200mw燃煤机组输粉控制系统的改造

200mw燃煤机组输粉控制系统的改造

浙江镇海能源有限公司（以下简称“公司”）配备了四台200mw的燃煤锅炉。采用东方部门厂生产的大型超高压自然循环蒸汽包装配厂。dg670,140-8。锅炉制粉系统为中间储仓式，配有甲、乙两侧粉仓，2台给煤机，2台DTM-380/720钢球磨煤机，采用螺旋输粉机将细粉分离器落下来的煤粉送往煤粉仓。其中，3、4号机组共用一套输粉机械，5、6号机组共用一套输粉机械，其控制系统分别称为Ⅱ、Ⅲ期绞龙输粉程控。1999年到2003年，4台200MW机组分散控制系统（DCS）已全部改造完毕。1输粉程序转换系统的起源和系统结构1.1绞龙输粉编程的ds改造原Ⅱ、Ⅲ期绞龙输粉程控系统均由可编程控制器（PLC）、控制柜、3台SF-100智能输粉机械操作器、通信解码器组成，PLC采用AB公司的SLC-500型可编程控制器，操作器是方正公司开发的带液晶显示的智能型操作器，操作器与PLC通过通信解码器联接。因操作器人机界面不友好，操作不方便，给日常维护工作带来困难。并且操作器多次发生故障，备品难于采购，对安全生产构成威胁。为确保机组设备的安全运行，公司决定在机组进行DCS改造期间对绞龙输粉程控系统进行改造，并纳入DCS。改造后，输粉机械装置采用环型支撑滚动轴承“O”型螺旋输粉机，控制系统采用北京和利时公司的分散控制系统（MACS）。1.2机组控制组态MACS的组态工具为全汉化软件，并运行在中文WindowsNT4.0workstation或以上版本的操作系统下，可提供顺序流程图（SFC）、功能块图（FBD）、梯形图（LD）、结构文本（ST）等方式进行控制组态，为用户提供了一个灵活、方便、全面的工程平台,可实现用户的各种批处理流程、PID回路、复杂回路、逻辑回路、混合回路以及先进控制算法和特殊的控制等。Ⅱ、Ⅲ期绞龙输粉程控系统分别在3、6号机组进行控制组态，采用远程I/O柜，利用光纤完成与DCS的长距离高速通信（DP协议）。远程I/O的使用，可节省大量的电缆和人工，风险分散，可靠性高。2基层组织设计：dc的操作，观察细胞在使用过程中，对设备进行适当的限制，防止误操作硬手操：通过就地制粉值班室中的控制屏上的按钮能对各执行设备进行手动操作。软手操：通过DCS的各操作员站能对各执行设备进行远方操作。对各切向挡板、下粉闸板、绞龙电机等设备设置必要的条件限制，防止误操作。程控方式：在各操作员站的CRT上绞龙程控画面上选择所需的程控方式，按下启动按钮即能启动输送粉系统的程控运行。3屏幕和程序组的设置3.1输粉过程控制装置改造后，DCS中设置了绞龙程控启动画面，Ⅱ、Ⅲ期绞龙输粉控制画面和组态相似。Ⅱ期绞龙输粉程控启动画面见图1。根据输粉程控运行操作的要求，每套绞龙输粉程控系统设置有以下8个分区的程控方式。P1区：3甲→4甲；P2区：3甲→4乙；P3区：3乙→4甲；P4区：3乙→4乙；P5区：4甲→3乙；P6区：4甲→3甲；P7区：4乙→3乙；P8区：4乙→3甲。本炉之间采用裤衩管倒粉，不需经过输粉机。画面中设有5个按钮，即：绞龙程控启动、绞龙运行指示、3→4、4→3及绞龙初始化。其中，绞龙初始化按钮产生一个初始化脉冲，用来对绞龙系统中所有顺序控制设备进行复位，以便程控顺利开始。绞龙运行指示按钮可弹出一个窗口，实时显示当前输粉程控步序。运行人员使用3→4、4→3按钮可对输送机电机进行软手操。3.2开初始模块启动整套程控步序大致可分为三大步：启动公共步序、分区程控步序、停止公共步序。