【正文】 燃煤外水分13% 爐排有效面積 ㎡ 耗煤量 額定工況下循環(huán)水量 ℃ 受熱面積： 爐膛107㎡2．3．1 升火及控制1．熱水采暖系統(tǒng)投入運(yùn)行前，為了預(yù)防熱水系統(tǒng)中的雜物在運(yùn)行中造成堵塞現(xiàn)象，系統(tǒng)投入使用前必須進(jìn)行沖洗，沖洗結(jié)束后應(yīng)將除污器清洗干凈。 煙氣為橫向及縱向混合沖刷，煙氣流速選取較高，這樣布置可以使水循環(huán)有保證。鍋爐室內(nèi)雙層布置，鍋爐呈凸骨形。DCS系統(tǒng)設(shè)計，一般需經(jīng)過：系統(tǒng)方案制定，完成了儀表選型計算，儀表安裝方案配線方案設(shè)計，DCS軟硬件設(shè)計，DCS系統(tǒng)選型，協(xié)助采購招標(biāo)及簽署各種技術(shù)附近，完成控制系統(tǒng)規(guī)劃，盤柜布置，供電分配，各種接線圖的繪制，現(xiàn)場施工，綜合考慮各種因素，使該控制系統(tǒng)安全、精確且節(jié)能。該裝置的獨(dú)立性較強(qiáng)。SunyPC800 DCS系統(tǒng)，源于浙大中自有限公司，此公司產(chǎn)品廣泛應(yīng)用與許多行業(yè)?？刂葡到y(tǒng)軟件的可維護(hù)性要好。采取冗余結(jié)構(gòu)不僅能避免控制系統(tǒng)的局部故障擴(kuò)大事故，保證機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行，同時也保證設(shè)備故障的在線排除，從而消除事故隱患。控制系統(tǒng)從結(jié)構(gòu)上要充分地采用冗余技術(shù)。控制系統(tǒng)的硬件一定要具備高可靠性，在電子元器件上的生產(chǎn)工藝各環(huán)節(jié)上采用了成熟的技術(shù)，電子模件最好能熱插拔。 對于鍋爐系統(tǒng)來說，控制系統(tǒng)可靠性是至關(guān)重要的，如何盡可能的提高DCS的可靠性，從而保證安全生產(chǎn)是一項(xiàng)非常重要的工作，從提高可靠性的角度考慮，在DCS選型和設(shè)計上要注意幾個方面的問題。 由于DCS技術(shù)進(jìn)步速度很快，集中更新?lián)Q代周期很短，過去由幾個主要外國DCS廠家壟斷的時代已經(jīng)過去，民族品牌的DCS廠家迅速發(fā)展成熟起來，目前已經(jīng)占據(jù)了中國DCS市場的半壁江山，其性能，可靠性和穩(wěn)定性及優(yōu)越性的性價比得到了廣大用戶的認(rèn)可。關(guān)鍵詞：燃煤鍋爐；儀表選型：DCS；參數(shù)優(yōu)化；系統(tǒng)冗余第一章 前 言隨著我國生產(chǎn)力的不斷發(fā)展以及我國在生產(chǎn)過程自動化方面科技水平的不斷提高，目前我國建設(shè)的鍋爐控制系統(tǒng)普遍采用了DCS控制系統(tǒng)，以前采用常規(guī)控制的鍋爐系統(tǒng)也基本進(jìn)行了DCS改造。應(yīng)用以上設(shè)計的自動控制系統(tǒng)，使鍋爐燃燒的控制達(dá)到了很好的效果，減輕了勞動人員的勞動強(qiáng)度；提高了鍋爐燃燒效率，提高了鍋爐運(yùn)行的安全性。對浙大中自有限公司的unyPCC800 DCS控制系統(tǒng)進(jìn)行了分析研究，進(jìn)行了硬件選型及設(shè)計，進(jìn)行了軟件設(shè)計，進(jìn)行了系統(tǒng)整體技術(shù)規(guī)格設(shè)計。根據(jù)燃煤熱水鍋爐的燃燒特性，采用“爐溫尋優(yōu)”的控制方案，分析了控制方案應(yīng)滿足的條件和控制算法。 