的回收，是通过

2、回收烧结机尾落矿风箱及烧结冷却机密闭段的烟气加热余热 锅炉来回收低品味余热能源，结合低温余热发电技术，用余热锅炉的过热蒸气来推动低参数的汽轮发电机组做功发电的最新成套技术。目前国内烧结余热发电 技术中热力循环系统采用以下三种技术：1） 单压系统：采用单级进汽汽轮机及单压烧结余热锅炉的单压不补汽系统。一般余热锅炉排气 温度在170 C，排气用于烘干物料。由于废气余热得不到充分利用，相应影响了发电能力，在这三种系统中单压系统发电能力最低。2） 双压系统：采用补汽式汽轮机的双压单级补汽系统，烧结余热锅炉生产两个不同的蒸汽，-为主蒸汽，另一个为低压补汽。由于设置了低压蒸发段，低压蒸汽压力：0.6MPa

3、，低压过热蒸汽温度200 C，再加上设置了低压省煤器，排烟温度能降到130 C左右。在这三种系统中双压系统发电能力最高，但投资最大。烧结余热锅炉生产主3）复合闪蒸单级补汽系统：采用补汽式汽轮机的复合闪蒸单级补汽系统,蒸汽同时生产咼温热水，咼温热水再降压蒸发岀二次蒸汽，二次蒸汽补入汽轮机。虽然冷却 机废气余热被充分利用了，但由于闪蒸器的岀水未能转换为电能，降低了系统的发电能力， 但由于有闪蒸汽补进汽轮机，所以发电能力和投资在前两系统之间。下面以柳钢2 X 360m2烧结余热发电项目为例，其具体工艺图如下：图1锅炉风烟系统$L1上倒通咳 1已辑P 三也U 应n.w-taws：isZ EfliU-

4、她叮 ttEJA>!' 尊怡口:曲.»*t! Wfth：-IJI 1|如图2锅炉汽水系统图3补给水系统图4汽机热力系统I *1 口 y EFIK XL： affllliL; Kit）力口：w .堆旺 RfriH* At O Q 10 i由里 0 直打市茎N 址0 曲gJciE也 y / f / 广 / m eh 霉口 豳*為u# i.HB； I； 岂ist, m 笨图5汽机油系统F=C < Cj*暂 e£ D00用口 -題酉戲“总口 丄督三曰口 沖霉輩i ti B A 图6循环水系统DCS系统控制方案1） 数据采集系统（DAS）HELP显示等。显示：包括

5、操作显示、成组显示、棒状图显示、趋势显示、报警显示及操作指导：对机组的运行提供详细而全面的智能操作指导，指导操作人员完成各种启工况下的操作、异常或故障的正确处理、防止误操作等。制表记录：包括定期记录、运行人员操作记录/跳闸追忆记录/操作员记录等请求记录。历史数据存储和检索。2） 模拟量控制系统（MCS）汽包液位自动调节（三冲量）汽包水位调节，为三冲量调节，具体如下：以汽包水位为主环，以给水流量为副 环，并以主汽流量为前馈。减温水温度自动调节（串级PID）以蒸汽温度调节为主调节，以减温水流量调节为副调节，通过控制减温水调节阀实现减温水调节凝结水调节阀开度控制（单PID） 1#中压给水泵频率控制（

6、软手操）2#中压给水泵频率控制（软手操）均压箱压力调整阀阀位控制（单PID）化学水去凝汽器调节门阀位控制（单 PID）凝结水泵1变频器控制（软手操） 凝结水泵2变频器控制（软手操）1#风室进口烟道电动风门A控制（软手操）1#风室进口烟道电动风门B控制（软手操）2#风室进口烟道电动风门A控制（软手操）2#风室进口烟道电动风门B控制（软手操）I段高温烟道电动风门开度控制（软手操）II段烟囱电动风门开度控制（软手操）II段低温烟道电动风门开度控制（软手操）旁通烟囱电动风门开度控制（软手操）3） 顺序控制系统（SCS）锅炉给水泵启/停顺序联锁控制 互为备投，一台事故跳闸另一台给水泵自动启动凝结水泵启/

7、停顺联锁序控制 互为备投，一台事故跳闸另一台给水泵自动启动循环水泵启/停顺序联锁控制 互为备投，一台事故跳闸另一台给水泵自动启动。射水泵启/停顺序联锁控制互为备投，一台事故跳闸另一台给水泵自动启动。汽机油泵功能组启/停顺序联锁控制A. 高压电动油泵：主油泵岀口母管压力0.75MPa -启高压电动油泵B. 交流润滑油泵：润滑油压0.04MPa -启交流润滑油泵C. 直流事故油泵：润滑油压0.03MPa 启直流事故油泵D. 停盘车：润滑油压 0.015MPa 停盘车4） 汽轮机事故跳闸系统（ETS ）汽轮机事故跳闸系统由DCS实现，通过和利时ETS模块或外挂PLC实现逻辑跳机，运算周期达到毫秒级。

