2016某县锅炉集中供热工程dcs技术方案.doc

xx县锅炉集中供热工程项目分散控制系统DCS技术方案xx有限公司20xx年x月目 录第一部分 概述51 项目概述52 循环流化床锅炉业绩5第二部分 DCS技术方案71 控制范围和目标72 NT6000简介72.1 系统结构图82.2 系统主要性能和指标82.2.1 运行环境92.2.2 抗干扰性能92.3 控制网络（eNET）92.4 分散处理单元102.4.1 控制器硬件规格112.4.2 控制器I/O能力112.5 输入、输出模件112.6 人机接口122.7 GhaphX人机接口软件132.8 ControlX组态软件142.9 NT6000系统现场总线解决方案142.10 控制机柜152.11 管控一体化解决方案163 DCS技术方案173.1 控制室布置173.2 DCS系统的配置173.2.1 DPU的配置173.2.2 I/O测点的配置183.2.3 人机界面的配置183.2.4 后备硬手操的配置183.2.5 控制机柜和操作台的配置183.2.7 网络的配置193.2.8 与外系统的接口193.2.9 电源和接地的配置194 网络系统图205 DCS供货设备清单215.1设备清单215.2备品备件清单22第三部分 循环流化床锅炉的控制231前言232 工艺系统说明243 锅炉炉膛安全监控系统（FSSS）的控制方案253.1 锅炉点火系统253.1.1 概述253.1.2 点火燃烧器253.1.3 燃烧器的油系统253.2 锅炉启动和自动点火系统（BCS）253.2.1 炉膛吹扫253.2.2 锅炉冷态启动253.2.3 锅炉热态启动274 调节控制系统的策略和要求284.1 基于残炭控制的循环流化床锅炉协调控制系统284.1.1成果的技术背景和技术原理284.1.2 CFB锅炉的机理和残炭的概念284.1.3 残炭控制在CFB锅炉协调控制上应用304.1.4 基于残炭控制的CFB锅炉协调控制的应用效果304.2 控制回路设计304.2.1 锅炉负荷控制回路304.2.2 床温控制回路314.2.3 一次风流量（压力）控制回路314.2.4 二次风流量控制回路314.2.5 风门挡板的控制方式及要求324.2.6 石灰石给料控制回路324.2.7 床压控制回路32第四部分 工程实施及管理331 概述332 项目管理333 工程设计344 软件组态345 静态调试356 内部出厂验收357 外部出厂验收358 现场调试359 培训3610 售后服务体系3610.1快速应急服务：3610.2 预防服务3710.3 增值服务37第一部分 概述1 项目概述本技术方案是针对xx县锅炉集中供热工程项目全厂自动控制一体化的设计思路提出的，采用可靠、先进、易用的NT6000分散控制系统（DCS），提供设计、制造、调试、投运等一体化服务。本公司在类似项目上有着大量业绩和成功实施经验，能够为该工程提供优质产品和服务。本方案按照2*40t/h+2*80t/h循环流化床锅炉的规模整体设计。2公司相关业绩第二部分 DCS技术方案1 控制范围和目标本技术方案采用公司的NT6000 DCS控制系统，控制范围包括循环流化床锅炉、公用系统（除氧给水系统）等，实现全厂自动化集中控制。在一个中央集中监控室内集中监控、集中管理，提高整个工厂的自动化水平和管理水平，减少运行、管理人员，减员增效。2 NT6000简介NT6000分散控制系统吸取了国外众多同类系统的优点，以高速、可靠、开放的网络和功能强大的控制器为基础；软、硬件都采用了国际标准或主流工业级产品，易于升级，使用方便、灵活。NT6000分散控制系统是集自动化控制技术与信息技术为一体，融合了当今最先进的计算机与通讯技术，系统充分体现了“可靠”、“易用”、“先进”。