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    浙江省寧波經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)熱電有限責(zé)任公司現(xiàn)有兩臺無錫鍋爐廠的UG-75/3.82-M38型75t/h循環(huán)流化床鍋爐，采用母管制運行方式。配套的汽輪機(jī)為青島捷能汽輪機(jī)廠的B6-3.43/0、981型6MW背壓機(jī)一臺。第一臺循環(huán)流化床鍋爐于2002年7月投產(chǎn)運行，第二臺于2002年9月投產(chǎn)運行。鍋爐正常運行負(fù)荷可以達(dá)到80t/h以上，最高負(fù)荷可以達(dá)到90t/h。目前運行狀況良好，系統(tǒng)穩(wěn)定。

    該廠選用的DCS系統(tǒng)為北京和利時系統(tǒng)工程有限公司的最新一代采用現(xiàn)場總線結(jié)構(gòu)的MACS系統(tǒng)。系統(tǒng)規(guī)模為1800點I/O，配置控制機(jī)柜7個，操作員站7個（2臺鍋爐共4個、汽機(jī)共2個、化學(xué)水處理1個），值長站1個，工程師站1個，多功能站1個。

1   MACS系統(tǒng)的特點和應(yīng)用

        MACS系統(tǒng)是北京和利時公司在90年代末期開發(fā)的新一代DCS系統(tǒng)。其特點是采用了Profibus-DP現(xiàn)場總線結(jié)構(gòu)，因此可以采用遠(yuǎn)程I/O模塊，從而節(jié)省了大量電纜，并且縮短了施工工期。特別是在化學(xué)水處理車間和電氣主控制室，采用了現(xiàn)場總線技術(shù)，效果十分理想。

1.1   在化學(xué)水處理車間的應(yīng)用

        該廠化學(xué)水處理車間和主廠房相距300多米遠(yuǎn)，由遠(yuǎn)程I/O模塊來實現(xiàn)信號的采集和傳遞，并且接受主控單元來的順控指令實現(xiàn)順序控制功能。遠(yuǎn)程I/O模塊和機(jī)爐集控室之間采用光纜連接。

        由于有了現(xiàn)場總線和遠(yuǎn)程I/O模塊，在300多米遠(yuǎn)的機(jī)爐集控室內(nèi)的CRT上和值長站的CRT上都可以隨時一目了然地掌握和監(jiān)視化水車間的運行情況。

        與此同時，還在化學(xué)水處理車間設(shè)置了一臺就地的CRT操作員站，負(fù)責(zé)監(jiān)視和控制化學(xué)水處理車間和附近的循環(huán)水泵房、生活水泵房和燃油泵房的運行狀況，從而大大減少了在化水車間的運行人員。

1.2   在遠(yuǎn)程加藥站的應(yīng)用

        該廠加藥站距離DCS控制室150米左右，距離化水車間500米左右，也采用了Profibus-DP現(xiàn)場總線結(jié)構(gòu)，并且配置了遠(yuǎn)程I/O模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和控制。由于加藥站本身采用了單片機(jī)方式的分離儀表，儀表具有信號輸出端口，現(xiàn)場的數(shù)據(jù)只要采用簡單的AI和AO遠(yuǎn)程模塊，就可以實現(xiàn)DCS系統(tǒng)的控制。目前，該廠規(guī)定是由化水車間內(nèi)的CRT操作員站進(jìn)行操作，實際上，通過授權(quán)，有關(guān)的操作人員申報密碼后，在全廠任何一臺CRT操作員站上都可以實現(xiàn)監(jiān)視和控制。因此，加藥站全面實現(xiàn)了無人值班，體現(xiàn)了較高的自動化水平。

1.3  在電氣主控制室的應(yīng)用

        該廠電氣主控制室和機(jī)爐集控室相距50多米，在電氣主控制室也采用了現(xiàn)場總線結(jié)構(gòu)。重要的電氣參數(shù)（如發(fā)電機(jī)的電壓、電流、有功功率、無功功率、電度量等）和斷路器、空氣開關(guān)等狀態(tài)信號都可以方便地采集到MACS系統(tǒng)中來。在MACS系統(tǒng)的任何一個操作員站的CRT上，有關(guān)運行人員通過授權(quán)并申報口令后，都能監(jiān)視和了解電氣部分的運行狀況。

        與此同時，在電氣主控制室內(nèi)設(shè)置了一個值長站。在這個值長站的CRT上，不僅能夠監(jiān)視和掌握全廠電氣設(shè)備的運行狀況，同時也能全面看到機(jī)爐運行情況。

