李紅偉

（東方電氣集團東方鍋爐股份有限公司，成都611731）

1 引言

DCS 控制系統(tǒng)是在微處理器的基礎上，由過程監(jiān)控級和過程控制級構(gòu)成的多級計算機系統(tǒng)，這種系統(tǒng)通過應用通信網(wǎng)絡進行控制、采集、監(jiān)視和操作的過程控制站、計算機站和數(shù)據(jù)采集站，及時地進行現(xiàn)場的數(shù)據(jù)采集，滿足了鍋爐燃燒狀況良好的要求，節(jié)省了大量的能源。

2 火電廠DCS 控制系統(tǒng)的特點

目前，我國新建的火電廠普遍都采用了DCS 控制系統(tǒng)，圖1是火電廠DCS 控制系統(tǒng)圖。

2.1 開放性

在DCS 系統(tǒng)設計過程中，技術人員需要使用標準化、模塊化、開放化的模式，應用通訊局域網(wǎng)的方式，及時地接收和發(fā)送各項數(shù)據(jù)和信息，在遇到需要擴充、變更系統(tǒng)功能的情況下，可以增加計算機的數(shù)量，并和系統(tǒng)通訊網(wǎng)絡連接起來，這樣就不會影響計算機的正常運行。

2.2 靈活性

圖1 火電廠DCS 控制系統(tǒng)圖

組態(tài)軟件是根據(jù)流程的差異性進行生產(chǎn)的，這就要求相關人員充分了解測量信號和控制信號的關系，合理地選擇計算規(guī)律，應用合理的控制規(guī)律完成計算，并形成合理的控制系統(tǒng)。

2.3 可靠性

DCS 系統(tǒng)功能會被分散到各個計算機中，這就需要應用容錯設計的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)指的是在某臺計算機故障的情況下，不會影響其他計算機，除此之外，計算機功能比較單一，這就需要選擇有針對性功能應用制定的軟件或結(jié)構(gòu)，為計算機的可靠性提供保障。

2.4 控制功能齊全

計算機算法比較豐富，其將順序控制、連續(xù)控制、批量處理進行了有效融合，為前饋、反饋和自適應提供了保障，這就可以加入必需的算法。DCS 的組成方法具有較強的靈活性，其組成部分是專用的計算機站、工程師站、操作站、服務器和計算機。最下層過程的組成部分是分散式的采集站、現(xiàn)場控制站等，這就需要應用網(wǎng)絡的方式，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂浦行模瑢嵭薪y(tǒng)一化管理方式，如各個項目的統(tǒng)計報表、優(yōu)化計算機、故障診斷等。

3 DCS 自動控制系統(tǒng)的主要功能

3.1 控制鍋爐汽包水位

為了確保鍋爐運行的安全性，相關技術人員需要注重汽包水位等參數(shù)，應用給水流量、汽包液位、蒸汽流量調(diào)節(jié)主給水閥等方式，實現(xiàn)鍋爐汽包水位的穩(wěn)定性。一般而言，鍋爐提供的給水調(diào)節(jié)閥主要有主調(diào)節(jié)閥和備用閥，其中，主調(diào)節(jié)閥是DN150，在正常負荷和高負荷運行中發(fā)揮著重要作用；備用閥是DN100，在低負荷的應用過程中作用比較明顯。鍋爐汽包給水控制系統(tǒng)的目標是確保汽包水位在規(guī)定的范圍內(nèi)，實現(xiàn)鍋爐運行的穩(wěn)定性，工作原理是在液體汽包液位調(diào)節(jié)輸出后，融合蒸汽流量完成加法運算，并將運算結(jié)果設定成給水量定值，并合理地調(diào)節(jié)偏差，輸出后通過執(zhí)行結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)給水閥。在蒸汽負荷增加的過程中，汽包內(nèi)的壓力會在一定時間后恢復平衡，這時液位會在蒸發(fā)量增加的情況下逐漸下降，給水量不斷增加，指導汽包液位恢復到給定位置[1]。

3.2 調(diào)節(jié)爐膛負壓

爐膛負壓是鍋爐燃燒自動控制系統(tǒng)的重要參數(shù)之一，爐膛負壓的測量結(jié)果直接關系著燃燒控制過程。爐膛負壓自動控制是在調(diào)節(jié)引風機入口風門開度的情況下，確保負壓在-20～-100Pa 之間的微負壓處于穩(wěn)定狀態(tài)，為鍋爐系統(tǒng)運行的安全性提供保障。為了控制爐膛負壓，技術人員需要改變引風量的大小，在鼓風量穩(wěn)定的情況下，鼓風量可以作為引風控制的前饋量，在鼓風OP 值增加的情況下，引風OP 值也有所增加，在鼓風OP 值減少的情況下，需要等待一定的時間后，減少引風OP 值。