l 系统全面采用冗余技术和可靠的隔离技术，控制器采用工业级、低功耗RISC双核POWERPC处理器、无风扇运行；所有组件的外部采用金属全密封封装，可在线插拔、快速更换组件并自启动，无需人工干预；IO 模件智能化设计，采用多层印刷电路板和SMT技术制造。l 系统软件包括菜单全部汉化，软件快速识别模件类型、无地址跳线或手拨盘。图形化组态方式，采用鼠标拖放自动连接线技术及相邻模块管脚捕捉连接技术，组态结果直接以SAMA图形式输出，不需要重复绘制逻辑图、SAMA图。l 所有的组件全部是标准的，插入式的结构，消除了柜内接线和电源接线，安装不需任何专用工具，系统标准组件、标准机柜和标准工程设计，满足系统随意扩展的需要。l 采用IEC61499 标准作分布式协议基础，在各类工况下任务切换、事件响应的实时性能优越。透明的无主数据库的分布式过程数据管理克服了客户站/服务器网络主从依赖的缺欠。2.1 系统结构图2.2 系统主要性能和指标l 人机界面分辨率：16001280l 画面刷新时间：0.5sl 画面数据更新时间：0.5sl 键盘（鼠标）发出操作指令到返回信号在LCD 上显示的总时间1sl 网络形式：交换型工业快速以太网l 通信标准：TCP/IPl 通信速率：100Mb/sl 网络介质：光纤/UTP/STPl 系统支持网络节点数：255个站l 控制器对模拟量信号的最快扫描时间：50msl 控制器对开关量信号的最快扫描时间：10msl 模拟量控制回路控制周期：100ms（包括I/O 模件与CPU 通讯时间）l 数字量控制回路控制周期：20ms（包括I/O 模件与CPU 通讯时间）l 控制器DPU 处理能力：1024点l 控制器冗余切换时间：5msl 控制器冗余切换数据更新时间：20msl 模入信号精度：0.1%l 模出负载能力（）：750l 开关量输入查询电压：48VDCl 脉冲量输入：输入脉冲最高频率：100KHZ允许最大脉冲幅值：60Vl SOE 分辨率：1msl 软件伺服放大器定位精度：0.2%l MTBF：大于200，000 小时l 可利用率：大于99.9%2.2.1 运行环境l 供电电源：180VAC-264VACl 存储温度范围：-20-+75.l 运行温度范围：-10-+65.l 相对湿度：5-95% 不结露.2.2.2 抗干扰性能l 辐射规范：EN50081-2l 电磁兼容性：CEEMC 认证l 设备安全规范：EN61010（1993）l 抗震动规范：符合IEC 61131-2l 抗冲击规范：符合IEC 61131-2l 隔离方式：光电隔离l 共模抑制比：90db（50Hz/60kHz）l 抗共模电压：250Vl 差模抑制比：60db（50Hz/60Hz）l 抗差模电压：90V2.3 控制网络（eNET）执行快速以太网协议的NT6000网络，采用完全对等的网络结构，克服了客户站/服务器网络主-从依赖的缺欠。l 采用两个完全独立的网络，所有的主控制器、后备控制器和操作站同时连接A网和B网，主、备控制器不依赖于同一个单路网络。提供包括网络、设备、端口的全面冗余l 网络体系结构以ISO OSI模型为参考，物理层和数据链路层采用IEEE802.3及IEEE 802.3u标准，网络层采用IP协议，传输层采用TCP/UDP协议。在应用层之上增加用户层实现对设备的各种控制功能l 采用互联网群组成员协议（IGMP），通过在整个网络中有效地部署和扩展分散的群组，降低向多个接收端发送相同数据所产生的网络负载l 底层采用标准的工业以太网以及TCP/UDP/IP协议，传输速率达到100 Mbps，可以满足工业控制的高带宽和实时性要求l 具有强大的可伸缩性，可运用冗余环形、星形等网络技术连接各个站，通过基于快速交换机的互连，具有快速响应网络和各站通讯错误的能力l 提供基于国际标准的OPC DA和OPC AE服务l eNET网络体系可监视控制网络的状态，并管理系统内的所有设备2.4 分散处理单元采用高性能、低功耗、双核POWERPC处理器，提供可靠、易用、先进的控制功能，支持复杂的连续控制和顺序控制。