編號 畢 業(yè) 設(shè) 計 技 術(shù) 報 告 課題名稱： 學(xué)生姓名: 學(xué) 號: 專 業(yè): 班 級: 指導(dǎo)教師: 2012 年 5 月 燃煤熱水鍋爐DCS系統(tǒng)監(jiān)控及應(yīng)用目 錄目 錄 2摘 要 6第一章 前 言 7第二章 工藝介紹及流程簡述 82．1 鍋爐系統(tǒng)簡述 82. 2鍋爐主要技術(shù)指標(biāo) 82. 3系統(tǒng)運(yùn)行 82．3．1 升火及控制 8 運(yùn)行操作 92．3. 3鍋爐停爐 10第三章儀表選型及設(shè)計 103．1儀表選型原則 103．1．1溫度儀表 113．1．2壓力儀表 113 . 1．3流量儀表 113．1．4液位儀表 113．1．5分析儀表 113．1．6執(zhí)行機(jī)構(gòu) 113．2控制點(diǎn)和控制參數(shù) 11第四章鍋爐燃燒系統(tǒng)控制方案 124．1鍋爐燃燒過程和控制任務(wù) 124．1．1工業(yè)鍋爐燃燒過程分析 134．1．2鍋爐燃燒過程的動態(tài)特性 174．1．3工業(yè)鍋爐燃燒控制的任務(wù) 194．2鍋爐優(yōu)化控制的理論基礎(chǔ)及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 194．2．1鍋爐優(yōu)化控制的理論基礎(chǔ) 194．2．2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 224．3控制方案設(shè)計與研究 224．3．1 燃煤熱水鍋爐燃燒過程對象的實(shí)測特性 234．3．2控制方案的選取 234．4“爐溫尋優(yōu)”思想的提出及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 254．4 .1“爐溫尋優(yōu)”思想的提出 254．4．2爐膛溫度和熱效率的關(guān)系 254 .4．3爐溫相對于風(fēng)量的極值點(diǎn) 264．4. 4 “爐溫尋優(yōu)”思想的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 274．5優(yōu)化控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn) 284．5．1“爐溫尋優(yōu)”應(yīng)滿足的條件 284．5．2尋優(yōu)算法 284．5．3重新啟動尋優(yōu)的條件 30第五章DCS系統(tǒng)選型及其軟硬件設(shè)計開發(fā) 305．1 DCS系統(tǒng)概述 305．1．1國內(nèi)外DCS系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀 305．1．2 DOS系統(tǒng)的特點(diǎn)和優(yōu)勢 315．1．3 DCS系統(tǒng)選型原則 325．2 SunyPCC800小型集散控制系統(tǒng)簡介 335．3硬件體系設(shè)計 345．3．1網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 345．3．2現(xiàn)場控制站 365．3．3操作站／工程師站 365．3．4采用一體化SunyTDCS800系統(tǒng) 365．4軟件體系設(shè)計 375．4．1實(shí)時數(shù)據(jù)庫 385．4．2硬件配置軟件SunyCfg 385．4．3算法編輯器SunyIEC 385．4．4實(shí)時運(yùn)行軟件SunyRTM 385．4．5人機(jī)界面設(shè)計 385．4．6顯示功能設(shè)計 405．4．7報警功能設(shè)計 405．4．8報表打印功能 405．4．9系統(tǒng)生成及數(shù)據(jù)通信 415．