GE fanuc--火电厂工艺.ppt

1、,GE Fanuc与电力,主要内容,火电厂简介 火电厂公用辅助系统 输煤(PLC) 化水(PLC) 除灰/ 除渣(PLC) 吹灰 / 定排(PLC) 烟气脱硫(PLC或DCS) 火电厂主控系统 锅炉介绍 汽机介绍 DAS(DCS) SCS (DCS) MCS(DCS) BMS(BCS, FSSS)(DCS) DEH(DCS),重点介绍 输煤工艺和设备 锅炉补给水处理工艺和设备 凝结水精处理工艺和设备 除灰/ 除渣工艺 锅炉及辅机 制粉系统 燃烧器原理和FSSS 汽机介绍, 火电厂的公用辅助控制系统 输煤系统（煤） 化学水处理系统（水） 除灰/除渣系统（灰/渣） 吹灰/定排(锅炉) 除尘系统（尘

2、） 脱硫系统（环保） 火电厂的主控系统（“五功能”） DAS （数据采集系统） MCS （模拟量控制系统） CCS (机、炉协调控制系统) SCS （顺序控制系统） BMS （炉膛安全保护监控系统） BCS （燃烧器控制系统）FSSS（炉膛安全系统） DEH（电液调节系统） 火电厂的电气控制系统(MCC),火电厂控制系统组成, 火电厂的公用辅助控制系统 输煤系统（煤） 化学水处理系统（水） 除灰/除渣系统（灰/渣） 吹灰/定排(锅炉) 除尘系统（尘） 脱硫系统（环保）,火电厂公用辅助控制系统,火电厂工艺流程示意图,火电厂主控解决方案,火电厂的三大系统 之一 燃烧系统 包括输煤、磨煤、锅炉与燃烧

3、、风烟系统、灰渣系统等环节。,火电工艺介绍,输煤系统, 输煤系统主要完成: 卸煤, 储存, 分配, 筛选, 破碎等工作. 进行燃料计量, 算出正品和煤耗, 取样分析和去除杂物等. 主要控制对象: 码头的卸船机/火车翻车机, 斗轮堆取料机, 皮带机, 碎煤机, 除铁器, 取样装置, 犁煤器, 滚轴筛, 电子皮带秤等. 斗轮堆取料机往往独立成系统，有时随设备配控制系统，OMRON较多。 检测信号有: 皮带跑偏, 打滑, 速度, 煤流, 堵煤, 跳闸, 撕裂, 拉长等 超温, 超振, 过载, 高低煤位, 煤仓称重, 犁煤器抬落等 现场特点: 设备分散, 分布面广, 距离较远, 现场环境恶劣(粉尘,

4、潮湿, 振动, 噪音,电磁干扰严重)等. 一般在控制室设有模拟屏或CRT, 同时采用工业电视监控现场运行情况 要求与电厂信息管理系统连接,输煤系统, 输煤系统主要完成功能: 煤源给煤, 上煤, 配煤程控 煤位, 设备电流等模拟量动态显示. 历史数据采集, 事故记录, 趋势图显示 运行报表自动生成, 实时/定时打印 故障诊断 分炉和分时计量, 煤场入场和出场计量 工业电视跟踪监视, 报警 与厂级MIS联网,输煤工艺流程示意,火车,轮船,卸船机,翻车机/底开车,码头,煤斗/ 卸煤沟,叶轮,皮带给煤机,首皮带,后皮带,筛煤机(滚轴筛/振动筛),碎煤机,大块,储煤场,干煤棚,煤仓,锅炉#1,煤仓,煤仓

5、,煤仓,煤仓,煤仓,锅炉#2,煤仓,煤仓,犁煤器/配煤,犁煤器/配煤,犁煤器/配煤,犁煤器/配煤,犁煤器/配煤,犁煤器/配煤,犁煤器/配煤,犁煤器/配煤,首皮带,后皮带,堆取料机,煤,电子秤计量,转运站,转运站,转运站,输煤系统, 输煤系统控制特点: 系统启动按逆煤流方向顺序启动, 按顺煤流方向停机, 异常时按顺煤流联锁停机 操作方式: 程控, 遥控, 就地控制 运行路径选择, 设备工况监视和报警 给煤机出力调节 每条皮带有速度信号, 打滑信号, 跑偏信号等 落煤管处装有堵煤信号 电厂来煤/ 卸煤沟出煤/ 原煤仓进煤计量 原煤仓煤位测量, 集灰斗灰位测量 原煤仓配煤控制 与工业电视接口 与MI

6、S联网,输煤系统上位界面图,输煤系统上位界面图,输煤系统,输煤系统, GE输煤控制系统解决方案: 针对现场要求: 提供单机或双机热备两种方案, 最好用90-70或PAC冗余 针对设备分散, 采用远程 I/O,尽可能采用光纤或双缆. 采用10/100M TCP/IP以太网与MIS联网 提供Genius双网或Profibus-DP单网(非冗余系统) 采用TCP/IP或Modbus RTU 解决可能的第三方设备连接. 对堆取料机控制系统可采用本地独立控制(Versamax E05), 无线通讯方式连接主系统.EGD交换数据,输煤系统方案(仅供参考),1ES, 1OS AI: 56 DI: 944 P