        綜上所述，由于該廠采用了先進(jìn)的、具有Profibus-DP現(xiàn)場總線結(jié)構(gòu)的DCS系統(tǒng)，因此可以方便地把距離機(jī)爐集控室50米遠(yuǎn)的電氣控制室和距離300米遠(yuǎn)的化水車間納入DCS的控制范疇。實現(xiàn)了化學(xué)水處理控制系統(tǒng)、電氣監(jiān)控系統(tǒng)和全廠DCS系統(tǒng)的“無縫連接”，滿足了“全廠一體化”的要求。

2   MACS系統(tǒng)實現(xiàn)的功能

        該廠目前的MACS系統(tǒng)實現(xiàn)的功能為：數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（DAS）、模擬量控制系統(tǒng)（MCS）、順序控制系統(tǒng)（SCS）、爐膛安全監(jiān)視系統(tǒng)（FSSS）、汽機(jī)跳閘保護(hù)（ETS）及化學(xué)水處理車間的遠(yuǎn)程監(jiān)控和重要電氣設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控。

(1)  全廠的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（DAS）

        DAS可以滿足操作員站在正常或異常情況下對全線設(shè)備進(jìn)行全面的監(jiān)控，可以顯示各種流程圖畫面，如燃燒系統(tǒng)圖、汽水系統(tǒng)圖、煙氣系統(tǒng)圖、點火系統(tǒng)圖、FSSS系統(tǒng)圖、汽輪機(jī)總貌圖和除氧給水系統(tǒng)圖等。全面顯示過程信息，可對任意控制回路進(jìn)行操作。還可以實現(xiàn)控制分組畫面的顯示。按類似常規(guī)調(diào)節(jié)表和指示表的形式顯示回路和測量指示點的信息，如變量值、設(shè)定值、輸出值、控制方式（MAN/AUTO/CASC）和高低報警（無報警時不出現(xiàn)）等。從分組畫面可以直接對模擬回路和數(shù)字回路進(jìn)行操作。還有各種趨勢曲線畫面顯示，報警匯總畫面和報警功能顯示，報表功能和歷史數(shù)據(jù)記錄和再現(xiàn)功能等。此外，MACS系統(tǒng)還可以實現(xiàn)SOE功能，分辨率高達(dá)1毫秒。

(2)  75t/h循環(huán)流化床鍋爐的模擬量控制系統(tǒng)（MCS）

        該廠75t/h循環(huán)流化床鍋爐的模擬量控制系統(tǒng)（MCS）設(shè)有下列自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)：母管壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)、主蒸汽壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)、一次風(fēng)量調(diào)節(jié)系統(tǒng)、二次風(fēng)量調(diào)節(jié)系統(tǒng)、爐膛壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)、床壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)、給水調(diào)節(jié)系統(tǒng)、主蒸汽溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)等。

        特別指出，由于無錫鍋爐廠的返料方式為高溫返料，因此鍋爐床溫控制主要是通過一、二次風(fēng)配比調(diào)節(jié)和給煤量的小范圍調(diào)節(jié)來實現(xiàn)，因此沒有單獨的床溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)，而是在構(gòu)造一次風(fēng)量調(diào)節(jié)系統(tǒng)和給煤量調(diào)節(jié)系統(tǒng)時，加上了床溫修正回路。如果床溫偏高，增加一次風(fēng)量；如果床溫偏低，則減小一次風(fēng)量。必要時，進(jìn)一步修正給煤量，從而來實現(xiàn)床溫的調(diào)節(jié)控制。

(3)  順序控制系統(tǒng)（SCS）

        循環(huán)流化床機(jī)組配有大量輔機(jī)及設(shè)備，如引風(fēng)機(jī)、一次風(fēng)機(jī)、二次風(fēng)機(jī)、給煤機(jī)、石灰石給料機(jī)、排渣機(jī)、給水泵、疏水泵、煙氣再循環(huán)風(fēng)機(jī)及吹灰器等。輔機(jī)及設(shè)備的程序啟停和機(jī)組的聯(lián)鎖保護(hù)由順序控制系統(tǒng)（SCS）來實現(xiàn)。

        該廠的SCS系統(tǒng)設(shè)有：鍋爐引風(fēng)機(jī)子功能組、鍋爐二次風(fēng)機(jī)子功能組、鍋爐一次風(fēng)機(jī)子功能組、鍋爐給煤機(jī)子功能、鍋爐排渣子功能組、鍋爐電動給水泵子功能組、鍋爐定期排污子功能組、除氧器子功能組、汽機(jī)疏水系統(tǒng)子功能組、汽機(jī)油系統(tǒng)子功能組、發(fā)電機(jī)冷卻系統(tǒng)子功能組等。