5系統(tǒng)技術(shù)規(guī)格設(shè)計 415．5．1系統(tǒng)構(gòu)成 415．5. 2系統(tǒng)供電 415．5．3可靠性和冗余措施 42第六章DCS系統(tǒng)可靠性設(shè)計 426．1 DCS系統(tǒng)的抗干擾問題 426．1．1電磁干擾源及對系統(tǒng)的干擾 426．1．2 DCS控制系統(tǒng)工程應(yīng)用的抗干擾設(shè)計 446．1．3主要抗干擾措施 446．2 DCS系統(tǒng)冗余技術(shù) 456．2．1冗余技術(shù) 456．2．2控制系統(tǒng)冗余的關(guān)鍵技術(shù) 456 .2．3冗余技術(shù)在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)分析 46第七章效果及結(jié)論 477．1實(shí)施效果 47參考文獻(xiàn) 48摘 要本文介紹了浙大中自公司的SunyPCC800，3*17．5MW 燃煤鍋爐系統(tǒng)的工藝原理、工藝流程。根據(jù)系統(tǒng)要求，參考其它系統(tǒng)控制參數(shù)，確定了76個控制點(diǎn)，對每一個控制點(diǎn)，都確定了具體的安裝位置，儀表規(guī)格型號，控制參數(shù)量程，以及對應(yīng)的DCS控制編號。本文對目前國內(nèi)外DCS控制系統(tǒng)的發(fā)展和應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)地分析研究；確定DCS應(yīng)用中的選型原則；本系統(tǒng)對擴(kuò)展能力(I／0點(diǎn)數(shù))要求不高，適宜選用小型的DCS控制系統(tǒng)，最終采用了浙大中自有限公司的SunyPCC800DCS控制系統(tǒng)。針對鍋爐可靠性的要求，對影響DCS系統(tǒng)的安全可靠因素進(jìn)行了分析設(shè)計，分析了系統(tǒng)各種干擾源及抗干擾措施；還對系統(tǒng)各項(xiàng)冗余要求進(jìn)行了詳細(xì)分析。該裝置2007年6月順利運(yùn)行，目前運(yùn)行良好，各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到了設(shè)計要求。隨著DCS控制系統(tǒng)的不斷發(fā)展，性能不斷提高，價格逐年下降，DCS控制系統(tǒng)的應(yīng)用范圍越來越廣。選擇DCS機(jī)種主要考慮以下方面；選擇工程實(shí)力較強(qiáng)的知名公司，選擇符合有經(jīng)驗(yàn)的專家推薦的主流機(jī)型，首先考慮DCS系統(tǒng)的可靠性，穩(wěn)定性和可操作性其次考慮DCS功能應(yīng)滿足“功能需要”的要求，具有國際先進(jìn)水平（但不一定是最先進(jìn)的）系統(tǒng)應(yīng)具有開放式的結(jié)構(gòu)，有靈活的系統(tǒng)可擴(kuò)展性；制造廠家的后備支持系統(tǒng)完備，有工程經(jīng)驗(yàn)和實(shí)踐能力，服務(wù)良好，性價比最好，備件供應(yīng)和及時響應(yīng)。在選擇DCS控制系統(tǒng)時要優(yōu)先考慮有在類似機(jī)組上的良好運(yùn)行業(yè)績的控制系統(tǒng)，這樣的控制系統(tǒng)通過工廠試驗(yàn)和實(shí)際投運(yùn)，其可靠性得到了時間的檢驗(yàn)?？刂破鞯倪\(yùn)算和存儲能力要足夠，IO卡件具有很強(qiáng)的抗干擾能力。對于控制系統(tǒng)的控制器，網(wǎng)絡(luò)通訊等必須冗余，且各冗余設(shè)備之間必須能實(shí)現(xiàn)無擾切換。