7、I: 12 DO: 352 四个远程I/O站 一个本地I/O站 现场总线采用Genius 双网 控制器: PAC RX7i 冗余 适用于300MW火力发电厂,GE PLC与中国火电厂的输煤系统,1:江 苏 江 阴 利 港 电 厂 2:河 北 邢 台 电 厂 3:印度电厂 4:镇江高资电厂 5:上安电厂 6:天津第一热电厂 7:华能南京电厂 ,火电工艺介绍 - 锅炉吹灰控制,定义：锅炉均设有吹灰器（大型锅炉配50100台，全部吹扫一遍要56小时），定期吹扫锅炉各部分受热面上的积灰。 吹扫介质：常使用低压蒸汽、超声波、压缩空气。 工艺情况： 吹灰器常配电机，用于推进和退出操作，并驱动吹灰器作旋转运

8、动，加强吹灰效果。 锅炉各部分积灰不同，吹灰时间间隔也不同。距炉膛近的受热面，每48小时吹灰一次；距炉膛远的受热面，每824小时吹灰一次。 控制过程： 吹灰时，先启动吹灰汽源和疏水系统，要保持汽源的压力和温度。 然后，依据不同吹灰器时间间隔依次成对启动吹灰器，使吹灰器伸入炉膛或烟道内吹灰，经过预定时间后退出炉外。 当吹灰系统或汽源系统出现异常时，要中断吹灰，使所有吹灰器退出炉外。,吹灰系统方案(仅供参考),AI: 8 AO:2 DI: 520 DO: 260 控制器: 90-30或PAC 要Modbus RTU 与DCS通讯 适用于300MW火力发电厂,GEF PLC 与锅炉吹灰系统,1:包二

9、电厂 2*200MW 2:贵溪电厂 2*300MW 3:邢台电厂 2*135MW 4:宜宾二期 1X150MW 5:岷江电厂 2X135MW 6:宜宾一期 1X150MW ,火电工艺介绍 - 锅炉定排控制,定义：按规定时间或根据锅水质量状况，周期性地排除锅炉下联箱内沉积的有杂质的锅水。 控制过程： 必须在汽包水位正常时，才允许定排。 要求在定排过程中，如遇汽包水位低或排污门故障等异常情况时，立即停止排污，关闭全部排污门。 分组控制。 主要控制对象是28个的阀门。,定排系统方案(仅供参考),控制28个阀门 DI: 84 DO: 56 控制器: 90-30 要Modbus RTU 与DCS通讯 适

10、用于300MW和600MW火力发电厂,GEF PLC 与锅炉定排系统,1: 宝二电厂 2*200MW 2: 包二电厂 2*200MW 3:邢台电厂 2*135MW ,火电厂水系统,火电厂水系统, 火电厂水系统主要包括: 凝汽器冷却水或冷却塔补给水(循环供水) 汽轮机凝结水精处理系统 锅炉补给水(化学水处理) 锅内水处理（加药，使锅内结垢软化或溶解，通过锅炉排污排出，还要调节锅水PH值和成分间的比例。） 工业冷却水(其他冷却器和转动机械的轴承冷却水) 除尘/除灰/通风用水 生活/消防用水 疏水和生产回水处理（含腐蚀产物和油，一般采用过滤方法回收） 废水处理,火电厂水系统,锅炉,锅水,过热蒸汽,供

11、热用户,发电机,汽轮机,排汽,凝汽器,凝结水,凝结水泵,循环 水泵,冷却水,生产 回水,补给水,生产 回水泵,低压加热器,除氧器,生产 回水箱,原水,锅炉补给 水处理,给水泵,高压加热器,给水,热电厂水汽循环系统流程示意图,化学水处理系统,化学水处理系统, 化学水处理系统主要包括: 锅炉补给水处理系统 汽轮机凝结水精处理系统,化学水处理系统,锅炉补给水处理系统 (化学除盐 )工艺示意图,- 锅炉补给水处理系统 (化学除盐 ),化学水处理系统 -锅炉补给水处理系统 (1), 主要目的: 火电厂热力系统中水、汽不断循环，由于设备和管道系统水的排放、蒸发、泄漏等，会造成水、汽损失，为保持平衡，必须向

12、系统中补给所需水量。 普通水（地表水或地下水）含有大量钙、镁、钠的重碳酸化物、氯化物、硫酸化物、硅酸等，它们对热力设备均有危害，要除去这些物质。 主要设备包括: 清水箱、过滤器、阳床、除碳器、阴床、混床、酸/碱储存罐、计量箱、中间水箱, 泵、阀门和风机等。 主要控制量: 水泵、除碳风机、阀门、水位、PH值（E+H、Honeywell、罗斯蒙特）、酸/碱浓度（罗斯蒙特）、流量、压力、钠表（钠离子浓度检测，作为再生条件。Honeywell、罗斯蒙特） 主要控制方式: 全自动、半自动、步操（分支工艺段独立操作）、手动（通过点击鼠标操作设备）、就地 主要流程：再生控制流程、制水流程（顺序控制） 一般要

