摘 要：太倉(cāng)港協(xié)鑫發(fā)電有限公司330 MW機(jī)組磨組受深度調(diào)峰等因素影響，啟停頻繁。原磨組啟動(dòng)邏輯復(fù)雜，流程簡(jiǎn)易，不能滿足實(shí)際運(yùn)行工況的要求，也不利于熱工人員的邏輯理解及修改?，F(xiàn)提出了制粉系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備頻發(fā)缺陷的處理思路以及基于FOXBORO IA DCS操作系統(tǒng)的磨組一鍵啟停邏輯優(yōu)化方案。

關(guān)鍵詞：磨組;一鍵啟停;FOXBORO;邏輯

0 ? ?引言

太倉(cāng)港協(xié)鑫發(fā)電有限公司4臺(tái)330 MW機(jī)組使用FOXBORO DCS控制系統(tǒng)，ICC組態(tài)器。每臺(tái)磨組現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備包括冷、熱風(fēng)關(guān)斷門(mén)（氣動(dòng)），冷、熱風(fēng)調(diào)門(mén)（電動(dòng)），磨密封風(fēng)門(mén)（電動(dòng)），給煤機(jī)進(jìn)、出口門(mén)（電動(dòng)），磨出口門(mén)（氣動(dòng)4臺(tái)）。磨組受摻燒劣質(zhì)煤及深度調(diào)峰等因素的影響，啟停頻繁?；ㄆ陂g設(shè)計(jì)的自動(dòng)啟動(dòng)邏輯復(fù)雜、流程不符合現(xiàn)有機(jī)組運(yùn)行工況、就地設(shè)備缺陷頻發(fā)等因素，導(dǎo)致啟停磨組都需運(yùn)行人員根據(jù)規(guī)程手動(dòng)操作設(shè)備，這在一定程度上加大了運(yùn)行人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)也更加依賴于運(yùn)行人員的經(jīng)驗(yàn)水平。

此次磨組一鍵啟停實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)是現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的可靠動(dòng)作、測(cè)點(diǎn)的準(zhǔn)確無(wú)誤，功能的實(shí)現(xiàn)分現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備治理、DCS邏輯優(yōu)化兩步實(shí)施。本文將從這兩方面分別說(shuō)明存在的問(wèn)題并提供解決思路。

1 ? ?存在問(wèn)題

1.1 ? ?現(xiàn)場(chǎng)部分

（1）制粉系統(tǒng)氣動(dòng)門(mén)無(wú)法打開(kāi)或者信號(hào)不到位現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生，主要原因有以下3點(diǎn)：

1）制粉系統(tǒng)氣動(dòng)門(mén)氣缸大多是非標(biāo)氣缸，規(guī)格型號(hào)、生產(chǎn)廠家較雜，而且氣缸前端蓋承受的溫度較高，密封件容易老化，活塞和汽缸壁間隙增大，導(dǎo)致氣缸漏氣、竄氣。

2）磨煤機(jī)的冷、熱風(fēng)關(guān)斷門(mén)在開(kāi)關(guān)過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)卡澀現(xiàn)象，導(dǎo)致氣動(dòng)門(mén)信號(hào)無(wú)法正確反饋。

3）制粉系統(tǒng)使用的壓縮空氣含水量高，長(zhǎng)期運(yùn)行后氣源管路存在積水，影響氣動(dòng)。

（2）磨煤機(jī)出口風(fēng)速測(cè)量裝置超出產(chǎn)品壽命周期，磨損后發(fā)生測(cè)量偏差，影響測(cè)點(diǎn)可靠性。

（3）磨煤機(jī)出口風(fēng)速測(cè)量裝置使用的變送器量程為0～1.0 kPa，而在實(shí)際運(yùn)行中，風(fēng)壓經(jīng)常超出1.0 kPa，加上使用的風(fēng)壓變送器的過(guò)載能力差、精度低，無(wú)法滿足測(cè)量要求。

1.2 ? ?邏輯部分

（1）原磨組啟停DCS邏輯使用計(jì)算塊CALC搭建，如圖1所示，其邏輯語(yǔ)句復(fù)雜，限于CALC計(jì)算塊只能編寫(xiě)50行匯編語(yǔ)句，后期增加操作步序或者修改邏輯時(shí)較困難。

