DCS課程設(shè)計(jì)報(bào)告-600MW鍋爐排污

1、目錄第1章緒論11.1課題背景與意義1第2章概述22.1 鍋爐排污的概念及方式2鍋爐排污的概念22.1.1 鍋爐排污的方式22.3 連排和定排在鍋爐系統(tǒng)中應(yīng)用2連續(xù)排放系統(tǒng)22.3.1 鍋爐連續(xù)排污裝置3鍋爐定排系統(tǒng)42.3.2 定期排污裝置42.4 鍋爐排污注意事項(xiàng)6第3章鍋爐排污的總體設(shè)計(jì)73.1 鍋爐定連排系統(tǒng)原理73.2 鍋爐定期排污系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案7幾種常見的排污系統(tǒng)73.2.1 基于DCS的定期排污的特點(diǎn)7鍋爐定期排污的操作要求83.3 定排程控設(shè)計(jì)8擬定組態(tài)方案83.3.1 定排電動(dòng)門開許可條件9定排程控啟動(dòng)條件93.3.2 定排程控中斷條件10第四章MACSV系統(tǒng)組態(tài)軟件114.1

2、 軟件的一般使用步驟114.2 具體操作12參考文獻(xiàn)14第1章緒論1.1課題背景與意義隨著現(xiàn)代科技的不斷進(jìn)步，促進(jìn)了電力事業(yè)的迅速發(fā)展，而火電廠大容量、高參數(shù)機(jī)組不斷增加和電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化的程度日益提高，分散控制系統(tǒng)(DCSDitributeControlSystem),它綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、軟件技術(shù)、輸入輸出接口技術(shù)等前沿技術(shù)，新建機(jī)組的熱工過程控制均采用分散控制系統(tǒng)，許多小機(jī)組也在進(jìn)行分散控制系統(tǒng)DCS的改造，這不但減輕運(yùn)行人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，改善了勞動(dòng)條件，而且確保機(jī)組安全、經(jīng)濟(jì)、高效的運(yùn)行。以往火電機(jī)組中，鍋爐水定期排污大部分采用由硬件組成的程控制裝置，由于變成沒能很好地結(jié)合點(diǎn)成

3、的實(shí)際情況，在使用中存在一定問題。其主要原因是：一方面，程控在運(yùn)行中，一旦某一個(gè)定排電動(dòng)門出現(xiàn)機(jī)械故障，定牌程控將停止運(yùn)行，必須要求所有的電動(dòng)門完好才能投入正常運(yùn)行，加之許多電廠定排電動(dòng)門比較老化，經(jīng)常出現(xiàn)卡澀等機(jī)械故障，所以無法正常投入運(yùn)行。另一方面，由于采用硬件設(shè)備，難免出現(xiàn)運(yùn)行時(shí)間一長(zhǎng)，設(shè)備的元件出現(xiàn)故障又難于修復(fù)，因此很少投入運(yùn)行，一般采用人工排污。1目前，DC%術(shù)已發(fā)展成熟，并廣泛應(yīng)用于電廠之中，300MW汲以上容量機(jī)組的熱工控制已全面采用DCS控制系統(tǒng)，提高了電廠自動(dòng)化水平和機(jī)組運(yùn)行安全性、經(jīng)濟(jì)性。將鍋爐定期排污納入DCS空制系統(tǒng)，經(jīng)過精心設(shè)計(jì)和調(diào)試，獲得了成功。第2章概述2.1鍋

