基于DCS系統(tǒng)在火電廠水網(wǎng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用-設(shè)計(jì)應(yīng)用

精品文檔-下載后可編輯基于DCS系統(tǒng)在火電廠水網(wǎng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用-設(shè)計(jì)應(yīng)用1概述

火電廠輔助系統(tǒng)主要有水網(wǎng)、煤網(wǎng)、灰網(wǎng)、脫硫、脫銷系統(tǒng)等，對于300MW及以上的機(jī)組來說，輔助系統(tǒng)大都已采用計(jì)算機(jī)控制，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)及DCS控制技術(shù)的日益成熟，這就為這些輔助系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，并且加速了輔控系統(tǒng)納入全廠管控一體化的進(jìn)程。

輔助網(wǎng)絡(luò)控制采用新一代DCS系統(tǒng)后克服了原有獨(dú)立且分散的控制系統(tǒng)的缺點(diǎn)，可可能的將運(yùn)行人員減到少。使控制系統(tǒng)在基本不提高造價(jià)的情況下，使輔助網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的水平達(dá)到與主機(jī)DCS控制系統(tǒng)相當(dāng)?shù)乃?，為?shí)現(xiàn)全廠管控一體化打下良好基礎(chǔ)。本文重點(diǎn)介紹DCS在湖南創(chuàng)元電廠2×300MW火電機(jī)組水網(wǎng)中的應(yīng)用。水網(wǎng)是輔網(wǎng)中復(fù)雜的系統(tǒng)，通常包括鍋爐補(bǔ)給水系統(tǒng)、凝結(jié)水精處理系統(tǒng)、汽水分析和化學(xué)加藥系統(tǒng)、制氫站、綜合水泵房、廢水處理系統(tǒng)等。

DCS是分布式控制系統(tǒng)的英文縮寫（DistributedControlSystem），在國內(nèi)自控行業(yè)又稱之為集散控制系統(tǒng)。即所謂的分布式控制系統(tǒng)，或在有些資料中稱之為集散系統(tǒng)，是相對于集中式控制系統(tǒng)而言的一種新型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，它是在集中式控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展、演變而來的。它是一個(gè)由過程控制級和過程監(jiān)控級組成的以通信網(wǎng)絡(luò)為紐帶的多級計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，綜合了計(jì)算機(jī)，通信、顯示和控制等4C技術(shù)，其基本思想是分散控制、集中操作、分級管理、配置靈活以及組態(tài)方便。DCS是計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)高度結(jié)合的產(chǎn)物。DCS通常采用若干個(gè)控制器（過程站）對一個(gè)生產(chǎn)過程中的眾多控制點(diǎn)進(jìn)行控制，各控制器間通過網(wǎng)絡(luò)連接并可進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。操作采用計(jì)算機(jī)操作站，通過網(wǎng)絡(luò)與控制器連接，收集生產(chǎn)數(shù)據(jù)，傳達(dá)操作指令。因此，DCS的主要特點(diǎn)歸結(jié)為一句話就是：分散控制集中管理。

2系統(tǒng)以及實(shí)現(xiàn)的功能

HOLLiASMACS系列分布式控制系統(tǒng)是北京和利時(shí)公司在總結(jié)十多年用戶需求和多行業(yè)的應(yīng)用特點(diǎn)、積累三代DCS系統(tǒng)開發(fā)應(yīng)用的基礎(chǔ)上，全面繼承以往系統(tǒng)的高可靠性和方便性，綜合自身技術(shù)與國際先進(jìn)技術(shù)而推出的新一代DCS，具有開放化、信息化、智能化、小型化和高可靠的特點(diǎn)。HOLLiASMACS系統(tǒng)軟件提供了動(dòng)態(tài)豐富、操控直觀方便的人機(jī)交互界面；易于學(xué)習(xí)掌握、功能強(qiáng)大的一體化的組態(tài)編程與調(diào)試軟件，實(shí)現(xiàn)對全系統(tǒng)所有功能的組態(tài)；強(qiáng)大的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存與處理能力可以記錄所有重要的歷史數(shù)據(jù)并提供生產(chǎn)數(shù)據(jù)分析報(bào)表。HOLLiASMACS系統(tǒng)軟件提供了動(dòng)態(tài)豐富、操控直觀方便的人機(jī)交互界面；易于學(xué)習(xí)掌握、功能強(qiáng)大的一體化的組態(tài)編程與調(diào)試軟件，實(shí)現(xiàn)對全系統(tǒng)所有功能的組態(tài)；強(qiáng)大的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存與處理能力可以記錄所有重要的歷史數(shù)據(jù)并提供生產(chǎn)數(shù)據(jù)分析報(bào)表。

