【文章內(nèi)容簡介】 在微負壓的穩(wěn)定狀態(tài)，以保證其安全有效運行。 7 （ 4） 汽包液位控制 鍋爐給水自動調(diào)節(jié)的任務(wù)是使給 水量跟蹤鍋爐的蒸發(fā)量 ,并使汽包液位保持在工藝允許的范圍內(nèi)。液位控制是有以下三種： ① 單沖量控制，即以水位為唯一調(diào)節(jié)信號的單參數(shù)、單回路控制系統(tǒng)； ② 雙沖量控制，即以蒸汽流量作為補充信號的雙參數(shù)控制系統(tǒng)； ③ 三沖量控制，即以給水流量、主蒸汽流量作為補充信號的三參數(shù)控制系統(tǒng)。其中三沖量調(diào)節(jié)系統(tǒng)還可分為三沖量單級調(diào)節(jié)和三沖量串級調(diào)節(jié)。 8 第二章 DCS 在鍋爐系統(tǒng)中的應(yīng)用案例分析 方案的總體設(shè)計分析 以 6～ 20t/h 的小型鍋爐為例，其特點是蒸發(fā)量小，大多為低壓飽和蒸汽，壓力 為 ～106 Mpa，燃燒方式為鏈條爐排，往往幾臺鍋爐共用一根母管供應(yīng)水，用一根母管向外汽，或供熱水取暖用。 鍋爐結(jié)構(gòu)主要由以下幾部分構(gòu)成： 汽鍋：由上下鍋桶和沸水管組成。水在管內(nèi)受外部煙氣加熱管內(nèi)發(fā)生自然的循環(huán)流動，并逐漸汽化，產(chǎn)生飽和的蒸汽聚集在鍋筒里面；下鍋筒起著連接沸水管的作用，同時儲水和水垢。 爐膛：是使燃料充分燃燒并放出熱能的設(shè)備。燃料由燃燒火嘴進入爐內(nèi)燃燒。所需的空氣由鼓風機送入。 過熱器：是將鍋爐所產(chǎn)生的飽和的蒸汽繼續(xù)加熱為過熱蒸汽的換熱器。 整個鍋爐微機控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)可歸結(jié) 為“三點一線”式的結(jié)構(gòu)?！叭c”系指連接在網(wǎng)絡(luò)上的三種不同的類型節(jié)點。這三種不同的類型節(jié)點是： (1)面向被控過程現(xiàn)場的 I/O 控制站； (2)面向操作員的操作站； (3)面向監(jiān)督管理人員的工程師站?！耙痪€”系指系統(tǒng)的骨架計算機網(wǎng)絡(luò)。 鍋爐控制系統(tǒng)是基于 DCS 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的微機控制系統(tǒng)，它必須遵循 DCS 系統(tǒng)設(shè)置過程中可靠性原理和抗干擾措施。作為工業(yè)生產(chǎn)過程自動化工具的計算機控制裝置，可靠性是最重要的指標， DCS 所固有的分散體系設(shè)置，就使 DCS 的可靠性比集中 DDC 控制方式前進了一大步 ,而鍋爐計算機控制系統(tǒng)是基于 DCS 系 統(tǒng)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上開發(fā)的控制系統(tǒng) ，也必須認真考慮系統(tǒng)的可靠性和抗干擾措施。 案例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和硬件配置分析 系統(tǒng)硬件配置 鍋爐 DCS 系統(tǒng)是一個專用于鍋爐自動化控制的分布式集散控制系統(tǒng)。 鍋爐 DCS 系統(tǒng)以鍋爐監(jiān)控自動化為目標，節(jié)能增效，保護環(huán)境，改善工作條件，提高勞動效率。 9 鍋爐 DCS 系統(tǒng)包括調(diào)度室管理層、工業(yè) Ether 層、現(xiàn)場監(jiān)控上位機、鍋爐控制終端設(shè)備。