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        淺談供熱鍋爐控制系統(tǒng)的DCS技術(shù)運用

        2013-04-11 22:55:45
        黑龍江科學(xué) 2013年6期
        關(guān)鍵詞:儀表盤供熱燃料

        孫 偉

        (哈爾濱宇洋建筑設(shè)計有限公司,哈爾濱150000)

        隨著社會網(wǎng)絡(luò)化和信息化的快速發(fā)展,工業(yè)控制技術(shù)也在不斷進(jìn)步,鍋爐控制系統(tǒng)也在不斷完善。DCS控制系統(tǒng)具有很多優(yōu)點,重要的是DCS技術(shù)可以很大程度上避免事故的發(fā)生。因此在供熱鍋爐控制系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。

        一、DCS控制系統(tǒng)

        作為一種以通信網(wǎng)絡(luò)為紐帶的多級計算機(jī)控制系統(tǒng),DCS控制系統(tǒng)是一種新型的計算機(jī)系統(tǒng),其產(chǎn)生源于集中式控制系統(tǒng)。雖然DCS控制系統(tǒng)和集中式控制系統(tǒng)在功能方面沒有太大不同,但對于如何實現(xiàn)其功能,機(jī)制是完全不一樣的。在北方,冬季較長,供熱期也就長,因此分散式鍋爐所占有的供熱部分就相對較大,在節(jié)約能源和降低城市環(huán)境污染方面上,供熱質(zhì)量就起到了至關(guān)重要的作用。所以,對于分散式鍋爐供熱結(jié)構(gòu),應(yīng)用DCS控制系統(tǒng)可以實現(xiàn)良好的供熱。在供熱方面,為了讓用戶感覺舒服,并且能夠節(jié)約能源,要使一次高溫水和經(jīng)過熱交換站交換后的二次低溫水的溫度依據(jù)外溫度的變化而發(fā)生相應(yīng)的改變,這就需要控制鍋爐出口的一次高溫水溫度及流量。在控制燃燒方面,不僅要求燃料能夠充分燃燒,還要達(dá)到節(jié)約能源、降低環(huán)境污染的目的。這就要對溫度和燃料的燃燒環(huán)境進(jìn)行一定的調(diào)節(jié),前者需要改變?nèi)剂系墓┙o量,就要通過控制爐排電機(jī)的轉(zhuǎn)速以使煤層厚度得以改變,進(jìn)而實現(xiàn)溫度的調(diào)節(jié);對于后者,則需要保持燃燒室穩(wěn)定的含氧量,并且要求負(fù)壓值基本穩(wěn)定。

        二、DCS控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)功能

        鍋爐控制系統(tǒng)DCS的結(jié)構(gòu)由許多部分組成,包括操作員站、現(xiàn)場控制站、工程師站、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、現(xiàn)場檢測儀表等,具有檢測、送風(fēng)自動控制、儀表盤、數(shù)據(jù)顯示等系統(tǒng)功能。

        1.檢測的功能

        DCS控制系統(tǒng)可以檢測許多指標(biāo),包括鍋爐出水壓力、鍋爐出水溫度、鍋爐出水流量及煙氣氧含量等。

        2.送風(fēng)自動控制的功能

        DCS控制系統(tǒng)具有送風(fēng)自動控制功能,如果有兩臺送風(fēng)機(jī)一起運行的話,那么就需要采用DCS系統(tǒng)對現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行開始和停止命令,目的是為了讓投入到鍋爐中的燃料能夠在爐膛中進(jìn)行充分的燃燒。由于現(xiàn)場設(shè)備可以在畫面上選擇并列的電氣控制原理,因此在考慮受控設(shè)備的功率時需要在并列調(diào)節(jié)入口風(fēng)門的基礎(chǔ)上,依照資料上的要求自動投入合適的風(fēng)量。為了保證鍋爐能夠節(jié)約燃料,需要在接觸器控制電路上加入中間繼電器,而作為信號端子板上繼電器總風(fēng)量的修正量—煙氣含氧量,控制的主要是繼電器接點所承受的煤氣壓力及送風(fēng)壓力。另外,為了能夠使燃料達(dá)到最高的鍋爐熱效率,則需要進(jìn)行調(diào)節(jié)送風(fēng)機(jī)的擋板開度以調(diào)節(jié)送風(fēng)壓力。

        3.儀表盤功能

        儀表盤功能系統(tǒng)提供風(fēng)機(jī)啟停、給水閥,給煤機(jī)啟停、頻率調(diào)節(jié)等操作畫面,而且每一幅畫面都可以完整顯示該回路調(diào)節(jié)所需參數(shù)。采用多回路調(diào)節(jié)板手動控制功能,在儀表盤上安裝后備手操器,能大大提高精度,維持主蒸汽壓力的穩(wěn)定。

        4.數(shù)據(jù)顯示的功能

        數(shù)據(jù)顯示功能系統(tǒng)包括總流程畫面、控制畫面、報警畫面、實時趨勢和歷史趨勢畫面等動態(tài)流程畫面。操作者只需根據(jù)畫面上的提示和窗口信息,利用鼠標(biāo)器逐層選擇即可方便地進(jìn)行流程畫面之間的切換、數(shù)據(jù)打印等操作,保證了操作的單一性、方便性、可靠性,便于用戶掌握。

        三、鍋爐控制系統(tǒng)各程序的目的

        依據(jù)控制要求鍋爐控制系統(tǒng)可以實現(xiàn):第一,根據(jù)鍋爐出回水溫度、爐膛溫度、排煙含氧量等參數(shù),通過程序的處理對鼓引風(fēng)、爐排變頻器等進(jìn)行調(diào)整,實現(xiàn)對鍋爐燃燒的控制。第二,根據(jù)負(fù)荷的變化,對鍋爐出水溫度進(jìn)行調(diào)整。第三,運行數(shù)據(jù)和操作指令的通訊與傳輸。第四,定時對各項運行參數(shù)進(jìn)行記錄,生成運行報表,以便對鍋爐運行情況進(jìn)行分析、調(diào)整。第五,通過程序?qū)π盘柕姆钦W兓M(jìn)行分析、記錄報警,并給出初步的分析結(jié)果,便于運行人員的處理。

        四、DCS的控制機(jī)制

        鏈條式鍋爐是應(yīng)用最為廣泛,整個DCS系統(tǒng)應(yīng)用歷史較長的一種鍋爐。鍋爐的燃燒系統(tǒng)層為操作監(jiān)控層,是一個多參數(shù)對象影響的系統(tǒng)。該系統(tǒng)是一個多輸入、多輸出、多回路、非線性的相互關(guān)聯(lián)的復(fù)雜的控制系統(tǒng),調(diào)節(jié)參數(shù)與被調(diào)節(jié)參數(shù)之間存在著許多交叉的影響。如果只是單一將系統(tǒng)控制分散成多個閉環(huán)控制,通過獲取直接控制層的實時數(shù)據(jù),運用常規(guī)的PID調(diào)節(jié)很難達(dá)到控制要求。只有通過對DCS的軟硬件控制,鍋爐所有氣動閥必須進(jìn)行連鎖控制切斷,才能實現(xiàn)爐膛的全面安全監(jiān)控。

        目前,DCS控制系統(tǒng)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用,它不僅具有簡單舒適的人機(jī)界面,還可以減少操作人員的勞動強(qiáng)度,大幅度提高工作效率。操作人員使用DCS技術(shù)也可以很好地控制多種參數(shù),實現(xiàn)系統(tǒng)高效穩(wěn)定的運行。

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