4、爐排污的概念及方式鍋爐排污的概念由于受到水處理?xiàng)l件的限制，鍋爐給水總是含有一定量雜質(zhì)，隨著鍋爐水的不斷循環(huán)，鍋爐水雜質(zhì)濃度逐漸增大，若雜質(zhì)濃度過大，不僅影響蒸汽品質(zhì)，而且還會(huì)造成受熱面的結(jié)垢與腐蝕，影響鍋爐安全運(yùn)行。為此，在鍋爐內(nèi)進(jìn)行加藥處理，加藥只能使一部分結(jié)垢性雜質(zhì)變?yōu)樗练e在汽水循環(huán)回路最低處；另外還要將部分含鹽濃度高的鍋爐水排出，并補(bǔ)充清潔水，以控制鍋水品質(zhì)的過程就是鍋爐排污。鍋爐排污量的大小，和給水的品質(zhì)直接有關(guān)。給水的堿度及含鹽量越大，鍋爐所需要的排污量愈多。1.1.1 鍋爐排污的方式排污分為分為定期排污和連續(xù)排污兩種。連續(xù)排污也叫表面排污，這種排污方法是連續(xù)不斷地從鍋爐水表面

5、附近將含鹽濃度最大的鍋水排出，使鍋水含鹽量不超過規(guī)定的數(shù)值，防止鍋水濃度過高而影響蒸汽品質(zhì)。定期排污又叫間斷排污或底部排污，這種排污方法是將沉積在下聯(lián)箱中的不溶性水渣和鐵銹等雜質(zhì)排走。定期排污的時(shí)間間隔和排污量由化學(xué)監(jiān)督人員根據(jù)汽水品質(zhì)的要求來確定。定期排污持續(xù)的時(shí)間很短，但排出鍋內(nèi)沉淀物的能力很強(qiáng)。連排和定排在鍋爐系統(tǒng)中應(yīng)用2.3.1 連續(xù)排放系統(tǒng)面，連排系統(tǒng)上沒有爐水取樣,來調(diào)節(jié)連連續(xù)排污主要是排出汽包的鹽分含量，排污管通常設(shè)在汽包上半部水位下它可以根據(jù)汽包爐水化學(xué)成分的變化，續(xù)排污量連排擴(kuò)容器入口裝有電動(dòng)閥B和D,擴(kuò)容后的合格蒸汽排到除氧器，不合格蒸汽排至大氣。在連續(xù)排污擴(kuò)容器上通常裝有

6、對(duì)空排氣的安全閥，以防箱體超壓。連續(xù)排污擴(kuò)容器依靠水位控制儀表來控制箱體水位。當(dāng)水位高于設(shè)定的水位時(shí)，箱體內(nèi)的水被水位調(diào)節(jié)閥C自動(dòng)疏放到定排疏水?dāng)U容器。當(dāng)水位調(diào)節(jié)閥故障時(shí)，依靠旁路手動(dòng)閥疏水。鍋爐連續(xù)排污控制部分由爐水品質(zhì)在線儀表、排污調(diào)整門及執(zhí)行器、控制軟件組成。爐水品質(zhì)在線儀表送入排污量控制模塊的信號(hào)有電導(dǎo)率、PH值、二氧化硅、磷酸根，根據(jù)排污控制算法確定是否調(diào)整污門的開度，并控制其排污量。控制算法采用PID方式，一排污量作為反饋量。在正常工作時(shí)，以二氧化硅、PH值、磷酸根為控制變量，在保證爐水指標(biāo)的前提下，盡量減少排污量；在二氧化硅、磷酸根儀表缺信號(hào)或失效時(shí)以電導(dǎo)率為控制變量；在全部在線

7、儀表失效時(shí)，自動(dòng)轉(zhuǎn)入手動(dòng)控制方式工作。2.3.2 鍋爐連續(xù)排污裝置排污裝置指鍋爐本體范圍內(nèi)的排污短管、排污閥及鍋筒內(nèi)部排污導(dǎo)管等。排污導(dǎo)管要求有足夠的長(zhǎng)度并且水平安裝，導(dǎo)管的一端封死。每臺(tái)鍋爐應(yīng)裝獨(dú)立的排污管。排污管應(yīng)盡量減少彎頭，保證排污暢通并接到安全的地點(diǎn)。如圖2-1為汽包連排系統(tǒng)流程圖NNN圖2-1汽包連排系統(tǒng)流程圖排污管和鍋筒、集箱、排污閥連接部分要牢靠、無腐蝕。排污閥宜采用閘閥、扇形閥或斜截止閥。排污閥的公稱直徑為中2065mmm額定蒸發(fā)量lt/h或工作壓力t>0.7Mpa的鍋爐，排污管應(yīng)裝兩個(gè)串聯(lián)的排污閥。排污時(shí)，排污閥承受高溫液體的沖刷及污垢的磨損，停止排污后將逐漸冷到室溫