3.3 控制鍋爐送風

鍋爐送風自動控制的主要目標是在鍋爐添加的燃料在爐膛內(nèi)燃燒的過程中，自動送入風量，為鍋爐燃燒的經(jīng)濟性提供保障。送風自動控制系統(tǒng)的參數(shù)有送風壓力、煤氣壓力，在調(diào)整送風機擋板開度的過程中，需要自動調(diào)節(jié)送風壓力和煤氣壓力，進而提升燃料的使用率。

3.4 鍋爐過熱蒸汽溫度自動調(diào)節(jié)

鍋爐過熱蒸汽溫度調(diào)節(jié)的原理是應用自制冷凝水噴水裝置合理地調(diào)整蒸汽溫度，根據(jù)集汽集箱和減溫器出口蒸汽溫度的測量結(jié)果，合理地調(diào)節(jié)減溫水調(diào)節(jié)閥的開度、減溫水量的溫度等，確保溫度在430℃到450℃范圍內(nèi)，在集汽集箱出口蒸汽溫度升高的過程中，則減溫水的水量會自動增加，在汽溫降低時，減溫水量會減少，進而為蒸汽溫度的穩(wěn)定性提供支持。

4 DCS 在大中型火電廠電氣控制應用中的問題

硬接線和現(xiàn)場總線的連接能夠?qū)CS 系統(tǒng)融入火電廠電氣控制系統(tǒng)中，使得電氣系統(tǒng)的接入方式有所改變，還會影響電氣控制系統(tǒng)的電壓、功率和電量。同時，CRT 監(jiān)控能夠?qū)崟r顯示不同的監(jiān)視畫面，但各個操作步驟和報警信號都會顯示出來，極易為操作人員造成不必要的干擾。并且，在電氣卡件輸入和輸出改造過程中，受造價成本的影響，原有電纜通道的使用超出了設計標準，無法滿足DCS 電纜控制和信號分析的實際需求，且新增的電纜會使得電氣保護和控制柜的空間變小，無法合理地進行配線和布線工作。除此之外，電氣模擬量會在DCS 系統(tǒng)的應用中，使得自身的特性發(fā)生變化，無法進行高級的系統(tǒng)分析，這就需要使用微機測控裝置輸送電流、電壓、功率等電氣量。

5 應用DCS 的大中型火電廠電氣控制系統(tǒng)的優(yōu)化

5.1 提高DCS 控制系統(tǒng)中輸入信號的可靠性

在大中型火電廠電氣控制過程中，相關技術人員需要確保選用的控制系統(tǒng)設備和零部件的耐用性和可靠性比較強，避免因配件自身的因素引發(fā)傳送信號線故障問題。因此，為了提高DCS 控制系統(tǒng)輸入信號的可靠性，相關技術人員需要及時設計并更新主界面的功能模塊，避免出現(xiàn)控制系統(tǒng)故障問題，準確地判斷系統(tǒng)中的信息，為電氣自動控制系統(tǒng)的穩(wěn)定運行提供保障。

5.2 完善DCS 電氣控制系統(tǒng)的預警系統(tǒng)

為了完善DCS 電氣控制系統(tǒng)中的預警系統(tǒng)，技術人員需要確保相關配置的人性化設計，完善智能、網(wǎng)絡一體化的故障預警系統(tǒng)，有效地監(jiān)督鍋爐的運行，確保運行的安全性，避免因機械設備故障影響鍋爐系統(tǒng)的正常運行。除此之外，在預防鍋爐系統(tǒng)設備故障的過程中，需要嚴格執(zhí)行相關管理制度，根據(jù)相關機械流程操作，還應該充分考慮鍋爐設備的維修使用情況，收集各項維修數(shù)據(jù)，分析鍋爐設備的實際使用情況，及時記錄鍋爐設備的規(guī)律和原因，以確定維護周期，明確各個管理部門的職責，提高DCS 電氣自動化鍋爐設備的整體效率。

6 結(jié)語

綜上所述，在大中型火電廠電氣控制系統(tǒng)運行過程中，相關技術人員需要積極引進DCS 控制系統(tǒng)，充分發(fā)揮控制系統(tǒng)的作用，提高總體布局的合理性、經(jīng)濟性和可靠性，并實行集中控制和分散控制相結(jié)合的方式，為控制系統(tǒng)運行的高效性提供保障。