2.1監(jiān)控功能

合理地進(jìn)行上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)，統(tǒng)一上位機(jī)監(jiān)控界面，使各輔助系統(tǒng)具有統(tǒng)一的風(fēng)格，統(tǒng)一的操作方式，并能合理、靈活地進(jìn)行切換和調(diào)用，將使整套輔助網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)受到電廠的歡迎。

輔網(wǎng)的主要監(jiān)控功能：

●各輔助系統(tǒng)之間能靈活、快速地切換。

●各系統(tǒng)內(nèi)部可進(jìn)行畫面切換。

●實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示，包括實(shí)時(shí)狀態(tài)顯示和實(shí)時(shí)參數(shù)顯示。

●實(shí)時(shí)趨勢顯示和歷史趨勢顯示。

●趨勢打印和報(bào)表打印功能。

●報(bào)警歷史記錄、打印功能。

●每步現(xiàn)場操作記錄功能（即事件記錄功能）。

●安全（即口令）。

2.2網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

創(chuàng)元輔控水網(wǎng)包括：化學(xué)補(bǔ)水系統(tǒng)（2個(gè)站），取樣加藥系統(tǒng)（1個(gè)站），凈化站系統(tǒng)（1個(gè)站）和廢水處理系統(tǒng)（1個(gè)站），如圖1所示。

3工藝流程和控制策略

電廠水網(wǎng)主要包括凝結(jié)水精處理，化學(xué)補(bǔ)水處理和廢水處理三大部分。

凝結(jié)水系統(tǒng)主要工藝流程包括：凝結(jié)水精處理及樹脂再生系統(tǒng)、水汽取樣分析系統(tǒng)、化學(xué)加藥系統(tǒng)等幾個(gè)部分。創(chuàng)元電廠水網(wǎng)中凝結(jié)水精處理系統(tǒng)在輔網(wǎng)改造前采用CITECT公司的PLC，由于這套系統(tǒng)使用時(shí)間不長，為了節(jié)省投資，仍繼續(xù)使用原系統(tǒng)。在電廠實(shí)行輔控系統(tǒng)納入全廠管控一體化的過程中，將CITECT的PLC系統(tǒng)通過通訊方式與輔控水網(wǎng)有機(jī)的結(jié)合起來。

整個(gè)化水監(jiān)控系統(tǒng)共設(shè)2個(gè)I／O站，共有840點(diǎn)，其中開關(guān)量736點(diǎn)，模擬量104點(diǎn)。

化學(xué)補(bǔ)給水系統(tǒng)控制策略如下：

3.1DAS系統(tǒng)

顯示所有參數(shù)（各種工質(zhì)狀態(tài)、設(shè)備控制狀態(tài)、設(shè)備報(bào)警狀態(tài)等）的實(shí)時(shí)值或狀態(tài)、報(bào)警記錄、操作記錄、實(shí)時(shí)趨勢、歷史趨勢外，還實(shí)現(xiàn)化水?dāng)?shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，自動(dòng)生成各類報(bào)表。

3.2SCS系統(tǒng)

SCS是（StructureCablingSystem）的縮寫，中文稱為結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)或綜合布線系統(tǒng)。通常是將建筑群內(nèi)的若干種線路系統(tǒng)，包括電話系統(tǒng)、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)、報(bào)警系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)合為一種布線系統(tǒng)，進(jìn)行統(tǒng)一編制。幾家大的電信公司都有自己的布線系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)有與其相配的全系列產(chǎn)品，應(yīng)用較為廣泛的有ATT的PDS系統(tǒng)、Nortel的IBDN系統(tǒng)等

3.2.1高效過濾器投運(yùn)程控

（1）充水排氣：開進(jìn)水門/開排氣門；

（2）正洗：開正洗排水門，關(guān)排氣門；

（3）運(yùn)行：開出水門/開儀表取樣門（沒進(jìn)DCS），關(guān)正洗排水門；

（4）停運(yùn)；關(guān)所有門。

3.2.2高效過濾器反洗程控

（1）充水放松：開反洗進(jìn)水門/開反洗排水門；

（2）放水：開排氣門/開正洗排水門，關(guān)反洗進(jìn)水門；

（3）空氣擦洗：開進(jìn)氣門/啟動(dòng)羅茨風(fēng)機(jī)，關(guān)正洗排水門；

（4）水氣合洗：開反洗進(jìn)水門；

（5）正洗：開進(jìn)水門/開正洗排水門/關(guān)進(jìn)氣門/關(guān)空氣門/關(guān)反洗進(jìn)水門/關(guān)反洗排水門/停止羅茨風(fēng)機(jī)。