8、。為了改善排污閥的頻繁承受壓差（壓降較大）、積垢腐蝕磨損、振動(dòng)、熱沖擊等惡劣的工作條件，用聯(lián)的排污閥有一定的操作順序，其連接順序?yàn)殄佂玻ɑ蛳录洌ゝ1（慢閥）、閥2（快閥）。2.3.3 鍋爐定排系統(tǒng)鍋爐的定排主要目的是排出爐水中的沉渣和鐵銹，是定期進(jìn)行的，非連續(xù)性的，定期排污是從鍋爐蒸發(fā)受熱面的最低點(diǎn)引出，一般設(shè)在水冷壁下集箱最低點(diǎn)。鍋爐的定排程控投入后，按先后順序進(jìn)行排污，先打開1號(hào)電動(dòng)門，即排污總門，58號(hào)電動(dòng)門自動(dòng)依次進(jìn)行排污，排污完關(guān)閉2號(hào)電動(dòng)門，912號(hào)電動(dòng)門自動(dòng)依次進(jìn)行排污，排完污關(guān)閉2號(hào)電動(dòng)門。然后打開3號(hào)電動(dòng)門，1316號(hào)電動(dòng)門自動(dòng)依次進(jìn)行排污，排污完關(guān)閉動(dòng)門自動(dòng)依次進(jìn)行排污，

9、排污完關(guān)閉3號(hào)電動(dòng)門。然后打開4號(hào)電動(dòng)門，1720號(hào)電動(dòng)門自動(dòng)依次進(jìn)行排污，排污完關(guān)閉4號(hào)電動(dòng)門。所有投入程控運(yùn)行的電動(dòng)門排污完后，成功自動(dòng)結(jié)束。定期排污在運(yùn)行中根據(jù)需要定時(shí)開啟和關(guān)閉。定排系統(tǒng)工作時(shí)，必須保證汽包水位正常，因此按照定期排污時(shí)的操作規(guī)律，應(yīng)順序打開各排污閥門。另外，若出現(xiàn)定排程控故障中斷，必須立即停止排污并將所有的排污門關(guān)閉，當(dāng)電動(dòng)故障排除后，必須重新點(diǎn)擊“定排啟動(dòng)”按鈕，才能啟動(dòng)程序運(yùn)行。防止定排程控自動(dòng)投入。2.3.4 定期排污裝置一般每組應(yīng)裝兩個(gè)串聯(lián)的排污閥，額定蒸發(fā)量小于1t/h時(shí)并且額定蒸汽壓力小于0.7Mpa（Tkg/cm）的鍋爐的每根排污管上可以只裝一個(gè)排污閥。熱

10、水鍋爐而定供水溫度低于120"C時(shí)，每根排污管上方可只裝一個(gè)排污閥。定期排污閥通常采用閘閥、扇形閥等容易密封，溫度變化不易擦傷，維修容易，并且動(dòng)作敏捷迅速，排污效果好的閥門。排污管上串聯(lián)兩個(gè)排污閥（兩個(gè)排污閥應(yīng)盡量靠近，方便操作），一般是一個(gè)快開式（閥1）和一個(gè)慢開式（閥2）。排污時(shí)，排污閥承受高溫液體的沖刷及污垢的磨損，停止排污后將逐漸冷到室溫。為了改善排污閥的頻繁承受壓差（壓降較大）、積垢腐蝕磨損、振動(dòng)、熱沖擊等惡劣的工作條件，串聯(lián)的排污閥有一定的操作順序，其連接順序?yàn)殄佂玻ɑ蛳录洌ゝ1（慢閥）、閥2（快閥）。并且動(dòng)作時(shí)有順序，排污時(shí)先開閥1再開閥2,停止排污時(shí)，先關(guān)閥2再關(guān)閥