运算周期可设置为5ms-30s，控制周期达到20ms，是目前运行可靠、速度最快得DCS控制器之一。l 基于RISC高性能POWERPC处理器，低功耗、无风扇运行l 采用金属密全封封装，优异的抗干扰能力，适应现场环境，可安装在现场l 100M高速控制网络，冗余的网络接口物理上相互独立，同时工作。l 完整的连续控制及顺序控制能力l 支持在线组态和在线下载l 支持多任务分配，合理使用CPU 资源l 离线仿真测试与调试l 支持冗余处理器自动无扰切换l 支持处理器及I/O 模件的带电更换l 支持包括硬件看门狗在内的广泛的故障监视和诊断l 支持Modbus RTU，Modbus TCP，Profibus DP，HART 等多种标准现场总线通讯接口，能够将支持现场总线的变送器、执行机构、电气保护装置等设备直接用通讯接入DCS，而无需中间转换环节。l 采用实时性非常强的VXWORKS操作系统，其实时响应性能、运行可靠性等指标大大优于WINCE、嵌入LINUX 等操作系统。2.4.1 控制器硬件规格处理器POWER PC内存64MB Flash和64MB RAM控制内存4M控制页200运行模块数4096网络端口2个100MB以太网端口电源24VDC10W发生点（有点名）最多到20，000，具体容量与处理器和内存有关过程控制任务最多16个具有不同回路执行时间的任务。过程控制任务执行时间5毫秒到30秒2.4.2 控制器I/O能力I/O支持6组，每组2个独立分支，每分支8个模块，每对控制器最多96个模块最大硬接线I/O量1024点智能设备能力ModbusProfibusDeviceNetHART2.5 输入、输出模件l 采用表面贴装先进技术，全密封的模块化结构，严格的隔离技术，具有较强电磁兼容性和抗干扰能力l DIN制标准导轨安装方式，可快速、方便的安装，不需任何专用工具l “智能化”设计，减轻控制系统的处理负荷l 模拟量模件的点数不超过8点，数字量不超过16点，确保I/O有足够的分散度l 利用电子ID，识别模块类型、系列号和版本号l 高密度组合元件减少系统占的空间l 安装基架内提供热插入电源，所有模件均可带电插拔l 每个模件都有标准化的状态指示灯和诊断信息，故障诊断可到通道级l 本地和远程采用相同的I/O类型，减少模件种类和库存成本l 按照FCS标准设计、制造，可直接安装在现场，节省大量信号电缆l 本项目中使用到的I/O模件：型号名称功能说明KM2218通道模拟量输入模件输入电流：0-20mA；输入电压：0-10VDCKM2228通道热电阻输入模件各种分度的热电阻RTDKM2238通道热电偶、毫伏输入模件各种分度的热电偶T/C；毫伏：0-100mVKM22416通道开关量输入模件干接点输入；查询电压：48VDCKM22416通道开关量输入SOE模件干接点输入；查询电压：48VDCKM2258通道开关量输出模件继电器输出KM226S4通道模拟量输出模件输出电流：0-20mA，输出电压：0-10VDCKM2294通道脉冲量输入模件可选择OC 门输入、 磁力式传感器、TTL 电平、 无源触点2.6 人机接口l 为用户选择标准的、智能、易用的人机接口平台l 人性化的人-机工程学设计l 带Windows 2000/XP 操作系统的高性能工作站l 支持多种语言、符合设置和文化习惯l 所有站均为全功能站，工程师站可同时监视操作员画面和控制策略，可兼作操作员站使用l 满足全面的多任务、多窗口性能，支持单个或两个监视器l 可以在线或离线的方式完成对控制策略、数据库和图形的组态l 界面完全汉化，包括报警l 调用任一画面的击键次数不多于三次l 99级口令，保证系统安全l 符合标准的图形化界面，用户可以更关注具体的应用l 综合化诊断，可以更早或者更快进行事前预测l 丰富设备级操作功能；可分清电气故障跳闸、联锁保护跳闸和操作跳闸l 提供在线帮助功能2.7 GhaphX人机接口软件NT6000控制系统GhaphX人机接口软件是由实时显示管理程序与一系列相关的子系统和工具组成，运行在WINDOWS 2000/XP平台上，用于画面显示、操作及流程图、趋势图、操作面板、报警、报表、历史记录等功能组态的软件工具。