楊河太

摘 要：銅陵新亞星焦化有限公司因生產(chǎn)規(guī)模擴大，焦?fàn)t煤氣大量富余。為合理利用富余煤氣，節(jié)能減排，新建一座燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)發(fā)電項目，利用富余煤氣進行發(fā)電，提高廠用電自給率，富余電量經(jīng)變壓器升壓后并入電網(wǎng)。燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)包括4臺燃機、4臺余熱鍋爐和1臺15MW抽凝式汽輪發(fā)電機組、輔助設(shè)備、循環(huán)冷卻水等系統(tǒng)。將ABB AC800F冗余系統(tǒng)作為控制系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：焦化煤氣；系統(tǒng)；燃?xì)?/p>

1 AC800F系統(tǒng)

AC800F系統(tǒng)是一種全能的、綜合性的DCS控制系統(tǒng)，是由ABB集團自動化總部提出的，在IndustrialIT家族中占有重要的地位。AC800F系統(tǒng)比較穩(wěn)定、可靠，能夠調(diào)節(jié)回路，還能夠?qū)崿F(xiàn)邏輯以及順序上的控制，具有多樣化的控制性能。以標(biāo)準(zhǔn)的TCP/IP工業(yè)實現(xiàn)系統(tǒng)通信，將多種國際現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)作為支持依據(jù)，如Profibus、CAN、FF、Modbus等，使得系統(tǒng)更加靈活、開放。操作管理能夠?qū)崿F(xiàn)監(jiān)控操作，并科學(xué)的查詢數(shù)據(jù)記錄，對硬件進行準(zhǔn)確的檢測。

AC800F系統(tǒng)主要有四大特點，通信開放，工程工具高效，擴展性以及集成性等特點，在國內(nèi)外都有著廣泛的應(yīng)用，作為過程性的控制系統(tǒng)，是比較理想的。

2 生產(chǎn)工藝簡介

富余焦?fàn)t煤氣經(jīng)過煤氣凈化后，送入煤壓機壓縮后，進入燃機，通過燃機燃燒發(fā)電，給廠用系統(tǒng)供電，產(chǎn)生的煙氣進入余熱鍋爐，帶動汽輪機發(fā)電。

3 控制系統(tǒng)配置

3.1 控制系統(tǒng)概述

工程項目的整個工藝控制涉及電氣、儀表、計算機一體自動化控制系統(tǒng)，完成整個工藝流程的控制及監(jiān)控。自動控制系統(tǒng)進行控制和監(jiān)控的工藝流程包括：電氣系統(tǒng)（高壓系統(tǒng)、低壓系統(tǒng)、綜保系統(tǒng)）；燃機系統(tǒng)；鍋爐系統(tǒng)（鍋爐控制系統(tǒng)、鍋爐保護系統(tǒng)）；汽機系統(tǒng)（汽機控制系統(tǒng)、油泵系統(tǒng)、TSI監(jiān)測系統(tǒng)、ETS保護系統(tǒng)、DEH控制系統(tǒng)）；循環(huán)水系統(tǒng)；煤氣凈化系統(tǒng)；煤壓機系統(tǒng)；氮壓機系統(tǒng)；液氨脫硝系統(tǒng)。

3.2 控制系統(tǒng)配置

控制系統(tǒng)應(yīng)結(jié)合工藝需要，與9對冗余AC800F現(xiàn)場控制器配置起來，分別控制鍋爐系統(tǒng)（4對）、汽輪機系統(tǒng)（1對）、煤壓機系統(tǒng)（1對）、公用系統(tǒng)（2對）、液氨脫硝系統(tǒng)（1對）。冗余控制器中，每一個控制器都有屬于自己的獨立電源通信等，通信接口冗余。AC800F型控制器的處理器運算速度比較高，能夠達到150MIPS，內(nèi)存容量也比較大（能夠與工業(yè)過程控制相適應(yīng)，其可靠性和實時性效果更好?？刂破鱓eb技術(shù)的自診斷功能作為基礎(chǔ)，利用Internet能夠?qū)崿F(xiàn)遠程的診斷。）AI卡件能夠?qū)?00米范圍中的二線制24VDC變送器進行驅(qū)動，為現(xiàn)場變送器提供供電需要，經(jīng)過繼電器隔離輸出DO，其輸出的接點容量是DC24V/5A。S800 I/O進行模塊化設(shè)計，安裝的形式是DIN導(dǎo)軌式，對空間、環(huán)境等要求不高，能夠在分散場合中安裝使用，在對信號處理時也沒有太多的要求，能夠?qū)800 I/O站與設(shè)備的信號和現(xiàn)場的儀表相連接。