實際系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可根據(jù)具體情況靈活配置。 鍋爐控制終端設(shè)備 針對各種工業(yè)、民用、燃煤、燃氣、燃油、水暖、蒸汽鍋爐，山東三木自動化公司開發(fā)了一系列鍋爐終端設(shè)備，以適應(yīng)不同類型鍋爐的具體控制要求。 （圖 21 DCS 在鍋爐系統(tǒng)中的系統(tǒng)配置圖） 鍋爐控制終端設(shè)備完成實時燃燒控制、風量調(diào)節(jié)、汽包水位調(diào)節(jié)、水管壓力控制、補水控制、水電煤耗累計、故障報警等。 分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu) :一臺鍋爐配置一套鍋爐控制終端設(shè)備，真正實現(xiàn)了分布式控制。 集成度高 :集成了數(shù)字顯示、報警、手 /自動控制等傳統(tǒng)儀表的功能，可簡化儀表配置和布線。 功能強大，性能可靠 :采用高性能的主控制器和 I/O 模塊，能適應(yīng)惡劣的工作環(huán)境。 強有力的編程工具 :可以利用梯形圖組態(tài)完成邏輯和順序 控制、數(shù)據(jù)運算、 PID 調(diào)節(jié)等，也可利用高級語言編程完成特殊的控制要求和復(fù)雜的數(shù)據(jù)計算。 鍋爐監(jiān)控上位機 一個供熱車間的多個鍋爐控制終端設(shè)備可以通過總線網(wǎng)絡(luò)或工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)，與現(xiàn)場監(jiān)控上位機及熱備機通信。 10 操作人員在上位機監(jiān)視各個鍋爐的運行狀態(tài)、報警顯示、曲線報表等，以及進行參數(shù)設(shè)定。 對鍋爐運行的重要參數(shù)，如壓力、溫度、壓差、流量等進行統(tǒng)計處理和保存，進行曲線顯示、歷史數(shù)據(jù)查詢、報表打印等等。 上位機采用高性能工控機或工作站，可使用雙機熱備份。 工業(yè) Ether 層 現(xiàn)場監(jiān)控上位機加裝網(wǎng)卡后，可以連 接成工業(yè) Ether 網(wǎng)絡(luò)。在 Ether 網(wǎng)絡(luò)層可以設(shè)置多鍋爐監(jiān)控站、維護站，以及網(wǎng)絡(luò)打印機等。 根據(jù)對系統(tǒng)可靠性、安全性的要求，可選用不同程度的網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器冗余設(shè)計。 調(diào)度室管理層 鍋爐 DCS 系統(tǒng)提供 MODEM 專線、撥號網(wǎng)絡(luò)或無線方式，使中央調(diào)度室的管理人員能夠和幾公里或十幾公里之外分散的多個鍋爐房通信，了解各個鍋爐房的運行情況、儀表完好情況、鍋爐爐況等。撥號網(wǎng)絡(luò)方式可充分利用原有的電話線路，通過公用電話網(wǎng)將中央調(diào)度室和各個鍋爐房連接起來，節(jié)省建設(shè)費用和周期，很適于對各個鍋爐房每天的例行巡檢。 現(xiàn)場控制站設(shè)備配置 監(jiān)控中心的監(jiān)視、管理功能 （ 1） 實時檢測鍋爐的運行參數(shù) 為全面掌握整個系統(tǒng)的運行工況，監(jiān)控系統(tǒng)將實時監(jiān)測并采集鍋爐有關(guān)的工藝參數(shù)、電氣參數(shù)、以及設(shè)備的運行狀態(tài)等。系統(tǒng)具有豐富的圖形庫，通過組態(tài)可將鍋爐的設(shè)備圖形連同相關(guān)的運行參數(shù)顯示在畫面上；除此之外，還能將參數(shù)以列表或分組等形式顯示出來。 （ 2） 綜合分析及發(fā)出控制指令 監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)監(jiān)測到的鍋爐運行數(shù)據(jù)，按照設(shè)定好的控制策略，發(fā)出控制指令，調(diào)節(jié)鍋爐系統(tǒng)設(shè)備的運行，從而保證鍋爐高效、可靠運行。 （ 3） 診斷故障與報警管理 主控中心可以顯示、管理、傳送鍋爐運行的各種報警信號，從而使鍋爐的安全防爆、安全運行等級大大的提高。為保證鍋爐系統(tǒng)安全、可靠地運行，監(jiān)控系統(tǒng)將根據(jù)所監(jiān)測的參數(shù)進行故障診斷，一旦發(fā)生故障，監(jiān)控系統(tǒng)將及時在操作員屏幕上顯示報警點。報警相關(guān)的顯示功能使用戶定義的顯示畫面與每個點聯(lián)系起來，這樣，當報警發(fā)生時，操作員可立即訪問該報警點的詳細信息和按照所推薦采取的應(yīng)急措施進行處理。所有報警和回路狀態(tài)都 11 記錄在報警、事件日報中，以便于日后檢索。各個測點的測量值偏離正常值到一定的程度都應(yīng)視為異常，系統(tǒng)將發(fā)出報警。 （圖 22 DC鍋爐系統(tǒng)中監(jiān)控系統(tǒng)） （ 4） 歷史記錄運行參數(shù) 監(jiān)控系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)庫將維護鍋爐運行參數(shù)的歷史記錄，另外監(jiān)控系統(tǒng)還設(shè)有專門的報警事件日志，用以記錄報警／事件信息和操作員的變化等。 歷史記錄的數(shù)據(jù)根據(jù)操作人員的要求，系統(tǒng)可以顯示為瞬時值，也可以為某一段時間內(nèi)的平均值。歷史記錄的數(shù)據(jù)可有多種顯示方式，例如曲線、特定圖形、報表等顯示方式；此外歷史記錄的數(shù)據(jù)還可以由以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的多種應(yīng)用軟件所應(yīng)用。歷史數(shù)據(jù)可歸檔保存或在光盤和磁盤中保存，歸檔后的歷史數(shù)據(jù)可以由監(jiān)控系統(tǒng)的軟件很方便地調(diào)入。 （ 5） 計算運行參數(shù) 鍋爐運行的某些運行參數(shù)不能夠直接測量，如年運行負荷量、蒸汽耗量、補水量、冷凝水返回量、設(shè)備的累積運行時間等。監(jiān)控系統(tǒng)提供了豐富的標準處理算法，根據(jù)所測得的運行參數(shù)，將這些導(dǎo)出量計算出來 數(shù)據(jù)、流程圖顯示畫面 流程圖主要包括：汽水系統(tǒng)畫面、燃燒煙氣系統(tǒng)畫面、點火系統(tǒng)、除氧公用系統(tǒng)、 MFT 保護系統(tǒng)。 根據(jù)工藝要求將系統(tǒng)的工藝流程在 DCS 系統(tǒng)操作員站屏幕上形象逼真地反映出來，將所有 12 能動的設(shè)備在運行時，讓其產(chǎn)生動態(tài)，使操作人員易于識別哪些設(shè)備運行，哪些設(shè)備停止，如引風機運行時，風機由綠色變成紅色，并運用隱藏 顯示功能，便可轉(zhuǎn)動。給煤機運行時皮帶顯示會轉(zhuǎn)動，且爐膛火焰上下跳動，所有調(diào)節(jié)閥隨閥門開度變化而產(chǎn)生閥位的變化，液位亦隨實際液位實時變化。 DCS 對采集到的數(shù)據(jù)進行實時保存，操作人員可在趨勢一覽里查詢需要的參數(shù)。可以準確地反映當時的工況，趨勢保存時間與操作站電腦硬盤的容量有關(guān)。較以前的二次表顯示體現(xiàn)出很大的優(yōu)勢。 操作畫面