组态方式简捷、直观，易于长期维护。l 支持所见即所得方式的全图形化组态l 提供了包括标准ISA-S88图符和大量动态图符的图库l 提供在线帮助、自建文档、标准C语言编程等手段2.8 ControlX组态软件NT6000控制系统ControlX组态软件用于控制策略组态的软件工具，采用图形化、模块化组态方式，简单、易用、灵活，提供标准的多种功能及算法模块供用户选用，实现数据采集、连续控制、顺序控制的控制功能。l 图形化组态方式，组态结果直接以SAMA图形式输出，不需重复绘制逻辑图、SAMA图l 采用鼠标拖放自动连接线技术及相邻模块管脚捕捉连接技术，节省组态时间。l 组态方式简单、易学符合IEC 61131-3 标准，支持功能图（FBD ）、顺序功能块（SFC）、结构化文本（ST）、梯形图（LD）、指令表（IL）l 支持离线组态和在线组态两种组态方式：在离线方式下，产生和修改控制算法、顺序控制策略，完成后再下载至控制器内运行。在线状态下，可增、减组态模块、连线、设置参数，控制策略修改后下载，不需中断控制器运行，下载过程不会影响该控制器内其他正常运行的控制策略，方便了系统的调试和投运。l 提供丰富的控制算法模块和专用的设备级驱动块，应用中直接调用，无需二次开发，另外提供易扩展的接口，用户可使用简单的编程语言，自定义各类控制算法，非常容易实现对复杂逻辑的控制l 提供虚拟仿真技术，并作为仿真终端使用2.9 NT6000系统现场总线解决方案NT6000系统现场总线拥有在智能现场仪器、仪表之间连续的利用数字通信交换过程和诊断信息的能力，使得过程自动化工业逐步进入数字化时代。分散处理单元使用PROFIBUS DP/DPV1、HART、MODBUS等协议实现与支持以上协议的第三方设备通讯，实现一体化控制。2.10 控制机柜NT6000控制系统机柜中所有的组件和连接件均采用标准的，模块式的结构，消除了柜内接线和电源接线工作，机柜设计和组装仅是各组件间的组装和连接，大大缩短了机柜组装和设备交货时间。控制机柜（主机柜和扩展柜），前后开门，安装有DIN导轨的隔板，主要安装控制器（主机柜）、两个IO转接板，四个I/O分支、每个分支8块I/O模件，冗余电源及电源分配模块和网络接口设备。远程机柜，单开门，安装有DIN导轨的隔板，主要安装控制器、一个IO转接板，两个I/O分支、每个分支8块I/O模件，冗余电源及电源分配模块和网络接口设备。I/O模件安装在I/O基架中，I/O基架为拼装对接式，每个基架可安装2个模件，每个分支最多可安装4个IO基架，8块I/O模件。控制机柜、现场总线机柜外形尺寸序号名称尺寸1电源柜高宽深22008007002控制柜高宽深22008007003远程柜高宽深18009005004远程柜高宽深13009005002.11 管控一体化解决方案NT6000系统基于开放工业标准设计，可方便的将各类现场数据提供给上层的管理网络，甚至可将相关信息通过GPRS 发布到手机中，方便运行维护。专用的数据接口既保证了数据上传的高效、可靠，同时也保证NT6000 系统的安全运行。3 DCS技术方案本方案对供热工程中的循环流化床锅炉采用分散控制系统（DCS），实现全厂主辅机设备的集中控制，分散控制系统（DCS）的功能包括数据采集（DAS）、模拟量控制（MCS）、辅机顺序控制（SCS）、炉膛安全监察保护系统（FSSS）等，具备系统级SOE功能。