（2）如圖2所示，原有的控制流程簡(jiǎn)易甚至錯(cuò)誤，不能滿足實(shí)際操作需要，啟動(dòng)磨組時(shí)需根據(jù)個(gè)人工作經(jīng)驗(yàn)在DCS畫(huà)面逐個(gè)手動(dòng)啟動(dòng)，增加了運(yùn)行人員的工作量。

（3）原有DCS畫(huà)面操作面板簡(jiǎn)易，當(dāng)設(shè)備動(dòng)作正常，僅信號(hào)反饋異常時(shí)，無(wú)法跳過(guò)進(jìn)入下一步，影響磨組啟動(dòng)。

（4）磨組啟動(dòng)時(shí)部分設(shè)備的首出處于“跳閘”狀態(tài)，原邏輯未在允許條件滿足后對(duì)首出“跳閘”狀態(tài)及時(shí)復(fù)位，從而無(wú)法啟動(dòng)設(shè)備。

（5）原有的磨組啟停邏輯沒(méi)有根據(jù)實(shí)際磨出口溫度等參數(shù)進(jìn)行熱風(fēng)調(diào)門(mén)開(kāi)度的自動(dòng)控制，容易在啟動(dòng)磨組時(shí)出現(xiàn)溫度增長(zhǎng)過(guò)快等不利因素，影響磨組安全。

2 ? ?解決思路

2.1 ? ?現(xiàn)場(chǎng)部分

（1）對(duì)于磨組氣動(dòng)門(mén)無(wú)法打開(kāi)或者信號(hào)不到位的情況，主要從以下3個(gè)方面來(lái)解決：

1）使用生產(chǎn)廠家、型號(hào)規(guī)格一致的氣缸密封件，方便維護(hù)。

2）冷熱風(fēng)門(mén)卡澀主要由門(mén)板導(dǎo)軌煤粉堆積導(dǎo)致，清理門(mén)板軌道會(huì)大大減少風(fēng)門(mén)卡澀的現(xiàn)象，同時(shí)在氣缸末端增加雙磁性開(kāi)關(guān)可以有效解決信號(hào)反饋不靈敏的問(wèn)題。

3）壓縮空氣含水量高的根本原因在于空壓機(jī)排水設(shè)備或冷凝設(shè)備存在問(wèn)題，需擇機(jī)處理。機(jī)組運(yùn)行期間，為保證機(jī)組的安全可靠，可在最低處的氣源管路增加自動(dòng)排水閥。

（2）風(fēng)速測(cè)點(diǎn)取樣裝置磨損屬于壽命周期中的正?，F(xiàn)象，需在機(jī)組檢修時(shí)對(duì)取樣裝置進(jìn)行更換。

（3）原有的風(fēng)速變送器量程及精度無(wú)法滿足現(xiàn)場(chǎng)工況，需重新選型。

上述方法基本可以解決制粉系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)缺陷頻發(fā)的問(wèn)題，大大提高信號(hào)及數(shù)據(jù)的可靠性。

2.2 ? ?邏輯部分

此次磨組一鍵啟停功能的優(yōu)化需刪除原有邏輯及操作畫(huà)面并進(jìn)行重新設(shè)計(jì)。首先，需要對(duì)運(yùn)行人員實(shí)際操作的步序及設(shè)備啟停的允許條件進(jìn)行整理;其次，需對(duì)原有邏輯進(jìn)行核對(duì)，避免邏輯設(shè)計(jì)時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)刪、誤刪、漏刪現(xiàn)象;最后，根據(jù)原邏輯出現(xiàn)的各種弊端及實(shí)際操作需求設(shè)計(jì)邏輯及操作畫(huà)面。

（1）通過(guò)相關(guān)專(zhuān)業(yè)多次討論，確定啟停步序：

磨組一鍵啟動(dòng)允許條件：1）點(diǎn)火能源許可;2）鍋爐允許投煤;3）磨潤(rùn)滑油流量不低;4）磨油站冷油器后壓力不低;5）磨油站潤(rùn)滑油差壓不大;6）磨潤(rùn)滑油溫>30 ℃;7）給煤機(jī)入口閘板門(mén)已開(kāi)。

