流化床CFB热工控制DCS操作员培训

DCS发展史

1975年至80年代前期为第一代产品。1975年美国最大的仪表控制公司霍尼韦尔首次向世界推出了它的综合分散控制系统TDC—2000(TotalDistributedControl-2000),这一系统的发表,立即引起美国工业控制界高度评价,称之为“最鼓舞人心的事件”。世界各国的各大公司也纷纷仿效,推出了一个又一个集散系统,从此过程控制进入了集散系统的新时期。

80年代中期至90年代前期为第二代产品。随着计算机的发展与网络开发使各控制厂商更多地采用商业计算机的技术,80年代末许多公司推出新一代的集散系统,其主要特征是新系统的局部网络采用MAP协议;DCS发展史引用智能变送器与现场总线结构;在控制软件上引入PLC的顺序控制与批量控制,使DCS也具有PLC的功能。

90年代中期至21世纪初为第三代产品。至90年代初各国知名的DCS有:Bailey的INFI—90,Rosemount的RS—3,WestHoose的WDPF,Leeds&Nonthrup的MAX—1000,日本横河的CENTUM。这里所提到的均为大型的DCS,为了适应市场的需要各厂商也开发了不少中小型的DCS系统如S—9000,MAX—2,LXL,A2PACS等等。

DCS发展史

3代产品的区别，可从DCS的三大部分，即控制站、操作站和通信网络的发展来判断。目前许多DCS系统的操作系统采用UNIX或其变种，也有中、小系统采用NT。相比较来看，UNIX的稳定性要好一些，采用NT系统死机现象发生较多。采用UNIX还是采用NT操作系统、采用专用的还是通用的监控软件,操作系统和监控软件配合比较好时可以减少死机现象;在通讯网络方面，最差的是轮询方式，在网络上设有交通指挥器。较好的是令牌广播、例外报告方式，根据我们的实验，其速度要相差七八倍。DCS发展史根据国内外使用经验，DCS的操作站可以使用7年以上，控制器则可用15-20年。DCS的各部件的寿命与平常的维护水平有关。在投运初期，容易损坏的概率比较大，一旦投入运行，几乎是不坏的。从检修的经验来看，经检修过的模件，已修复的部分一般不会重复损坏。从部件故障概率来看，电源的损坏概率最大。DCS发展史定义：轮询方式：由CPU定时发出询问，依序询问每一个周边设备是否需要其服务，有即给予服务，服备结束后再问下一个周边接阒不断周而复始。令牌广播式：由一个节点发出一个令牌令牌是特殊的比特组，比特组内无源地址和目的地址，令牌沿环绕行。拿到这个令牌的节点就改变令牌中的一个特定位，将令牌变成一信息帧的帧起始界定。加挂上构成一帧所需要的其余字段以发送信息，网络上的其他节点都在接收信息。当本站检测到帧的目的地址与本站地址DCS发展史相符时，就接收该信息帧(目的节点)，同时转发该帧，直到该帧回到发送站(源节点)，才把该帧释放，再发送新令牌，令牌广播式协议的网络中，可以连接多个人机界面的节点，在网络上的节点都是平等的，每个节点都有机会发送信息。大同富乔垃圾焚烧发电有限公司

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操作讲解一、DCS定义二、DCS作用和功能三、控制系统配置方案四、DCS系统硬件配置方案五、DCS系统完成的主要功能DCS定义DCS是分布式控制系统的英文缩写(DistributedControlSystem)，在国内自控行业又称之为集散控制系统。它是一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统，综合了计算机(Computer)、通讯(Communication)、显示(CRT)和控制(Control)等4C技术，其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活、组态方便。)DCS主要特点控制功能强、系统可靠性高、采用CRT操作站有良好的人机界面、软硬件采用模块化积木式结构、系统容易开发、采用组态软件，编程简单，操作方便、有良好的性价比。二、DCS的功能DCS的功能在集控室通过CRT及轨迹跟踪球/键盘并辅以少量的重要常规监控仪表完成对整台机组启动、联锁保护、正常监控及紧急停机的全部监控功能，并在机组控制室内能满足各种工况运行要求。实现的功能有：DAS（锅炉、汽机、和除氧给水数据采集）、MCS（模拟量控制）、SCS（辅机程控启停和机组联锁保护）、FSSS(炉膛安全监控系统)和ETS（汽轮机保护）二、DCS控制系统配置方案常规控制系统配置原则在控制室内，运行人员以CRT操作台为人-机接口，对整个机组进行监视和控制。为安全起见，可根据实际情况及电厂的要求，保留一定的常规仪表及控制开关。配置原则是：在DCS不能对机组进行正常控制时，通过常规仪表及控制开关保证机组的安全停机。常规控制系统配置方案—锅炉部分显示记录表：☆汽包水位工业TV监视☆汽包水位电接点水位计☆汽包水位平衡容器水位计后备开关：☆紧急停炉按钮☆燃油速断阀常规控制系统配置方案—汽机部分显示记录表：☆汽轮机转速☆

