发电厂应用DCS的研究与实践
五、国产DCS集中分散控制系统在电厂锅炉的应用
兖州矿业(集团)公司南屯煤矿煤矸石热电厂1#锅炉改造工程的热控系统采用了浙江大学的JX300X型集中分散控制系统,运行情况达到了系统设计的要求,实现了发电厂40t/h循环流化床锅炉的监视、控制和联锁保护,为国产DCS集中分散控制系统应用于发电厂小型循环流化床锅炉积累了经验。
DCS集中分散控制系统以强大的功能优势取代常规仪表,不仅提高了发电机组的控制性能,而且合理、有效地利用了资源,使过程自动化水平和管理水平都达到了比较高的层次。从1985年开始,我国的火力发电厂开始尝试使用DCS集中分散控制系统。经过多年的使用,满足了发电机组的要求,从根本上解决了发电厂的控制问题,从而得到大面积推广。但是,由于历史原因,早期的DCS均为进口产品。国产DCS从90年代才在发电厂开始使用,虽然质量提高很快,但与进口产品相比总体上还有一定差距。JX300X型集中分散控制系统是1套全数字化、现场总线式的DCS系统。这个系统实现的基本功能包括数据采集(DAS)、模拟量控制(MCS)、锅炉联锁保护(PIS)功率电感、锅炉主燃料切断保护控制(MFT)等。
⑴数据采集功能(DAS)。
可以完成整个锅炉及其附属系统的实时监视和管理。主要包括操作显示、成组显示、棒状图显示、趋势显示、报警显示流程图显示等显示,定期记录、请求记录、事故追忆记录、事故顺序(SOE)记录、跳闸记录等制表记录和历史数据存储和检索、性能计算等多项功能。
⑵模拟量控制功能(MCS)。
循环流化床锅炉的过程控制比一般锅炉复杂,其过程变量不仅包括锅炉出水温度、炉膛负压、烟气含氧量,还增加了床温及床压,属于多参数多变量输入系统,并且各个变量相互影响、相互作用,控制难度很大。他们应用现代控制理论中的自适应控制、预测控制、最优控制、模糊控制以及智能控制等理论,使系统具有更强的调节性能。对热水锅炉而言,控制的关键在于燃烧控制,他们根据此锅炉燃烧过程的特点,将锅炉燃烧过程的模拟量控制功能主要包括汽包水位控制、主汽压力控制、主蒸汽温度调节回路、床温调节、床压调节(排渣控制)、炉膛压力控制(引风量自动调节)等。