科远NT6000分散控制系统〔DCS〕 在垃圾燃烧发电厂中的应用.docx

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1、科远NT6000分散控制系统DCS在垃圾燃烧发电厂中的应用本文描绘了垃圾燃烧发电厂的特点和组成，并介绍了电厂新型系统的开展方向、特点及现场总线的应用，并结合科远的工程施行经历，简单介绍了科远NT6000分散控制系统DCS在垃圾燃烧发电厂的应用。1、垃圾燃烧发电机组的特点近年来，人们对发电机组的环保要求越来越高，垃圾燃烧发电技术在世界范围内得到了迅猛开展和普遍应用。由于垃圾燃烧发电技术具有高效率处理生活垃圾、节约能源、建立周期短以及有利于环保等特点，我国目前正在逐步加大垃圾燃烧发电机组的资金投入。随着科技的开展和人们生活程度的进步，人类对能源的消耗不断增加，由此到来的环境污染问题也日益严重。对能

2、源需求的增加与对污染排放的控制这一矛盾迫使科技工作者不断寻求高效低污染的燃烧技术，加快新型燃烧装置及环保设备的开发。降低本钱、进步可靠性、降低污染排放成为电力行业的追求目的。垃圾燃烧发电技术作为传统行业派生的新行业，由于其燃料主要是生活垃圾等，因此，燃烧经过可以实现垃圾无害化，而且使垃圾容量大幅缩减，清洁环保；垃圾燃烧机组还有建立周期短，节约能源且环保等优点。故该项技术目前越来越受到重视，并得到迅速推广和不断开展。2、垃圾燃烧发电机组的控制系统要求垃圾燃烧发电机组的主要组成局部有：燃烧锅炉、余热锅炉、蒸汽轮机、发电机等设备。同常规的火电机组相比，垃圾燃烧发电中以发电为辅，垃圾燃烧为主。反映在燃

3、烧系统上，燃烧的热值变化较慢，燃料成份中非可控因素较多，蒸汽负荷的变动较小，压力的变化较大。因此，对于垃圾燃烧发电，传统的火电燃烧系统的机理和控制方法并不完全适应于垃圾燃烧发电。垃圾燃烧发电的独特之处决定了其对控制系统的要求既等同于常规要求，又在常规要求中有着极大的变通性。1对分系统强烈的独立性的要求：对于垃圾燃烧，以垃圾燃烧为主，发电为辅，在整个控制系统的构成上，独立性的要求明显高于常规的火电机组。采用分布式的控制系统，不但可以减少整个控制系统的本钱，分布式系统的更大的灵敏性保证了垃圾燃烧发电的现实可操纵性和治理的灵敏性。从国内已经正式投运的垃圾燃烧电厂的情况看，分布式控制系统的选用是垃圾燃

4、烧电厂最正确的选择方案。2对系统网络传输特性的高性能、高要求：当代化的垃圾燃烧发电厂，对信息的传输与交换比常规的火电机组更大。采用先进的高速控制网络，对整个控制系统的协调、治理系统的交互运作，都可提供强有力的传输网络的支持。3对运行本钱的迫切的要求：在垃圾燃烧发电中，对低运行本钱的要求集中在两个方面：灵敏、方便的硬件配置可保证系统的功能性要求与硬件系统的最公道的配合，进而构成最公道的性能价格比；极低的设备维护本钱和系统治理本钱，这就要求选择的自动化控制系统具备良好的可扩大性、开放性可最大限度的利用现有的成熟的信息资源和长期工业恶劣场所运行的稳定性和可靠性。3、NT6000分散控制系统DCS在垃

5、圾燃烧发电机组的应用毫无疑问，对于垃圾燃烧发电机组控制系统的要求是极高的，而科远的NT6000分散控制系统DCS产品可以完全胜任垃圾燃烧发电机组控制要求，十分是其推出的最新型控制器T2550可以完全知足垃圾燃烧发电机组对于分系统强烈的独立性的要求。T2550继承了科远自动化产品一贯的高可靠性和易用性，沿着控制系统的最新开展，在系统构造上作了进一步的优化。T2550拥有独立的冗余CPU，具有独立自治才能，摒弃传统的扩展机座层的概念，进一步进步了处理才能和系统可靠性指标。与传统的控制器比拟，其具有以下特点：运算速度更快由于采用独立机架设计，采用了更强大的处理芯片，T2550的控制周期最快可能到达5