☆凝汽器真空表☆☆

☆后备开关：☆紧急停机按钮

对于可调双抽汽汽轮机组，建议采用DEH(汽轮机数字电液控制系统)常规控制系统配置方案—汽机部分后备开关：☆紧急停机按钮

我厂是双抽汽汽轮机组，采用DEH(汽轮机数字电液控制系统)三、

DCS系统硬件配置方案DCS配置原则操作员站台数N:1冗余配置，保证系统的可靠性；所有I/O站主控单元、电源模块、系统网络均冗余配置；DCS系统有通讯接口可完成与其它系统的信息交换；用于控制功能的信号通过硬接线传输，仅用于监视的信息则可充分利用DCS系统的通讯功能实现信息共享；DCS硬件配置说明现场控制站配置：母管制机组，各主机设备和公用系统分开；对于大型单元机组，除上述配置原则外，各主机系统内的分配可根据功能分开，适当考虑现场控制站的负荷均衡问题。每台锅炉配置一台操作员站，每台汽轮机组配置两台操作员，操作员站之间互为备用，完成整个系统的状态监视、控制操作。另外设置两台工程师站，用于完成系统功能组态、组态数据下装等功能；工程师站也可设置成操作员站。我厂MW机组控制室四、CFB机组控制方案电气监控系统（ECS）数据采集系统（DAS）16模拟量控制系统（MCS）2顺序控制系统（SCS）3锅炉炉膛安全监控系统(FSSS)5汽机保护(ETS)4数据采集系统（DAS）1信号处理正确性判断数字滤波非线性修正参数补偿工程单位变换开关量接点有效性检查脉冲量累计显示功能模拟图 包括概貌图、区域图和细节图 处于报警的变量以变色、闪烁等方式显示成组显示棒图显示趋势图 实时趋势图 历史趋势图报警显示和响应Help功能记录和打印随机性打印周期性打印人工召唤打印历史数据记录和再现存储周期最小为1秒运行人员可随时调出历史数据性能计算汽轮机效率锅炉效率加热器效率凝汽器效率模拟量控制系统（MCS）2母管压力调节系统母管制运行机组须考虑负荷分配得到各台锅炉的负荷指令、给煤指令和风量指令主汽压力调节系统维持主汽压力恒定由燃料加入量控制能量供给与能量需求相平衡串级调节系统考虑床温影响设置不调温死区主汽流量作为前馈给煤控制系统给煤量指令与总风量交叉限制考虑煤质影响总风量控制系统风量指令与给煤量交叉限制调节结果送往点火风、一次风及二次风调节系统播煤风控制系统由给煤指令得到控制系统给定值运算结果控制播煤风进口挡板点火风控制系统总风量控制系统得到的点火风指令作为系统给定值运算结果控制点火风机执行机构一次风量调节系统送入助燃空气组织初期燃烧流化床料及燃料风量大小适宜(最佳风煤比)考虑因素： 煤种 负荷 床温 炉温二次风调节系统送入燃料燃烬所需空气量分段燃烧降低NOX影响因素： 煤种 负荷 床温 炉温引风量调节系统维持炉膛负压送风量作为前馈给水调节系统汽包水位是机组运行的重要参数反映给水量与供汽量的动态平衡低负荷时采用单冲量调节系统高负荷时采用三冲量调节系统“虚假水位”现象多组PID参数主汽温度调节系统维持主汽温度稳定主汽温度偏高主汽温度偏低喷水减温串级控制系统多组调节参数与给水调节综合考虑床温控制系统维持床温850℃－900℃影响因素： 给煤量 石灰石供给量 排渣量 一次风量 二次风量 返料量调节一、二次风比例调节返料量床层厚度控制系统床层厚度太小则不易组织燃烧及脱硫过程床层厚度太大则会增大运行成本床层厚度由床压控制来实现考虑负荷及工况的影响石灰石给料量控制系统石灰石脱硫煤种给煤量Ca/S比凝汽器水位调节系统轴封压力调节系统低,高加水位调节系统抽气流量调节系统除氧器水位调节系统除氧器压力调节系统减温减压温度调节系统减温减压压力调节系统顺序控制系统（SCS）3主设备、辅机的顺控及联锁提高运行可靠性降低劳动强度程序启动程序停止手动操作联锁控制单独控制SCS控制功能触发信号： 操作员请示 程序自动执行CRT显示运行状态条件不满足时报警中断顺控过程联锁保护指令优先级最高手动控制指令优先级次之自动控制指令优先级最低同一设备的开、关指令互锁重要手动操作指令需确认按工艺系统分组每一功能组执行某一特定功能引风机功能组引风机启动条件： 停车指令未投入 引风机入口压力大于最小值 引风机入口挡板在最小位置 引风机出口挡板打开 引风机润滑油压大于最小值 按下启动按钮二次风机功能组二次风机启动条件： 停车指令未投入 二次风门挡板和入口叶片在最小位置 高压风机在运行 引风机在运行 按下启动按钮一次风机功能组一次风机启动条件： 停车指令未投入 一次风门挡板和入口叶片在最小位置 高压风机在运行 引风机在运行 炉膛压力不在高高值 按下启动按钮给煤机功能组给煤机启动条件： 不存在主燃料跳闸(MFT)信号 给煤机密封压力满足要求 床温大于某一设定值(如500℃)