在控制室内，运行人员能以LCD和键盘为监控中心，辅以少量必备的监视仪表和操作手段完成设备的启动、停止及正常运行时的监视调整和事故工况下的紧急处理。采用协调控制策略，将锅炉系统整合为一个被控整体实施自动控制，保证锅炉在运行过程中的各种扰动工况下，运行参数维持最佳值。锅炉的运行以LCD为监视和控制中心，实现集中控制。在控制室内可完成锅炉正常运行工况的监视和调整、异常工况的报警和紧急事故处理，在少量就地运行人员的配合下，可实现锅炉的分阶段半自动启/停。3.1 控制室布置采用集中控制的方式，在集中控制室实现对锅炉系统的集中监控，运行人员操作环境较好，操作监视面较为集中，控制室盘台布置美观、整齐、空间（长宽高）比例协调，房间布局合理，去炉、机侧通道通畅方便。操作员布置在集中控制室内的大型操作台（可根据控制室实际情况定制）上，用于布置操作员站。操作台上布置操作员站LCD、键盘等人机接口设备及需经常操作的极少量的控制开关按钮。如：锅炉安全门控制按钮、紧急停炉按钮、紧急放水门、启停高压油泵等。操作台内部用于布置操作员站主机系统。3.2 DCS系统的配置NT6000 DCS系统，完全遵循了集散控制系统的要求，既保证了系统的安全性同时也充分考虑了系统分散性要求。3.2.1 DPU的配置控制器按工艺区分配，控制站与工艺系统一一对应，这种方案除各个工艺系统分区之间的联锁控制信号外，各控制站间无数据通讯要求。I/O信号电缆按工艺系统排列，无交叉，简洁清晰，各控制站的负荷比较均衡、合理，安装、调试、维护管理方便。根据以上DPU分配原则和我公司已成功实施的工程经验，DCS系统配置11对冗余的KM940控制器，具体分配如下：单元名称控制数量循环流化床锅炉40t/h1对280t/h1对2公用系统1对总计5对3.2.2 I/O测点的配置按照实际要求的测点数量及20%备用点裕量进行配置。I/O测点的基本配置原则如下：（1）控制系统的测量信号可以来自于本机控制器，或通过高速数据公路来自其它的控制器为了保证某一控制系统的可靠性，在测点分配上，尽可能使某一控制系统的信号来自本机控制器，这样，该控制系统的正常运行仅取决于本机控制器的正常运行，而与其余控制器的正常与否无关，保证了系统的最高可靠性。（2）某些控制系统的信号是公用的，在测点分配时，尽可能使子系统的信号直接来自于本机控制器；主控系统的部分信号通过高速数据公路来自于其它控制器，这样优先保证了子系统的可靠性，事实上，子系统的正常运行也是主控系统正常运行的必要条件。（3）数据采集系统（DAS）中甲乙侧的测点信号和比较独立的甲、乙控制系统，尽可能分配在不同的分散控制单元，至少应分配在不同的I/O卡件上。根据以往工程项目的经验，本项目的I/O测点预估和配置如下：单元名称AIAODIDO总计4-20mARTDTC4-20mA1#锅炉28168880401802#锅炉28168880401803#锅炉481688120402404#锅炉48168812040240公用328040156合计1846432324802009963.2.3 人机界面的配置本期工程DCS系统人机界面共配置4套操作员站、其中1台兼做工程师站。所有操作员站都是全功能操作员站，通过软件闭锁的方式分成各个相关的功能区。操作员站具有显示管理功能，可以显示系统总貌，分组显示、回路显示、报警显示、系统状态显示、用户定义的生产流程动态显示、相关参数显示等。同时可进行操作信息、系统状态信息、生产记录信息和统计报表等的打印。操作员站的配置如下：A. DELL optiplex360工控机：Intel E5200 双核2.5 GHz主频，1G内存，160G硬盘，DVD-ROM，冗余网卡，101标准键盘，鼠标。B. 显示器：22寸LCD，12801024象素，点距0.26，具有防眩、抗静电、低辐射的功能。