6、0ms，脉冲量输出可能到达10ms。常规控制器，包括T940一般只能到达250ms。T2550是目前市场上处理速度最快的控制器。操纵响应速度更快T2550的控制网络高达100Mbps,操纵响应周期可以缩短到1.52s，超过技术标准2.5-3S的要求。可靠性更高由于每个机架都有冗余CPU，相比拟传统的控制系统，功能更分散，可靠性更高。T2550采用低功耗和专用芯片,发热量大大降低,没有任何转动部件,对运行环境要求降低，可靠性增加。增加了在线组态功能T2550控制器不但可以在下载控制策略，而且可以在线组态。增加虚拟仿真调试功能T2550控制器增加了虚拟仿真调试功能。4、工程应用情况介绍科远先后在多

7、家垃圾燃烧发电厂成功施行了控制系统工程，以临沂中环新能源有限公司垃圾发电工程为例，该电厂安装两条垃圾燃烧线，日处理城市生活垃圾单台四百吨，年处理29.2万吨生活垃圾，一台25兆瓦凝汽式汽轮发电机组，母管制。全厂设置一套分散控制系统DCS，以全厂集中操纵与各工段分散控制相结合的系统运行形式实现垃圾燃烧发电厂整体消费经过的状态监视、消费操纵、经过控制、事件报警、运行联锁、平安保护。完成数据收集DAS、模拟量控制MCS、顺序控制SCS和联锁保护PRO等系统功能。垃圾燃烧发电厂的其他消费经过，如燃烧线燃烧控制、烟气处理系统、汽机数字电调和垃圾吊控制等系统将通过数据通讯方式分别接入分散控制系统DCS，建

8、立全厂消费运行治理。根据系统性能价格比尽可能高、系统性能稳定和系统组态维护方便的要求，同时针对本机组的特点和控制要求，经过广泛调研和论证，最终确定采用科远的NT6000分散控制系统DCS完成其控制功能。此系统在本工程的根本构造为：系统共配置7台操纵员站其中一台工程师站，6对冗余的T2550控制器，完全知足垃圾燃烧发电机组对于分系统的独立性要求的特点，其中#1#3控制器主要控制余热锅炉及垃圾燃烧线辅助局部；#4#6控制器主要控制汽轮机及其辅助设备。系统配置的总I/O点数达1800点左右。系统配置了3台打印机，其中报表打印机1台、图形打印机1台、工程师站配打印机1台。机组投产后，运行人员在主控室，

9、就可以完玉成厂各局部的控制，包括燃烧锅炉、余热锅炉、蒸汽轮机等等。该机组的自动化程度在全国的垃圾燃烧发电机组中处于领先地位。本分散控制系统中，DCS完玉成厂逻辑顺序控制及所有PID回路控制。其中,逻辑顺序控制分以下几个局部:11-2-3级吹扫:其目的是为了确保1-2-3级燃烧室风烟系统相关设备正常且信道畅通，是炉膛保护要求的重要操纵之一；2风机启动；3焚化炉锅炉吹扫:其目的是为了确保焚化炉锅炉整个风烟系统相关设备正常且信道畅通，是炉膛保护要求的重要操纵之一；4第二级预热:其目的是为了进步第二级温度使其到达设定值，是第一级预热及第一燃烧室燃烧器投入的前提条件；5第一级预热:目的是为了进步第一级温

10、度使其到达设定值；6顺序停运；7燃烧器顺序点火/停运；8给料系统自动循环；9除渣系统自动循环；10渣坑水位联锁控制；11吹灰系统顺序控制；12锅炉保护；13主燃料跳闸；14料油跳闸；15正常发电形式；16孤网运行形式；17汽轮机故障形式；18化学水处理控制；19污水处理控制。主要PID控制回路包括：1炉膛压力调节系统此系统为单冲量调节回路。按系统工艺，炉膛应保持一定的负压值，故需对引风机进展PI调节。为防止引风机变频器运行过大或者过小，造成锅炉熄火，调节系统中引入高、低限幅模块。2枯燥炉排温度调节系统此系统为单冲量调节回路。按系统工艺，进入燃烧炉一燃室1#炉排的垃圾含有一定水分，直接影响炉膛温