控制系統(tǒng)軟件的可維護(hù)性要好，同時也保證設(shè)備故障的在線排除，從而消除事故隱患。尤其是以下幾個方面：程序及軟件的穩(wěn)定性好，不會出現(xiàn)系統(tǒng)或單個控制器死機(jī)等問題；系統(tǒng)自診斷性好，控制器及I/O信號有出錯報警；人機(jī)交換友好，可以在線維修程序及下載；備品備件有可靠保證，在15年內(nèi)采購容易且周期短，價格低；控制系統(tǒng)軟件的可讀性好，其組態(tài)功能塊的功能是否能輕易實(shí)現(xiàn)DCS控制系統(tǒng)的各種工藝功能的需求。該裝置是比較成熟的產(chǎn)品，故很多公司采用，并取得較好的業(yè)績。燃煤鍋爐控制系統(tǒng)有80個控制點(diǎn)位左右，系統(tǒng)對擴(kuò)展能力（I/O點(diǎn)數(shù)）要求不高，選用這種小型的的DCS控制系統(tǒng)可以避免不必要的資源浪費(fèi)，降低工程成本。第二章 工藝介紹及流程簡述2．1 鍋爐系統(tǒng)簡述 型號：——AIII,有濰坊生建鍋爐廠生產(chǎn)。煙氣出爐膛進(jìn)入轉(zhuǎn)向室后進(jìn)入對流管束區(qū)，對流管束分成前后兩部分，煙氣為W形流動，前部管束明顯比后部管束吸熱大，熱氣上升下降分明，構(gòu)成井然有序的自然循環(huán)，中間的隔室可供進(jìn)入砌筑隔墻和維修。煙氣混合沖刷，對流管束區(qū)不積灰，能一直保持較好的傳熱狀態(tài)，尾部布置了省煤器和空氣預(yù)熱器。2．鍋筒住火前應(yīng)進(jìn)行全面檢查，而后進(jìn)行注水工作，未注水前必須關(guān)閉排污閥，開啟排空氣閥，讓爐內(nèi)空氣可以排除。4．將已處理的水通過省煤器緩慢地注入鍋爐內(nèi)，進(jìn)水溫度應(yīng)低于40攝氏度。循環(huán)水泵應(yīng)無負(fù)荷啟動，待運(yùn)轉(zhuǎn)正常后，再逐漸開啟出口閥門，鍋爐點(diǎn)火前先開引風(fēng)機(jī)，使?fàn)t膛負(fù)壓在45至100pa保持4 min以上。6．升火時溫度不宜太快，避免各部分因受熱不同而產(chǎn)生過大的熱應(yīng)力，影響鍋爐壽命，防止水溫過高發(fā)生汽化。安全閥應(yīng)在初次升壓時進(jìn)行調(diào)整按照《熱水鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》第105條表21規(guī)定的壓力進(jìn)行調(diào)整校驗(yàn)。(2) 所有安全閥經(jīng)校正鉛封后不能亂動。(4) 在安全未校正前鍋爐絕對禁止投入運(yùn)行。 系統(tǒng)的運(yùn)行調(diào)整由集中調(diào)整和局部調(diào)節(jié)兩部分組成。集中調(diào)節(jié)的方法：（1） 質(zhì)調(diào)節(jié)。（2） 量調(diào)節(jié)。（3）間歇調(diào)節(jié)。一般在室外氣溫接近設(shè)計溫度時采用間歇運(yùn)行調(diào)節(jié)，在室外氣溫回升時，采用供水溫度的質(zhì)調(diào)節(jié)。熱水鍋爐運(yùn)行中應(yīng)密切監(jiān)視鍋爐進(jìn)口出壓力表和循環(huán)泵入口壓力，如發(fā)現(xiàn)壓力波動較大，應(yīng)及時查找原因，加以處理。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中發(fā)生局部故障，需要切斷維修時，更應(yīng)對循環(huán)水壓力加強(qiáng)監(jiān)視。（2）溫度控制。采用質(zhì)調(diào)節(jié)時，網(wǎng)絡(luò)供水溫度的改變要逐步進(jìn)行，每小時水溫高或低不宜大于20℃ 以免管道產(chǎn)生不正常的溫度壓力。