8、以下是 ETS保护条件，任何一个条件动作均触发跳机，实现安全联锁保护。发电机岀口断路器跳闸发电机主保护动作电调装置停机汽机转速3360r/min凝汽器真空-60Kpa润滑油压0.02Mpa轴向位移1mm汽机、发电机轴振动 162um推力瓦轴承温度100 °C回油温度70 CDEH主要功能随着自动化程度要求的提高，可实现对汽机转速更优质的控制，以便实现经济、可靠的运行DEH实现汽机的程控启动、自动调节、参数限制、保护、监视及试验等功能。自动调节控制功能：升速司机设置目标转速后，机组可自动沿当前热状态对应的经验曲线控制调节阀，完成升速暖 机过临界直到3000r/mi n定速控制。在升速过

9、程中，司机也可通过修改目标转速，升速率、转速 保持时间等手段来控制机组的升速过程。自动同期汽机定速后，DEH可接受自动同期装置指令，自动将机组控制到同步转速。并网带初负荷发电机并网后，DEH自动增加给定值，使发电机自动带上初负荷避免岀现逆功率。 升负荷机组并网后，司机可根据需要采用阀控方式,功控方式，压控方式，背压方式或 CCS方式控制机组，与锅炉控制系统配合完成定一滑一定升负荷过程。阀控方式司机通过设置目标阀位直接控制调门开度，DEH维持阀位不度。这时，机组负荷与蒸汽压力自动平衡。功控方式司机通过设置目标功率来控制机组负荷，DEH以汽机实发功率作为反馈信号进行功率闭环控制，维持机组负荷不变。

10、若采用发电机有功功率信号作为功率信号，需要对该信号进行一定逻辑处理。此外需要提醒注意的是，如果锅炉汽压未投自动调压回路， 最好不要采用功控方式运 行。压控方式司机通过设置目标压力来控制机前压力，DEH控制调门开度来维持主汽压力不变。CCS方式（可选）在CCS方式下，DEH接受CCS主控器来的阀位给定信号，直接控制调门开度。DEH与CCS主控器配合可完成机跟炉，炉跟机以及机炉协调的各种控制功能。一次调频DEH具有一次调频功能。功控、阀控均具有一次调频功能。限制控制功能：负荷及阀位限制限制值由人工给定，DEH可自动将负荷限制在高低限以内，以及将阀位限制在给定值以下。主汽压力低限制当主汽压力低于限制

11、值时，DEH自动减小阀位开度以限制负荷，使主汽压力回升。快卸负荷DEH具有快、中、慢三挡快卸负荷，可对应不同的辅机故障。当CCS给岀快卸负荷信号时，DEH按对应的速率将负荷减到对应值。OPC控制机组甩负荷时，DEH接受油开关跳闸和 103 % n。超速信号，快关调节汽门，以减少转换超调量，延迟一段时间或转速<103%n °后再自动开启，并维持机组转速为3000r/min。试验控制功能：假并网试验DEH收到假并网试验隔离刀闸断开信号后，可自动配合电气完成假并网试验。超速试验司机可通过CRT画面操作，提升转速使超速保护动作分别检查撞击子及电气超速保护的动 作转速。在做机械超速试验时

12、，DEH电气超速保护的动作值自动由3300r/min改为3390r/min ,作为后备超速保护使用。在DEH系统控制下可分别进行超速限制和保护试验（103%及109%），机械超速保护试验。并记录最高转速。103%动作时DEH系统关闭所有调门，109%动作时DEH系统关闭所有主汽门和调门。阀门严密性试验司机可通过CRT画面操作，可对调门、主汽门进行严密性试验，并可自动记录惰走时间。 摩擦检查试验DEH系统可根据需要进入磨擦检查状态。在此状态下，DEH系统自动进行冲转，当转速到500r/min时，停3s 5分钟后，关闭调门，使汽机惰走。由电厂运行人员进行磨擦检查。磨擦 检查状态可随时中断，直接进行升速。离线仿真实验根据机组的运行特征，模拟汽轮机的转速、功率，使电液控制系统形成闭环控制系统，检 验整个控制系统的完整性，也可用来对操作人员进行操作培训。保护控制功能：紧急手动机组在并网运行工况下，DEH通讯岀现故障时，自动控制将自动或手动转为紧急手动状态， 司机可按硬操盘的调门增减按钮，直接通过伺服板控制调门开度。在升速工况岀故障时，自动停机，不能投紧急手动。系统状态监视通过系统网络数据通讯，DEH可共享DCS数据，方便地