C. 系统软件：WINDOWS XP操作系统D. 人机接口软件：KVIEW/RT运行软件3.2.4 后备硬手操的配置因NT6000系统软硬件可靠性较高，本方案建议仅在操作台上设置少量停炉按钮。取消原电子设备间仪表盘上的操作按钮。3.2.5 控制机柜和操作台的配置考虑到施工和维护管理的方便，在集控室电子设备间按被控对象布置7只控制机柜和1只电源柜。控制机柜的配置具体如下：单元名称机柜数量锅炉40t/h1只280t/h2只2公用系统1只合计7只每只机柜中不布置两个以上的系统单元，以便于某个系统单元停运后，能对控制机柜进行停电检修。所有机柜的外壳防护等级为IP52，机柜尺寸为高2200宽800深600，前后单开门。在集控室配置一套大班台式操作台，能够安放4台操作员站。操作台除能安放本次DCS系统的操作员站外，还应能安放其它控制系统操作员站，操作台采用优质木质结构，设计美观大方。配置打印机台1套安放打印机。3.2.7 网络的配置NT6000 DCS系统的控制网络为冗余eNET网，交换机均采用工业级管理型以太网交换机。用于连接分散处理单元DPU、工程师站、操作员站等，完成各站的通讯和数据交换，传输速率100Mbps。网络结构采用客户站方式，即任一操作员站和工程师站都有数据处理和存储能力，任一台操作员站和工程师站故障均不影响其他操作站的正常工作。3.2.8 与外系统的接口DCS设计有与DEH控制系统的接口，DEH采用以NT6000为平台的DEH-NK，所有数据均采用通讯方式交换，实现数据共享，减少了硬接线交换信息部分，减少投资。由于硬件完全相同，DCS系统与DEH系统间可直接采用数据高速公路通讯，而不需要经过中间协议的转换，提高数据共享的及时性和可靠性。另外，DCS还设计有与其它控制系统和设备（如PLC、智能仪表等）的接口，接口可以采用Modbus、Profibus等通讯，实现在集中控制室的集中监视。3.2.9 电源和接地的配置DCS系统配置1只电源柜，由买方分别提供2路220VAC 15%，50Hz1Hz单相电源给DCS电源柜供电，其两路电源一路来自厂用电，一路来自UPS。在电源分配柜内组成两套互相隔离的供电电源，向系统内各设备供电。电源柜向集中控制室内的控制机柜、工程师站、操作员站供电。NT6000是一套低功耗的DCS系统，电源柜的电源负载大致如下表：供电对象控制机柜操作员站合计供电负荷（kW）70.3 kW40.4 kW小计2.1 Kw1.6 kW3.7 kW电源柜内电源分配图4 网络系统图5 DCS供货设备清单5.1设备清单序号名 称型 号数量单位产地一操作站硬件1操作员站其中1台兼做工程师站4套（1）主机optiplex 360Intel E5200 双核2.5G/1G/160G/DVD-ROM4台DELL（2）22寸LCD4台DELL（3）操作台操作单元（8001200750mm）4节SCIYON2打印机（1）A3彩色打印机Officejet Pro K71081台HP（2）打印机台1200700700mm1台SCIYON二网络设备1以太网交换机KN821-162台SCIYON2网络附件含网络安装所需材料1套进口三控制系统单元I1#锅炉系统1控制机柜BM120-2200800600mm-M-RAL70351只SCIYON2KM940冗余控制器KM940/KM940/BM1211对SCIYON38通道模拟量输入模件KM221S4只SCIYON48通道热电阻输入模件KM222S2只SCIYON58通道热电偶输入模件KM223S1只SCIYON64通道电流输出模件KM226S2只SCIYON716通道数字量输入模件KM224S5只SCIYON88通道数字量输出模件KM225S/RLY5只SCIYONII2#锅炉系统1控制机柜BM120-2200800600mm-M-RAL70351只SCIYON2KM940冗余控制器KM940/KM940/BM1211对SCIYON38通道模拟量输入模件KM221S4只SCIYON48通道热电阻输入模件KM222S2只SCIYON58通道热电偶输入模件KM223S1只SCIYON64通道电流输出模件KM226S2只SCIYON716通道数字量输入模件KM224S5只SCIYON88通道数字量输出模件KM225S/RLY5只SCIYONIII3#锅炉系统1控制机柜BM120-2200800600mm-M-RAL70352只SCIYON2KM940冗余控制器KM940/KM940/BM1211对SCIYON38通道模拟量输入模件KM221S6只SCIYON48通道热电阻输入模件KM222S2只SCIYON58通道热电偶输入模件KM223S1只SCIYON64通道电流输出模件KM226S2只SCIYON716通道数字量输入模件KM224S5只SCIYON88通道数字量输出模件KM225S/RLY5只SCIYONIV4#锅炉系统1控制机柜BM120-2200800600mm-M-RAL70352只SCIYON2KM940冗余控制器KM940/KM940/BM1211对SCIYON38通道模拟量输入模件KM221S6只SCIYON48通道热电阻输入模件KM222S2只SCIYON58通道热电偶输入模件KM223S1只SCIYON64通道电流输出模件KM226S2只SCIYON716通道数字量输入模件KM224S5只SCIYON88通道数字量输出模件KM225S/RLY5只SCIYONV公用系统1控制机柜BM120-2200800600mm-M-RAL70351只SCIYON2KM940冗余控制器KM940/KM940/BM1212对SCIYON38通道模拟量输入模件KM221S4只SCIYON48通道热电阻输入模件KM222S只SCIYON58通道热电偶输入模件KM223S只SCIYON64通道电流输出模件KM226S只SCIYON716通道数字量输入模件KM224S5只SCIYON88通道数字量输出模件KM225S/RLY5只SCIYON四火电厂自动化软件1火电厂自动化控制软件_操作KVIEW/RT V3.03套SCIYON2火电厂自动化控制软件_组态KVIEW/DS V3.01套SCIYON五电源及电缆1电源柜BM120-2200800600mm-M-RAL70351只SCIYON六隔离器1直流电力继电器250VDC/10A48只OMRON5.2备品备件清单序号名 称型 号数量单位产地18通道模拟量输入模件KM221S2只SCIYON28通道热电阻输入模件KM222S1只SCIYON38通道热电偶输入模件KM223S1只SCIYON44通道电流输出模件KM226S1只SCIYON516通道数字量输入模件KM224S2只SCIYON68通道数字量输出模件KM225S/RLY2只SCIYON第三部分 循环流化床锅炉的控制1前言循环流化床（CFB）燃烧技术是最近几十年发展起来的一种新型燃烧技术，我国在该领域的研究和生产始于上世纪八十年代，不同锅炉厂家生产的CFB锅炉在结构、性能特点及调节手段等方面均存在一定差异，锅炉本体的制造技术和热工控制策略的制定尚在不断摸索过程中。CFB锅炉在燃用不同煤种、不同负荷下其炉内燃烧及换热过程的组织会有所区别，相应的一、二次风量分配也会不同。在燃用低挥发份的无烟煤时一次风率较低，而在燃用高挥发份的烟煤时一次风率较高。同样，同一煤种在不同负荷下其一、二次风的比例也会不同。DCS厂商只有从锅炉制造厂商处得到上述设计参数后，才能在构造控制方案时从大局上把握方向。然后在项目实施过程中对上述控制方案作进一步调整，最终得到与现场运行情况相符的控制策略和控制参数。循环流化床锅炉在结构及燃烧方式上均与普通煤粉炉不同，因此其控制要求及控制方案与普通煤粉炉也有一定差异。