11、1,這樣閥1處于無壓差下啟、閉，工作條件好，壽命長(zhǎng)，大修時(shí)重點(diǎn)檢修閥2既可；也可以是兩個(gè)快開的。允許只裝一個(gè)排污閥時(shí)應(yīng)采用快開式的。如圖2-2為鍋爐定排系統(tǒng)的流程圖。圖2-2鍋爐定排系統(tǒng)的流程圖2.4 鍋爐排污注意事項(xiàng)鍋爐排污不僅造成工質(zhì)的損失，也造成熱量的損失，因此要注意排污的原則：勤排、少排、均勻排。除了盡量設(shè)法回收排污的損失外鍋爐排污量也應(yīng)受到限制，故設(shè)置了調(diào)節(jié)閥、節(jié)流孔板等裝置。另外，為了回收排污損失一般設(shè)置排污擴(kuò)容器等設(shè)備。第3章鍋爐排污的總體設(shè)計(jì)3.1 鍋爐定連排系統(tǒng)原理息導(dǎo)噩電極排污分析儀控制及報(bào)野息導(dǎo)噩電極排污分析儀控制及報(bào)野揭焯氣泡計(jì)時(shí)器出連續(xù)持奔電動(dòng)節(jié)流周A建續(xù)加污一旁路費(fèi)

12、止內(nèi)匕金IB推污電價(jià)威止自定期揖污旁蹲餐止反圖3-1鍋爐系統(tǒng)定連排系統(tǒng)原理圖鍋爐定期排污系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案3.1.1 幾種常見的排污系統(tǒng)排污方式一：所示是把定期排污和連續(xù)排污并聯(lián)放在一起，此方式結(jié)構(gòu)雖然簡(jiǎn)單，但是在水冷系統(tǒng)中的沉積雜質(zhì)不易排除。排污方式二：所示由大直徑下降管最低處排出，排出的水仍是鍋筒中的水，因此水冷系統(tǒng)中的沉積雜質(zhì)仍未排出。排污方式三：所示是把定期排污從水冷壁下集箱底部引出，與連續(xù)排污嚴(yán)格分開布置，這是一種較理想的系統(tǒng)。3.1.2 基于DCS勺定期排污的特點(diǎn)定排程控采用北京和利時(shí)公司的HS2000系統(tǒng)軟件，根據(jù)運(yùn)行規(guī)程和現(xiàn)場(chǎng)的要求，在DCS空制系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行組態(tài)調(diào)試，然后定排程控經(jīng)過靜

13、態(tài)、動(dòng)態(tài)試驗(yàn)以及投入試運(yùn)行，完全達(dá)到了預(yù)期的功能和效果。其主要優(yōu)點(diǎn)如下：運(yùn)行穩(wěn)定可靠。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)長(zhǎng)期試運(yùn)行，程控啟、停及各種功能均正常。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。只需要將電動(dòng)門的IO線與DCSM柜連接即可。操作方便。在DC繇統(tǒng)操作畫面上設(shè)計(jì)彈出窗口，直接在彈出窗口上進(jìn)行操作。運(yùn)行靈活。在操作畫面上可切除故障的電動(dòng)門（不參與程控），投入正常的電動(dòng)門參加程控，這樣就增加了運(yùn)行的靈活性。功能齊全。在畫面上可進(jìn)行手動(dòng)、自動(dòng)操作，還具有顯示、報(bào)警功能，以便運(yùn)行人員掌握運(yùn)行情況并提醒運(yùn)行人員及時(shí)排除故障。3鍋爐定期排污的操作要求本設(shè)計(jì)鍋爐定排系統(tǒng)構(gòu)成為：四面水冷壁，每個(gè)水冷壁都有四個(gè)排污閥門，加上一個(gè)定排總門共計(jì)需要20個(gè)定