磨組一鍵啟動(dòng)步序：1）開(kāi)磨煤機(jī)出口門(mén)且開(kāi)信號(hào)到位。2）開(kāi)磨煤機(jī)密封風(fēng)門(mén)且開(kāi)信號(hào)到位。3）開(kāi)磨煤機(jī)冷風(fēng)關(guān)斷門(mén)且開(kāi)信號(hào)到位。4）開(kāi)磨煤機(jī)冷風(fēng)調(diào)門(mén)至30%。5）開(kāi)磨煤機(jī)熱風(fēng)關(guān)斷門(mén)，冷風(fēng)調(diào)門(mén)自動(dòng)投入，設(shè)定值自動(dòng)設(shè)70°，速率為1（°）/min（自動(dòng)開(kāi)度上下限：20%～60%;手動(dòng)控制無(wú)上下限）。熱風(fēng)關(guān)斷門(mén)已開(kāi)，一次風(fēng)風(fēng)量滿足，密封風(fēng)與一次風(fēng)差壓不低，磨出口溫度>60 ℃，暖磨結(jié)束。6）開(kāi)啟給煤機(jī)出口門(mén)，啟動(dòng)磨煤機(jī)。7）磨出口溫度大于65 ℃且給煤機(jī)出口門(mén)已開(kāi)，啟動(dòng)給煤機(jī)，開(kāi)給煤機(jī)密封風(fēng)門(mén)。

磨組一鍵停止允許條件：給煤量小于10 t/h。

磨組一鍵停止順控：1）停給煤機(jī)。2）給煤機(jī)停止信號(hào)到位，關(guān)給煤機(jī)出口門(mén)。3）冷、熱風(fēng)調(diào)門(mén)切手動(dòng)。4）磨煤機(jī)電流小于24 A，延時(shí)30 s，且給煤機(jī)停止5 min，停磨煤機(jī)。5）磨停止信號(hào)到位，關(guān)密封風(fēng)門(mén)。

（2）考慮到操作步序多，操作功能增加，單純的CALC計(jì)算塊已無(wú)法滿足設(shè)計(jì)需要。計(jì)算塊及順控塊的搭配使用，使得邏輯方便設(shè)計(jì)、易于理解，且更利于后期的維護(hù)修改。如圖3所示，計(jì)算塊負(fù)責(zé)允許條件及操作功能的實(shí)現(xiàn)，順控塊負(fù)責(zé)步序的進(jìn)行。

此設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)在于：1）順控語(yǔ)言設(shè)計(jì)，功能更強(qiáng)大，不限制語(yǔ)句數(shù)量，邏輯語(yǔ)句簡(jiǎn)潔明了。2）模塊化設(shè)計(jì)，可自由增加或刪除相應(yīng)步序，不影響自動(dòng)邏輯的優(yōu)化。3）利用順控塊的前一條指令可自動(dòng)復(fù)位啟動(dòng)設(shè)備的首出“故障”狀態(tài)，避免運(yùn)行人員忘記手動(dòng)復(fù)位導(dǎo)致無(wú)法啟動(dòng)設(shè)備的情況。4）新的冷、熱風(fēng)調(diào)門(mén)通過(guò)PID模塊按照一定速率打開(kāi)，避免了原先直接打開(kāi)熱風(fēng)門(mén)導(dǎo)致磨出口迅速升溫的危險(xiǎn)。

如圖4所示，重新設(shè)計(jì)了操作面板。其中，增加了跳步功能按鈕，避免出現(xiàn)設(shè)備實(shí)際動(dòng)作到位而反饋信號(hào)故障導(dǎo)致順控?zé)o法進(jìn)行的情況。同時(shí)在右上角實(shí)時(shí)顯示順控狀態(tài)，輔助運(yùn)行人員監(jiān)控。

3 ? ?結(jié)語(yǔ)

針對(duì)磨組就地設(shè)備現(xiàn)狀及邏輯設(shè)置不合理的問(wèn)題，筆者提出了制粉系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備頻發(fā)缺陷的處理思路以及基于FOXBORO IA DCS操作系統(tǒng)的磨組一鍵啟停邏輯優(yōu)化方案。磨組一鍵啟停功能的實(shí)現(xiàn)不僅促進(jìn)了現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的優(yōu)化治理，還在邏輯方面提升了機(jī)組自動(dòng)控制水平，降低了對(duì)運(yùn)行人員經(jīng)驗(yàn)的依賴，減輕了作業(yè)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，為后續(xù)實(shí)現(xiàn)風(fēng)煙系統(tǒng)一鍵啟停功能打下了良好基礎(chǔ)。

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收稿日期：2020-12-21

作者簡(jiǎn)介：章益（1990—），男，江蘇如皋人，工程師，研究方向：熱工自動(dòng)化。