13、求控制系统热备，本地站+扩展、5001000点（DI/DO占90%，AI占10%）,化学水处理系统 -锅炉补给水处理系统 (4), 主要过程: 化学除盐: 阳离子交换：（使水软化）利用Na型树脂除去水中钙、镁离子。再用食盐再生。 2RNa+Ca2+ R2Ca+2Na+ 2RNa+Mg2+ R2Mg+2Na+ 失效树脂再生: R2Ca+2Na+ 2RNa+Ca2+ R2Mg+2Na+ 2RNa+Mg2+ 脱碳：去除水中的CO2，防止水呈酸性。除二氧化碳器有鼓风式和真空式两种。 鼓风式: 水从上喷淋而下, 空气自下而上,由于二者CO2压力不同, 水中游离的CO2析出。 真空式: 抽真空使水达到沸点

14、, 去除水中溶解的气体。,化学水处理系统 -锅炉补给水处理系统 (4), 主要过程: 化学除盐: 阴离子交换：利用OH型树脂除去经过阳离子交换处理后的水中的无机酸。需再生。 ROH+HCl RCl+H2O ROH+H2CO3 RHCO3+H2O ROH+H2SiO3 RHSiO3+H2O 失效树脂再生: RCl+NaOH ROH+NaCl RHCO3+NaOH ROH+NaHCO3 RHSiO3+NaOH ROH+NaHSiO3,大型锅炉给水泵, 给水泵起停控制: 控制对象包括：给水泵电机，辅助油泵，泵出口阀门，在循环阀门。 控制方式： 泵启动时：要空载启动，即需先关闭出口阀门再启动。 泵启动

15、后：要保持一定流量的给水，以冷却泵体，在泵的出口阀门前设再循环阀门。 在停泵时：先将水泵降低转速到最低，以便下次再启动水泵时电机可处于低负载下。 在泵电机主轴上连接有主油泵：在泵电机运行时，为联轴器和轴承供油，在泵起停过程中必须启动辅助油泵。,化学水处理系统 - 凝结水精处理系统,PA,PB,PC,PD,1# 机组高速混床,2# 机组高速混床,酸存储罐,碱存储罐,电热水箱,冲洗水箱,冲洗水泵,阴树脂 再生兼 分离罐,阳树脂 再生兼 储存罐,树脂 隔离 罐,树脂添料斗,再循环泵,再循环泵,罗茨风机,树脂： 凝结水： 冲洗水： 空气：,酸： 碱：,化学水处理系统 - 凝结水精处理系统, 凝结水是锅

16、炉给水的主要组成部分。 按运行压力分为 : 中压凝结水精处理系统和低压凝结水精处理系统 主要工艺系统 : 高速混床系统：包括高速混床、树脂捕捉器、再循环单元、旁路单元等。 再生系统：包括锥体分离再生装置（阳树脂再生兼分离塔、阳树脂再生/混合兼储存塔、树脂隔离罐、仪表、阀门、管道等） 再生辅助系统：包括酸碱系统（酸碱槽、酸碱计量箱、酸碱喷射器或计量泵）、热水箱单元、冲洗水单元、罗茨风机单元、阀门、树脂等。 主要控制特点 : 一般工艺配置：高速混床250%（两台运行，不设备用）；3 50%（两台运行，一台备用）；多采用柱型混床。1 100%，多采用球型混床。 混床出水水质超标或累积制水量达到设定值

17、或压差超过规定值，报警并自动解列失效混床，失效树脂送至再生系统进行擦洗再生；对于3 50%系统，先投入备用混床，再解列失效混床，然后进行失效树脂的擦洗、分离、再生。 树脂分离、再生装置目前以英国的KENNICOTT较为先进、凯迪公司是其在国内唯一的合作伙伴，采用锥斗分离（CONESEPS）技术：锥底配水集水装置、“二次分离”技术、树脂界面检测系统、“固化”的多次（最多可达20次）树脂擦洗、正洗、反洗、反冲洗工艺等。,化学水处理系统 - 凝结水精处理系统, 主要控制特点(续) : 仪表、阀门数量较多，AI较多，阀门开度调节控制的AO也有，一般超过1000点I/O，控制程序复杂。 仪表信号：压力、导电度、流量、二氧化硅含量、PH值、钠浓度、差压、液位等。 要求控制系统双机热备。 一般本地控制，主机架+扩展即可。 部分用户在阴/阳树脂分离技术上可能直接采用进口设备，如：英国的凯尼科特等。 主要控制功能 : 去除水、汽系统产生或漏入的腐蚀产物、悬浮杂质，使其含量达到规定要求。（采用“固化”的多次树脂擦洗、正洗、反洗、反冲洗工艺等。） 去除水、汽系统存在或漏入的溶解杂质，使其达到最低水平。 凝汽器仪表信号：压力、导电度、流量、二氧化硅含量、PH值、钠浓度、差压、液位等。 要求控制系统双机热备。 一般本地控制，主机架+扩展即可。 部分用户在阴/阳树脂分离技术上可能直接采用进口