此外，SCS系統(tǒng)中還設(shè)置有鍋爐大聯(lián)鎖順序：引風(fēng)機(jī)跳→一次風(fēng)機(jī)跳→二次風(fēng)機(jī)跳→螺旋給煤機(jī)跳→稱重給煤機(jī)跳。

        設(shè)置鍋爐基本停爐順序：稱重給煤機(jī)停→螺旋給煤機(jī)停→二次風(fēng)機(jī)停→一次風(fēng)機(jī)停→引風(fēng)機(jī)停。

(4)  75t/h循環(huán)流化床鍋爐的保護(hù)（FSSS）

        鍋爐系統(tǒng)的保護(hù)采用簡單的爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)爐的保護(hù)（FSSS）。它在鍋爐正常運行和啟停等各種運行方式下，密切監(jiān)視系統(tǒng)的大量參數(shù)和狀態(tài)，防止鍋爐發(fā)生危險，引發(fā)爐膛爆炸或者是汽包水位異常。

        在機(jī)組啟動階段，簡單的FSSS對進(jìn)入鍋爐的燃料和空氣進(jìn)行管理和控制，使鍋爐按預(yù)定的啟動方式點火啟動。點火風(fēng)室及爐膛的吹掃主要發(fā)生在點火時產(chǎn)生熄火后的情況。此時，點火油槍系統(tǒng)將處于強(qiáng)制閉鎖狀態(tài)。啟動吹掃前須滿足爐膛吹掃的許可條件如下：

?  DCS閉鎖所有的燃料進(jìn)入爐膛；

?  DCS確保有30%的風(fēng)量；

?  DCS檢測爐膛負(fù)壓在正常限值之內(nèi)；

?  DCS檢測床溫在設(shè)定床溫以下（一般在650℃以下）。

發(fā)生下列情況時，主燃料切斷（MFT）保護(hù)動作：

?  引風(fēng)機(jī)跳；

?  所有風(fēng)機(jī)跳；

?  床溫的上限為1050℃，下限值為600℃；

?  主汽溫度持續(xù)超溫達(dá)到第二極限值；

?  汽包水位達(dá)到第二極限值3秒鐘后；

?  系統(tǒng)壓力升高到第二極限值，聯(lián)鎖向空排汽閥開啟仍無法使系統(tǒng)得到有效地泄壓。

(5)  汽機(jī)跳閘保護(hù)系統(tǒng)（ETS）

    該廠的MACS系統(tǒng)可以實現(xiàn)汽機(jī)緊急跳閘保護(hù)系統(tǒng)（ETS）的要求，完成汽輪機(jī)的各種跳閘保護(hù)功能，并使系統(tǒng)能在機(jī)組的各種運行工況下可靠、安全、正確、連續(xù)運行。汽機(jī)保護(hù)停機(jī)主要項目包括：潤滑油壓過低、軸承回油溫度過高、轉(zhuǎn)子超速過高、軸向位移過大、凝汽器真空低、鍋爐MFT動作、發(fā)電機(jī)保護(hù)動作、手動緊急停機(jī)等監(jiān)視及保護(hù)功能。

3   運行效果

    該廠的MACS系統(tǒng)自投運以來，一直比較穩(wěn)定可靠，人機(jī)界面美觀實用，操作直觀方便。對機(jī)組運行過程中出現(xiàn)的故障，MACS系統(tǒng)能夠及時地進(jìn)行報警處理并且及時地投入保護(hù)。

    根據(jù)該廠運行的實踐發(fā)現(xiàn)，采用一次風(fēng)作為返料風(fēng)效果不太理想。往往由于作為返料風(fēng)的一次風(fēng)壓頭不夠，而導(dǎo)致高溫的循環(huán)灰在返料閥內(nèi)滯留的時間過長，從而使得返料閥被燒得通紅，嚴(yán)重威脅鍋爐的安全運行。而且為了保證壓頭，不得不保持一次風(fēng)機(jī)的高轉(zhuǎn)速運行方式，能量的損失過大，因此，該廠新增加了一臺13500Pa的離心式風(fēng)機(jī)作為返料的增壓風(fēng)機(jī)。用MACS系統(tǒng)來控制增壓風(fēng)機(jī)入口擋板開度的方式來調(diào)節(jié)返料風(fēng)的壓頭和風(fēng)量，從而確保了循環(huán)灰在返料閥里暢通無阻，取得了良好的運行效果。同時可以采用其他方式降低風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，僅需維持最低的燃燒保證即可，從而提高風(fēng)機(jī)的利用效率。