14、期排污閥門。鍋爐定期排污的操作規(guī)程要求：在運(yùn)行中必須按規(guī)定的周期，本設(shè)計(jì)按照每6個(gè)小時(shí)對(duì)鍋爐進(jìn)行定期排污，排污應(yīng)選在低負(fù)荷時(shí)進(jìn)行。每個(gè)循環(huán)回路的排污閥全開時(shí)不宜超過30秒，不準(zhǔn)同時(shí)開啟兩個(gè)或更多個(gè)排污閥門。排污時(shí)應(yīng)注意監(jiān)視給水壓力和汽包水位的變化，并維持水位正常；排污應(yīng)緩慢進(jìn)行，防止水沖擊管道發(fā)生嚴(yán)重震動(dòng)，應(yīng)停止排污，待故障消除后，在進(jìn)行排污；在排污過程中，如鍋爐發(fā)生事故，應(yīng)立即停止排污。3.2 定排程控設(shè)計(jì)擬定組態(tài)方案程控在運(yùn)行過程中，必須在有兩個(gè)以上電動(dòng)門出現(xiàn)開/關(guān)超時(shí)信號(hào)時(shí)，定排程控才中斷（在實(shí)際運(yùn)行中同時(shí)發(fā)生兩個(gè)電動(dòng)門超時(shí)的情況很少），程控運(yùn)行中斷后程控停止”按鈕顯示紅色（同類描述均為

15、操作員CRT1面組態(tài)）。若一個(gè)電動(dòng)門發(fā)生開/關(guān)超時(shí)信號(hào)只報(bào)警不中斷程控，相應(yīng)的電動(dòng)門顯示黃色。1號(hào)電動(dòng)門（排污總門）發(fā)生開/關(guān)超時(shí)信號(hào)，定排程控自動(dòng)中斷且“故障顯示”按鈕變紅色。如果已知某一個(gè)電動(dòng)門有機(jī)械故障，在畫面上點(diǎn)擊切除"，改電動(dòng)門就將不參加程控，程序?qū)⑻健?，使正常的電?dòng)門參與程控，這樣就增加了運(yùn)行的靈活性，不要求所有的門必須完好才能運(yùn)行。按“定排啟動(dòng)”綠色按鈕，定排程控投入，按先后順序進(jìn)行排污：先打1號(hào)電動(dòng)門（排污總門），58號(hào)電動(dòng)門自動(dòng)依次進(jìn)行排污，排污完關(guān)閉1號(hào)電動(dòng)門。然后打開2號(hào)門（排污總門），912號(hào)電動(dòng)門自動(dòng)依次進(jìn)行排污，排污完關(guān)閉2號(hào)電動(dòng)門。然后打開3號(hào)電動(dòng)門（

16、排污總門），1316號(hào)電動(dòng)門自動(dòng)依次進(jìn)行排污，排污完關(guān)閉3號(hào)電動(dòng)門。然后打開4號(hào)電動(dòng)門（總排污門），1720號(hào)電動(dòng)門自動(dòng)依次進(jìn)行排污，排污完關(guān)閉4號(hào)電動(dòng)門。所有投入程控運(yùn)行的電動(dòng)門排污完后，程控自動(dòng)結(jié)束。若出現(xiàn)定排程控故障中斷，當(dāng)電動(dòng)門故障排除后，必須重新點(diǎn)擊定排啟動(dòng)”按鈕，才能啟動(dòng)程序運(yùn)行。防止定排程控自動(dòng)投入。冏表1為排污系統(tǒng)測(cè)點(diǎn)清單表。表1-1測(cè)點(diǎn)清單測(cè)點(diǎn)名稱測(cè)量傳感器心舊量程范圍單位測(cè)點(diǎn)類型汽包水位電接點(diǎn)水位計(jì)420mA-300300mmAI汽包壓力數(shù)字壓力計(jì)4-20mA13700BarAI主汽流量孔板流量計(jì)4-20mA0.1751.75Kg/sAI疏水箱水位浮力式液位計(jì)4-20mA5