3．排氣除污。具體做法是：定期對鍋爐，網(wǎng)絡(luò)的最高點(diǎn)，除污器的排氣管進(jìn)行排氣，同時定期清洗污器。通過閥門開度來合理分配通到各循環(huán)網(wǎng)絡(luò)的水量。由于管道在彎頭、三通，變徑管及閥門等處容易被污物堵塞影響流量分配，因此對這些地方應(yīng)勤加檢驗(yàn)，最簡單的方法是用手觸摸，如果感覺溫度差別，很大，則該拆開處理。在正常運(yùn)行時，必須嚴(yán)密監(jiān)視鍋爐出水水溫，使水溫與沸點(diǎn)之間有足夠的溫度裕度，并保持鍋爐內(nèi)的壓力恒定，同時應(yīng)使鍋爐和各部分的循環(huán)水流量均勻。當(dāng)突然停電時，必須迅速打開爐門，撤出爐膛煤火，使?fàn)t溫很快降低，關(guān)閉回水及出水總閥，開啟再循環(huán)管道路閥門保證省煤器的冷卻?；謴?fù)供電以后，當(dāng)水位表水位仍在可見水位時，由回水管道重新進(jìn)水。排放次數(shù)視水質(zhì)情況而定，排污時鍋水溫度低100℃，防止鍋爐因排污而降壓，使鍋爐發(fā)生水擊和汽化。2．3. 3鍋爐停爐鍋爐停爐分三種情況：正常停爐；暫時停爐；緊急停爐。正常停爐時，先停止供給燃料，然后關(guān)閉送風(fēng)機(jī)，最后關(guān)閉引風(fēng)機(jī)，但不可立即停泵 ，只有當(dāng)鍋爐出口水溫降到50℃以下才能停循環(huán)泵。2．暫停鍋爐 暫停鍋爐時，火床一定要壓住，煙道出口擋板要關(guān)嚴(yán)。天氣寒冷時，停泵時間不應(yīng)過長，防止系統(tǒng)發(fā)生凍裂事故。（1） 因循環(huán)不良造成鍋水汽化，或鍋爐出口熱水溫度上升到出口壓力下相應(yīng)飽和溫度的差小于20℃（2） 循環(huán)水泵全部失效，鍋水溫度急劇上升，失去控制。（4） 鍋爐元器件損壞，危機(jī)運(yùn)行人員的安全。（6） 熱網(wǎng)系統(tǒng)嚴(yán)重?fù)p壞。（8） 其他異常運(yùn)行情況，且超過安全運(yùn)行運(yùn)行范圍。第三章儀表選型及設(shè)計3．1儀表選型原則3．1．1溫度儀表3．1．1．1就地溫度顯示儀表就地溫度顯示選用抽芯式、萬向型雙金屬溫度計，均帶保護(hù)套管。3．1．1．2遠(yuǎn)傳溫度測量儀表(1)一般場合溫度測量選用分度號“K”型隔漏鎧裝型熱電偶，IEC標(biāo)準(zhǔn)：控制用溫度回路，另配架裝溫度變送器。(2)加熱爐爐膛的溫度測量選用分度號“S”型熱電偶，IEC標(biāo)準(zhǔn)，法蘭規(guī)格與加熱爐爐體設(shè)備開口法蘭規(guī)格相同。3．1．2壓力儀表3．1．2．1就地壓力顯示儀表(1)一般場合選用不銹鋼壓力表；(2)微壓或負(fù)壓場合選用不銹鋼膜盒壓力表：(3)泵出口等有振蕩場合選不銹鋼耐振壓力表。(2)微壓或負(fù)壓場合選用智能差壓變送器。3．1．4液位儀表3．1．4．1就地液位測量儀表(1)就地清潔介質(zhì)液位測量選用玻璃板液位計。3．1．4，2遠(yuǎn)傳液位測量儀表水罐液位測量選用差壓變送器。3．1．6執(zhí)行機(jī)構(gòu)鼓風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)選用角行程電動執(zhí)行器。表31鍋爐控制點(diǎn)參數(shù)表序號編號參數(shù)位置量程備注1TE1011爐膛溫度1爐膛01600℃2TE2012爐膛溫度2爐膛01600℃3TE3013爐膛溫度3爐膛01600℃4TE1021省煤器入煙溫省煤氣煙道入口0400℃5TE2022省煤器入煙溫省煤氣煙道入口0400℃6TE3023省煤器入煙溫省煤氣煙道入口0200℃7TE1031空頂器出煙溫