循环流化床锅炉采用布风板上床层流化燃烧方式，其燃烧控制方案与煤粉炉完全不一样。流化床锅炉要在炉内进行石灰石脱硫，故循环流化床锅炉必须增加石灰石给料控制系统。另外，循环流化床锅炉烟气中的未燃粒子经过旋风分离器后要由返料装置送回炉床继续燃烧，所以循环流化床锅炉必须具有返料控制系统。循环流化床锅炉正常燃烧时需要控制一定的床层厚度，床层厚度由排渣系统进行控制，因此循环流化床锅炉必须具有排渣控制（床层厚度控制）系统，循环流化床锅炉要用一次风保证物料流化，而且要保证炉底密相区具有还原气氛；用二次风控制炉膛的氧量保证燃料充分燃烧，一次风控制和二次风控制同煤粉炉有所不同。除此之外，循环流化床锅炉的其它控制系统与常规煤粉炉的控制要求及控制方案基本相同，包括机炉协调控制系统、给水调节系统、主汽温控制系统及引风控制系统等。循环流化床锅炉燃烧系统是一个大滞后、强耦合的非线性系统，各个变量之间相互影响。有的被调参数同时受到几个调节参数的共同影响，如床层温度要受到给煤量、石灰石供给量、一次风量、返料量及排渣量等多个参数控制。同时，有的调节参数又影响多个被调参数，如给煤量不仅影响主汽压力，还影响床温、炉膛温度、过量空气系数及SO2含量等参数。因此，在构造CFB锅炉控制方案时只有抓住主要矛盾，同时兼顾各个次要矛盾，才能构造出满足系统要求的控制策略。我公司在对CFB锅炉热工控制系统实施过程中，与锅炉制造厂商及设计院充分协商和合作，经过大胆的技术创新，从循环流化床能量传递的角度，重新认识了循环流化床锅炉的调节对象特性，开发了针对循环流化床锅炉的燃烧控制模块，最终已经解决了循环流化床协调投运问题。2 工艺系统说明循环流化床锅炉结构形式为单汽包、自然循环、循环流化床锅炉、单炉膛、高温绝热旋风分离器、固态排渣、滚筒冷渣器、全钢结构炉架。由于循环流化床锅炉所具备的特殊运行机理，它与常规的煤粉锅炉相比较，在汽水侧的控制方式上是基本相同的，但在燃烧侧的控制上却存在着根本的区别，其最大的不同点，就是循环流化床锅炉所特有的对物料循环的监测、调节及联锁保护。可以认为循环流化床锅炉的炉膛更类于一个低温的化学反应器，它内部的火焰特征要比常规煤粉炉差得多，因此，它更加注意的是对炉膛内的床温、床压、分离器入/出口温度以及风煤比的监测、调节和联锁保护，注意的是对影响物料流化、循环、燃烧及脱硫反应的各股风量的监控，以此来确保建立一个平稳、足够的热物料循环，从而完成锅炉燃烧侧的燃料燃烧、物料平衡以及热量传递过程。所以循环流化床锅炉CFB与煤粉炉相比的主要差异在于：（1）、锅炉燃料安全保护系统（FSS）（2）、锅炉启动和自动点火系统（BCS）（3）、风烟和燃烧系统的自动调节本方案是根据循环流化锅炉的设计特点，提出的一个基本方案，工程实施时还必须结合具体工程，并参阅锅炉设计说明书、锅炉运行说明书以及其它相关的图纸资料，进行详细设计。3 锅炉炉膛安全监控系统（FSSS）的控制方案锅炉炉膛安全监控系统是锅炉必不可少的保护控制系统，它的主要作用是实现锅炉燃烧系统的有序管理。当各允许条件满足时，程序控制燃烧器启动和停止以及保持燃烧器稳定运行。当允许条件不满足时，执行预先设计的保护逻辑，对锅炉实施必要的保护性措施，以确保人员、设备的安全，这些保护措施包括迅速降负荷、停炉及停炉后炉膛内的吹扫等。3.1 锅炉点火系统3.1.1 概述由于循环流化床锅炉的炉膛密相区和旋风分离器等多个部位设有较厚的耐磨火材料，因此，在设备启动过程中必须严格限制锅炉的加热升温速度，以防止这些非金属材料因受热不均而爆裂、脱落。这就要求循环流化床锅炉的暖炉燃烧器设计，既要位置、数量合理，又要有较宽的调节比，而且需要可控性好，操作灵活。点火系统主要用于锅炉暖炉启动，它是将送入布风板下的冷一次风加热到880左右，再由一次风去加热、流化床料。3.1.2 点火燃烧器通常情