3.3 操作監(jiān)控配置

（1）配置工程師站。該項目有一臺工程師站，操作員軟件是二合一的，使用Control Builder F 和DigiVi中文版本的軟件，對整個系統(tǒng)進行編程和調(diào)試。在工程師站配置LCD液晶顯示器和網(wǎng)卡，與Ethernet的局部網(wǎng)絡(luò)進行連接。（2）配置操作員站。該項目有11臺操作員站，主要有4臺鍋爐、3臺煤壓機、1臺汽機、1臺公用、1臺液氨脫硝及1臺值長站。將DigiVis中文版軟件安裝在操作員站中，從而能夠監(jiān)控生產(chǎn)，科學(xué)的調(diào)用數(shù)據(jù)，對歷史發(fā)展、操作等進行記錄。同時配備LCD液晶顯示器和網(wǎng)卡?？刂葡到y(tǒng)數(shù)據(jù)的通信網(wǎng)絡(luò)是冗余的，現(xiàn)場控制器與操作員站彼此間采用環(huán)形工業(yè)以太網(wǎng)進行數(shù)據(jù)通訊。系統(tǒng)將TCP/IP協(xié)議作為基礎(chǔ)，對OPC標(biāo)準(zhǔn)提供支持，并且能夠與第三方裝置進行通信，保證通信的可靠性。現(xiàn)場控制器與S800冗余I/O站是通過Profibus-DP現(xiàn)場總線協(xié)議進行通信的，其比較標(biāo)準(zhǔn)，并且容易擴展?？偩€的通信速率是12Mbit/s，可以使用Profibus-DP電纜作為通信的介質(zhì)，最遠能夠通信1200米。（3）OPC通訊站的配置。本項目配置2臺OPC通訊站，分別為1臺工廠管理級通訊站及1臺數(shù)據(jù)上傳電科院通訊站。工廠管理級通訊站將本項目所有數(shù)據(jù)上傳至工廠數(shù)據(jù)管理二級網(wǎng)絡(luò)，方便工廠內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控。數(shù)據(jù)上傳電科院通訊站主要為將鍋爐煙氣數(shù)據(jù)上傳至電科院，以便環(huán)保部門監(jiān)控檢查。

4 系統(tǒng)主要功能

4.1 科學(xué)調(diào)節(jié)中壓汽包液位

有效控制中壓給水調(diào)節(jié)閥的開度，從而使得中壓汽包液位得到有效的調(diào)節(jié)，在運行時，可以進行三沖量調(diào)節(jié)，使得控制實現(xiàn)自動化的水平，三沖量的調(diào)節(jié)主要涉及汽包液位、給水流量、蒸汽流量三種，主調(diào)是汽包液位，副調(diào)是給水流量，前饋是蒸汽流量。依據(jù)蒸汽流量，主調(diào)節(jié)器對給水需求量技能型計算，副調(diào)節(jié)器將給水需求量進行設(shè)定，因此作為閥門開度控制的定值，加入蒸汽流量能夠防止控制系統(tǒng)被“虛假水位”影響到。當(dāng)汽包液位達到最高時，緊急放水閥會自動打開排水，當(dāng)液位達到正常值后，放水閥能夠自動關(guān)閉。在系統(tǒng)中配置兩臺中壓給水泵，能夠使得供水更加穩(wěn)定，在正常運行過程中，都是一臺使用，一臺備用，當(dāng)主泵出現(xiàn)跳閘，或者使給水母管壓力太低時，備用的泵自動開啟并運行。

4.2 科學(xué)調(diào)節(jié)低壓汽包液位

低壓汽包在正常運行時要實現(xiàn)自動化的控制，可以利用單沖量或三沖量的形式進行，這種方法與中壓汽包控制方法是一樣的，緊急放水閥也能夠依據(jù)汽包液位自動的開啟和關(guān)閉。

4.3 科學(xué)調(diào)節(jié)汽輪機熱井液位

汽輪機低壓缸的排汽通過冷凝器凝結(jié)成水，然后將其排入到熱井中，然后通過凝結(jié)水泵升壓，將其送到除氧器中，可以作為余熱鍋爐的水進行使用。對系統(tǒng)中的凝結(jié)水進行調(diào)節(jié)，然后再對調(diào)節(jié)門的開度進行循環(huán)，使得汽輪機熱井液位得到有效的控制。正常運行時，需要對調(diào)節(jié)閥循環(huán)、自動調(diào)節(jié)，使得熱井液位能夠處于正常范圍中。依據(jù)熱井液位使得兩臺凝結(jié)水泵能夠自動化的開啟和關(guān)閉。為了使余熱鍋爐的用水?dāng)?shù)量得到有效的保障，不僅需要汽輪機凝汽器冷凝水，還可以配置一路除鹽水補水管路，依據(jù)系統(tǒng)的實際情況，操作人員對除鹽水補水調(diào)節(jié)閥進行控制，使其能夠?qū)⑺a充給凝結(jié)水，使得鍋爐用水的實際需要得以滿足。

4.4 科學(xué)調(diào)節(jié)汽輪機均壓箱壓力

均壓箱能夠?qū)η昂筝S封的壓力得以平衡，如果壓力太高，熱源會被浪費，油中容易存在水，如果壓力太低，密封效果也會受到影響，使得真空性受到影響。所以需要保證均壓箱的壓力合理，使其能夠?qū)ζ啓C組的運行進行有效的調(diào)節(jié)，使其運行更加安全。系統(tǒng)對進汽調(diào)節(jié)閥進行調(diào)節(jié)，使得均壓箱的壓力得以控制，操作人員對壓力進行設(shè)定，調(diào)節(jié)器據(jù)此對閥門開度進行自動調(diào)節(jié)。

5 結(jié)束語

銅陵新亞星焦化有限公司焦?fàn)t煤氣燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電自2014年12月投運至今，運行非常穩(wěn)定，控制功能完全滿足工藝要求。日常正常運行期間，所有操作都在控制室操作站完成，提高了機組自動化程度，減輕了運行人員的勞動強度。