劉靜文

摘 要：目前，分散控制系統(tǒng)DCS已被廣泛運用到各熱電廠，在使用中實現(xiàn)了集危險分散、控制分散及管理集中的管理特點，為企業(yè)經(jīng)濟效益奠定了基礎(chǔ)。本文在分析了分散控制系統(tǒng)DCS框架圖的基礎(chǔ)上，重點闡述了DCS控制系統(tǒng)在應(yīng)用中鍋爐汽包液位測量存在較大偏差及燃燒控制系統(tǒng)無法投自動的問題，進一步提出技術(shù)改造方案，得出結(jié)論。

關(guān)鍵詞：分散控制系統(tǒng)；熱電廠；自動化控制；技術(shù)改造

中圖分類號：TM769 文獻標識碼：A

分散控制系統(tǒng)我們一般把它簡稱為DCS，它是由自動化與計算機技術(shù)演變逐步發(fā)展過來的，它集危險分散、控制分散及管理集中等特點，并采用多層分級、合作自治的結(jié)構(gòu)形式在現(xiàn)在諸多的工業(yè)熱電廠中使用得比較廣泛，這個系統(tǒng)它能實現(xiàn)電廠的日常操作管理，有利于實現(xiàn)電廠的自動控制，提高經(jīng)濟效益，適應(yīng)了現(xiàn)代化生產(chǎn)和企業(yè)管理的要求。但是隨著經(jīng)濟和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，DCS控制系統(tǒng)在熱電廠長期運行期間，發(fā)現(xiàn)有的鍋爐在負荷變化較大的工況下，控制過程中出現(xiàn)了鍋爐汽包液位測量存在較大偏差以及燃燒控制系統(tǒng)無法投自動的問題，嚴重影響了熱電廠的正常使用和經(jīng)濟效益。為使這一現(xiàn)象得到改觀，熱電廠對其系統(tǒng)進行了大膽嘗試，進行技術(shù)改進，滿足生產(chǎn)需求。在進行技術(shù)改造前，首先我們分析下分散控制系統(tǒng)DCS框架圖及工作特征。

1 分散控制系統(tǒng)DCS框架圖

一般地，分散控制系統(tǒng)DCS框架圖是由帶I/O部件的控制器、人機界面和通訊網(wǎng)絡(luò)三大部分組成，具體如圖1所示。從圖1中我們可以看到，控制器I/O它與生產(chǎn)過程緊密相連，接收現(xiàn)場設(shè)備的信號。人機界面是操作人員與DCS相互交換信息的設(shè)備，它另一個重要作用是實時數(shù)據(jù)接口，它是和實時信息系統(tǒng)的接口及和信息系統(tǒng)的隔離設(shè)備。它的特點是數(shù)據(jù)只能上行，不能下行。通訊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)將控制器和人機接口聯(lián)系起來形成完整的一個統(tǒng)一體。經(jīng)過實際應(yīng)用分析我們知道，分散控制系統(tǒng)它具有層次化清晰、可靠性高、操作方便、自動調(diào)節(jié)及功能分散、數(shù)據(jù)共享、可冗余等特點。具體來說，在層次化清晰方面，它主要體現(xiàn)在過程控制與管理控制，并和現(xiàn)場溫度儀表、執(zhí)行器以及變送器等設(shè)備連接層面上，完成數(shù)據(jù)的采集與處理工作，實現(xiàn)信息上的交換；在可靠性上當遇到故障發(fā)生時它會用容錯及冗余技術(shù)處理突發(fā)情況，不會影響到其他系統(tǒng)的運行情況。操作上，工作人員可以對熱電廠的整個系統(tǒng)進行全程的控制與監(jiān)測，并能對及時作出判斷分析，便于進行有效處理，能實現(xiàn)數(shù)據(jù)的檢索及儲存功能以及歷史記錄等多項功能。除此之外，分散控制系統(tǒng)不僅使投入率與主參數(shù)中的控制精度實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)，而且還能夠較好地達到節(jié)約能源及提高效益的作用。在明確了它的工作原理、架構(gòu)圖和工作特點外，我們再對其進行技術(shù)方面的改造。

2 分散控制系統(tǒng)DCS改造應(yīng)用分析

2.1 汽包液位測量存在較大偏差技術(shù)改進。實際應(yīng)用中如果出現(xiàn)了供水量突然降低或者出口蒸汽流量突然增大，而鍋爐傳給汽包的熱量一般情況下是不變的，再加上汽包液位系統(tǒng)沒有自平衡能力，這個時候就會出現(xiàn)液體大量汽化的現(xiàn)象。相反來說，如果當供水量突然增大或出口蒸汽流量減小時，此時就會出現(xiàn)汽包虛假液位現(xiàn)象，從而進一步出現(xiàn)我們經(jīng)常說的汽包液位測量存在較大偏差，這樣會影響汽包液位控制的平穩(wěn)。我們可以引入壓力補償進行對其技術(shù)改造。我們設(shè)ρ′為水的密度，ρ″為蒸汽密度，進而得出如下表所示的比值。經(jīng)過上面的分析得出，在熱電廠的實際運行中由于各種因素的影響，給水流域和主蒸汽流量一般情況下是不可能相等的。所以在這種情況下我們要想法把汽包液位產(chǎn)生靜差控制住，于是我們再給出圖2的消除靜差的改造技術(shù)方案。

2.2 燃燒控制系統(tǒng)技術(shù)方面的改進。在原有的控制功能設(shè)計上改為爐膛負壓控制送風機出口擋板，同時降低氧含量的作用。經(jīng)過實際運行，該技術(shù)改造后的燃燒控制系統(tǒng)是可行的。

3 技術(shù)改造后的應(yīng)用分析總結(jié)

經(jīng)過上文的技術(shù)改造和實際應(yīng)用來看，改變了汽包液位測量存在較大偏差及燃燒控制系統(tǒng)無法投自動的實際問題，進一步提高了機組運行的可靠性并降低運行人員的勞動強度，同時實現(xiàn)了自動調(diào)節(jié)功能更加精確穩(wěn)定，使參數(shù)維持在最佳狀況。同時，分散控制系統(tǒng)DCS技術(shù)改造后完善的機組監(jiān)控功能和主輔設(shè)備的操作更加實現(xiàn)了控制、管理一體化，了解現(xiàn)場經(jīng)濟運行狀況，減少了工作人員的工作負擔。

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