3.2.3活性炭過濾器投運(yùn)程控

（1）充水排氣：開進(jìn)水門/排氣門；

（2）正洗：開正洗排水門，關(guān)排氣門；

（3）運(yùn)行：開出水門/開儀表取樣門（沒進(jìn)DCS），關(guān)正洗排水門；

（4）停運(yùn)：關(guān)所有門。

3.2.4活性炭過濾器反洗程控

（1）放水Ⅰ：開正洗排水門/開排氣門；

（2）預(yù)反洗：開反洗進(jìn)水門/開反洗排水門，關(guān)正洗排水門/關(guān)排氣門；

（3）放水Ⅱ：開正洗排水門/開排氣門，關(guān)反洗進(jìn)水門/關(guān)反洗排水門；

（4）空氣擦洗：開進(jìn)氣門，關(guān)正洗排水門；

（5）反洗：開反洗進(jìn)水門/開反洗排水門，關(guān)進(jìn)氣門/關(guān)排氣門；

（6）充水：開進(jìn)水門/開排氣門；

（7）正洗：開正洗排水門，關(guān)排氣門。

3.2.5除鹽設(shè)備投運(yùn)程控

（1）陽床充水排氣：開陽床進(jìn)水門/開陽床排氣門；

（2）陽床正洗：開陽床正洗排水門/開陽床儀表取樣門（沒有進(jìn)DCS），關(guān)陽床排氣門；

（3）陰床排氣：啟動(dòng)除碳風(fēng)機(jī)/開陽床出水門（調(diào)節(jié)中間水箱水位1/2以上高度）/啟動(dòng)中間水泵/開陰床進(jìn)水門/開陰床排氣門，關(guān)陽床正洗排水門/關(guān)陽床儀表取樣門（沒有進(jìn)DCS）；

（4）陰床正洗：保持中間水箱水位1/2以上高度/開陰床正洗排水門/開陰床儀表取樣門，關(guān)陰床排氣門；

（5）運(yùn)行：開陽床儀表取樣門（沒有進(jìn)DCS）/開陰床出水門；

（6）停運(yùn)：關(guān)所有設(shè)備。

3.2.6除鹽設(shè)備再生程控

投運(yùn)允許條件：開酸計(jì)量箱進(jìn)酸門，堿計(jì)量箱進(jìn)堿門到達(dá)計(jì)量箱的液位設(shè)定值時(shí)關(guān)進(jìn)酸和進(jìn)堿門準(zhǔn)備再生劑。

（1）陰床小反洗：開陽床進(jìn)水門/開陽床出水門/開除碳風(fēng)機(jī)/開中間水泵/開陰小反洗進(jìn)水門/開陰反洗排水門；

（2）陽床小反洗：開陽床小反洗進(jìn)水門/開陽床反洗排水門，關(guān)陽床進(jìn)水門/關(guān)陽床出水門/關(guān)除碳風(fēng)機(jī)/關(guān)中間水泵/關(guān)陰小反洗進(jìn)水門/關(guān)陰床反洗排水門；

（3）靜止沉降：關(guān)陽床小反洗進(jìn)水門/關(guān)陽床反洗排水門；

（4）放水：開陽床中間排水門/開陽床空氣門/開陰床中間排水門/開陰床空氣門；

（5）進(jìn)再生劑：開酸計(jì)量箱出酸門/開堿計(jì)量箱出堿門；

（6）置換：關(guān)酸計(jì)量箱出酸門/關(guān)堿計(jì)量箱出堿

（7）陽床小正洗：開陽床中間排水門，關(guān)陽床排氣門；

（8）陽床正洗：開正洗排水門，關(guān)陽床中間排水門；

（9）陰床排氣：開除碳風(fēng)機(jī)/開中間水泵/開陽床出水門/開陰床進(jìn)水門/開陰床排氣門，關(guān)正洗排水門；

（10）陰床小正洗：開陽床中間排水門，關(guān)陰床排氣門；

（11）陰床正洗：開正洗排水門，關(guān)陽床中間排水門；

（12）關(guān)所有門。

3.2.7混床投運(yùn)程控

（1）排氣：開混床進(jìn)水門/開排氣門；

（2）正洗：開混床正洗排水門/開混床儀表取樣門，關(guān)排氣門；

（3）運(yùn)行：開混床出水門/關(guān)正洗排水門；

（4）停運(yùn)：關(guān)所有門。

3.3MCS系統(tǒng)在除碳器水位控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

除碳器水位控制系統(tǒng)主要調(diào)節(jié)除碳器液位，通過調(diào)節(jié)陽床入口調(diào)節(jié)門來實(shí)現(xiàn)。由于流經(jīng)陽床入口調(diào)節(jié)閥的工質(zhì)要先經(jīng)過陽床才能到達(dá)除碳器，工藝流程較長（見圖2），所以回路調(diào)節(jié)時(shí)要加入慣性作用。

4結(jié)束語

創(chuàng)元電廠水網(wǎng)改造完成后，自動(dòng)化控制水平明顯提高，完全保證了兩臺發(fā)電機(jī)組的用水需要。同時(shí)改造后，水網(wǎng)制水過程