运行前，先按“绞龙程控复位”按钮，使程控系统无任何故障报警，处于正常状态。在该窗口中按下所选分区程控按钮，使按钮左边的红灯亮，再按下绞龙程控启动按钮，即开始运行程控启动公共步，即：开输送机2台锅炉的4只吸潮门→关2台锅炉的甲、乙侧切向挡板，使其切至粉仓。运行程控启动公共步结束后，进入所选分区的相应步序：关非受粉侧下粉闸板门→开受粉方向的端部下粉闸板→开受粉侧下粉闸板门→向受粉方向开输送机→延时2min→送粉侧切向挡板切至输送机。所选分区程控结束后，进入公共停止步序：送粉侧切向挡板切至粉仓→开各下粉闸板门→判断所有切向挡板切至粉仓是否有5min→停输送机→关各吸潮门。（切向挡板、裤衩管关方向定义：煤粉流向本仓时，切向挡板、裤衩管所处的位置为关位。）在程控过程中，若发生故障或需中途停止，可按下“绞龙程控停止”按钮。3.3报警、触发和保护配置根据环型支撑滚动轴承“O”型螺旋输粉机操作规程的运行要求，对操作器的软手操操作和程控操作设置以下功能，防止因误操作而导致设备事故。(1）s,发出报警系统设有输送机电机电流一旦超出低Ⅰ值、高Ⅰ值范围，延时5s后发出报警。绞龙电机还设置了启动时故障判断，即绞龙电机启动指令发出后2s内，DCS未接收到其正转或反转的状态反馈信号，即判断绞龙电机故障，画面上绞龙电机变成黄色，并闪烁。(2）控制指令功能在CRT上对设备进行软手操时，通过DCS控制组态实现必要的联锁或闭锁要求，使每一执行设备的操作都满足输送机操作规程的运行要求，当软手操指令不符合操作要求时，DCS将不向就地设备发出控制指令。(3）闸板切粉侧切(1)输送机电机电流小于低Ⅰ值（12A）或大于高Ⅰ值（24A）时，报警且开所有下粉闸板，送粉侧切向挡板切至粉仓。(2)输送机电机电流小于低Ⅱ值（10A）或大于高Ⅱ值（28A）时，报警且开所有下粉闸板，送粉侧切向挡板切至粉仓，停输送机电动机。(3)断轴保护，当发出断轴信号时，报警且开所有下粉闸板，送粉侧切向挡板切至粉仓，停输送机电动机。3.4绞龙检测控制系统(1）在绞龙筒体上将显示一个红色粗箭头，指示输送机电动机转动的方向。(2）在绞龙筒体上显示有8个测点温度，从这些温度值的变化可协助运行人员判断煤粉是否到达要求的目的地。因为粉仓中的煤粉温度通常为60～80℃，明显高于筒体环境温度。(3）在绞龙筒体的两端显示有各端输送机电机的电流值，可协助运行人员判断输送机电机是否正常。(4）在画面下方，显示本炉2台磨煤机运行情况。(5）当控制系统出现报警和故障时，在绞龙画面中上部将显示红色的“绞龙故障”，提醒运行人员注意，当报警条件消除时，把鼠标移至红色的“绞龙故障”上点击鼠标，即可复归报警。(6）各执行设备实时状态显示约定：(1)红色为运行或全开状态；(2)绿色为停止或全关状态；(3)灰色为电动门等设备处于中间位置或失去电源；(4)黄色且闪烁为故障状态。4经过转换的应用4.1大幅降低可选用煤粉企业的可靠性(1）将输粉程控系统纳入DCS，可在线修改参数，并且由于直接从DCS的I/O站输出控制信号（数字量输出DO点）,减少许多中间环节，大幅降低了故障率。(2）通过改造，完全实现“两炉三磨”，运行方式为：2台燃煤机组运行时，只要运行3台磨煤机就能达到满足2台机组满负荷运行的煤粉需要，这样可以减少一套制粉系统的运行，节约厂用电，提高企业的经济效益。(3）组态层次步序分明，便于维护消缺，改造后故障率明显降低。(4）通过改造改变了以往运行人员需经常到就地绞龙输粉控制室操作的局面，降低了运行人员的劳动强度，达到了改造前的