11、度，增加1#-2#燃烧器的负担。因此，从三燃室引入混合烟气进展枯燥。由于三燃室混合烟气的温度较高，故通过调节枯燥风机使枯燥炉排温度维持在设定的工作范围。3再循环烟气温度调节系统此系统为单冲量调节回路。通过调节再循环风机使四燃室烟气温度维持在设定的工作范围。4一燃区炉膛温度调节系统此系统为条件切换多输出调节回路。按系统工艺，燃烧炉一燃室分为起炉运行和正常运行两个阶段。在起炉运行阶段，炉膛温度主要由1#-6#燃烧器的燃油量来控制，通过调节1#-6#燃烧器回油调节阀来维持系统对炉膛温度的要求。在正常运行阶段，炉膛温度主要靠1#-4#炉排上垃圾的燃烧来维持，通过调节1#-4#炉排的排风调节阀送风机转速

12、一定，排风调节阀可调节送风量来控制1#-4#炉排上垃圾的燃烧，进而到达系统对炉膛温度的要求。此调节经过将直接影响炉膛负压，为防止炉膛负压的减少对系统的影响，当炉膛负压打破一定值时如小于1kpa，对排风调节阀限幅。5锅炉汽包水位调节系统此系统为三冲量调节回路。通过采用给水流量、蒸汽流量和汽包水位主信号一起对给水调节阀进展PI调节，使汽包水位保持在设定范围内，以适应锅炉的蒸发量。6过热蒸汽温度调节系统系统将减温器后蒸汽温度作为前馈信号引入调节，与过热蒸汽温度主信号一起对减温水调节阀进展PI调节。7汽机前压调节系统此系统为条件切换输出调节回路。正常发电时，利用汽轮机与旁路系统平衡配置，通过汽轮机同步

13、控制器调速汽门来调节主汽门前压力，使其稳定在工作压力上下。当发电机甩负荷时，控制旁路蒸汽调节阀，退出自动状态。8减温减压器温度调节系统减温减压器共有两项调节任务:调节喷水量维持减压后蒸汽温度在工作范围内;调节减压阀的开度维持减压后蒸汽压力在工作范围内。本调节系统通过减温水调节阀来调节减温减压器后温度，使其稳定在工作温度上下。9减温减压器压力调节系统此系统为条件切换输出调节回路。在低负荷状态时，本调节系统通过调节蒸汽旁路调节阀来维持减温减压器后压力，使其稳定在设定工作范围内。当处于甩负荷状态时，调节系统来调节蒸汽调节阀。10低压分汽缸压力调节系统此系统为双调节器条件切换单输出回路。低压分汽缸的蒸

14、汽在正常发电形式下来自汽轮机的抽汽;当发电机处于甩负荷状态或者汽轮机故障状态时，那么来自于主蒸汽经减温减压器后的一局部蒸汽而另一局部蒸汽那么进入高压冷凝器。本调节系统根据系统要求，通过调节蒸汽调节阀来平安公道的分配这两局部蒸汽。当高压蒸汽冷凝器的压力小于0.2Mpa时，调节系统通过调节蒸汽调节阀来维持低压分汽缸压力，使其稳定在设定工作范围内。当高压蒸汽冷凝器的压力大于0.2Mpa时，调节系统通过调节蒸汽调节阀来维持高压蒸汽冷凝器的压力，使其稳定在设定工作范围内。11除氧器液位调节系统此系统为条件切换输出调节回路。正常发电形式时，大量的凝聚水由凝汽器通过低加直接送回到除氧器，不通过疏水箱，除氧器的补给水通过调节进水调节阀，实现除氧器液位的恒定。当汽轮机故障状态时，大量的凝聚水从高压冷凝器聚到疏水箱，除氧器的补给水那么通过疏水箱输送，除氧器液位通过调节进水调节阀，实现液位的恒定。5、完毕语随着垃圾燃烧发电技术的迅速开展，控制系统性能的不断进步，可以预见，科远NT6000分散控制系统DCS在垃圾燃烧机组控制领域具有广阔的应用前景。随着对现场总线控制系统FCS的理解和研究的深化，智能化现场仪表和设备将应用到电厂，构成完好的FCS，会进一步进步垃圾燃烧发电机组的自动化和治理程度。