风箱压力大于最低值 按下启动按钮石灰石给料机功能组石灰石给料机启动条件： 石灰石旋转阀运行速度大于最低值 石灰石输送风压满足要求 不存在MFT

按下启动按钮锅炉排渣功能组排渣机启动条件： 不存在MFT

冷却水运行正常

按下启动按钮电动给水泵功能组电动给水泵启动条件： 给水泵润滑油压正常 给水泵轴封差压正常 给水泵已经停止 未接到停止指令 接到启动指令锅炉定期排污子功能锅炉疏水子功能除氧器子功能组汽机疏水系统子功能组汽机油系统子功能组高压加热器子功能组循环水系统子功能组减温减压器子功能组发电机冷却系统子功能组汽机保护（ETS）4ETS功能机组安全启停机组正常运行对重要机械参数进行监控对重要的热工参数进行监视和保护ETS监视、联锁、保护项目ETS系统响应被监控主要参数超过规定值（报警值）时，发报警信号；被监控主要参数超过极限值（危险值）时，保护装置动作，关闭主汽门，实行紧急停机，以避免重大恶性事故的发生汽机紧急跳闸条件汽机轴承振动大轴向位移大推力瓦温度高轴承回油温度高于75℃润滑油压力低于0.02MPa凝汽器真空低汽机超速发变组保护动作发电机内部故障停机保护发电机主油开关跳闸就地手动危急保安器动作集控室手动紧急跳闸有两种方式可选:1.使用继电器搭建.2.使用单独的PLC搭建并与DCS进行通讯.锅炉炉膛安全监控系统(FSSS)51.FSSS基本要求

1.燃烧器控制系统BCS

2.炉膛安全系统的基本功能FSSS2.FSSS具体功能

1.炉膛吹扫

2.锅炉启动

3.锅炉冷态启动

4.锅炉热态启动BMS功能监视燃烧系统的参数和状态防止炉膛爆炸进行主燃料跳闸(MFT)炉膛安全监控锅炉点火启动事故分析MFT动作条件全炉膛火焰丧失手动MFT炉膛正压高炉膛负压高汽包水位高汽包水位低引风机停送风机停燃料中断MFT动作后系统响应推出MFT动作画面指出首次跳闸原因闭锁从动跳闸条件给出声光报警信号进行联锁和顺控动作联锁和顺控停止全部给煤机全部调节回路切至手动点火器不允许打火供油安全关断阀关闭锅炉吹扫吹扫条件：炉内无火焰 所有风机都在运行及相应档板开 全部角阀和吹扫阀燃油母管快关阀关闭 一次风门全关 排粉风机停 汽包水位正常 给粉机全停各角二次风门全开 无MFT存在 吹扫风量大于总风量的30％锅炉吹扫吹扫计时吹扫时间可由设计人员修改吹扫完成后允许锅炉重新点火如某一条件不满足则中断吹扫点火启动油燃烧器管理利用油燃烧器升