17、008000mmAI排污流量電磁流量計(jì)4-20mA11.3-500吊/hAI如圖3-2為鍋爐定排控制系統(tǒng)的排污時(shí)序流程圖圖3-2鍋爐定排系統(tǒng)的排污時(shí)序圖3.2.1 定排電動(dòng)門開許可條件1）汽包水位高于低一值2）滅火保護(hù)未動(dòng)作且汽包水位不高，必須滿足以上兩個(gè)條件，定排電動(dòng)門才能打開。否則電動(dòng)門處于閉鎖狀態(tài)。3）必須等上一個(gè)電動(dòng)門排污后已經(jīng)關(guān)閉，才打開下一個(gè)電動(dòng)門，不允許同時(shí)打開兩個(gè)電動(dòng)門。3.2.2 定排程控啟動(dòng)條件定排程控必須具備下面所有條件才能啟動(dòng)。1） 017號(hào)電動(dòng)門必須處于關(guān)閉。2）定排電動(dòng)門具備開許可條件。3）定排程控按鈕投入且定排程控復(fù)位信號(hào)為0o4）定排電動(dòng)門未送電時(shí)，定排程控啟動(dòng)

18、被禁止。3.2.3 定排程控中斷條件發(fā)生以下任意一種情況，定排程控將中斷運(yùn)行。1）在程控運(yùn)行中，0號(hào)電動(dòng)門開/關(guān)運(yùn)行超時(shí)信號(hào)產(chǎn)生，或119號(hào)電動(dòng)門中任有兩個(gè)以上電動(dòng)門開/關(guān)運(yùn)行超時(shí)信號(hào)產(chǎn)生。2）MF砌作且汽包水位不高。3）汽包水位低一值信號(hào)產(chǎn)生。4）手動(dòng)停止程控。5）鍋爐安全門動(dòng)作。根據(jù)以上提出的邏輯條件，先用模擬故障的方法逐一進(jìn)行調(diào)試，然后投入運(yùn)行，考察邏輯的正確性。當(dāng)定排程控中斷后，畫面上“啟動(dòng)”按鈕變綠色，故障顯示"按鈕變紅色。第四章MACSV系統(tǒng)組態(tài)軟件4.1 軟件的一般使用步驟圖4-1軟件組態(tài)圖1 .新建工程（數(shù)據(jù)庫總控）：在正式進(jìn)行應(yīng)用工程的組態(tài)之前，必須針對(duì)該應(yīng)用工程定

19、義一個(gè)工程名，該目標(biāo)工程新建后便新建起了該工程的數(shù)據(jù)目錄。2 .硬件配置（設(shè)備組態(tài)）：在工程中定義應(yīng)用系統(tǒng)的硬件配置。3 .數(shù)據(jù)庫定義（數(shù)據(jù)庫總控）：定義和編輯系統(tǒng)各站的點(diǎn)信息，這是形成整個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)的基礎(chǔ)。4 .工程基本編譯（數(shù)據(jù)庫總控）：在設(shè)備組態(tài)編譯成功的基礎(chǔ)上，數(shù)據(jù)庫編輯完成后可以進(jìn)行基本編譯。5 .服務(wù)器控制算法組態(tài)（服務(wù)器算法組態(tài)）：是用來編制服務(wù)器算法程序的6 .工程完全編譯（數(shù)據(jù)庫總控）：在服務(wù)器控制算法工程編譯和基本編譯成功之后可以進(jìn)行聯(lián)編，生成控制器算法工程。7 .控制器控制算法組態(tài)（控制器算法組態(tài)）：是用來編制控制器算法程序及下裝控制器的。8 .繪制圖形（圖形組態(tài)）：用來繪

20、制工藝流程圖的。9 .制作報(bào)表（報(bào)表組態(tài)）：用來制作反映現(xiàn)場(chǎng)工藝數(shù)據(jù)的報(bào)表。10 .工程完全編譯（數(shù)據(jù)庫總控）：生成下裝文件。登錄控制器，將工程下裝到主控單元（控制器算法組態(tài)），下裝服務(wù)器、操作員站（工程師在線下裝）。運(yùn)行程序并在線調(diào)試。4.2 具體操作1 .新建工程打開數(shù)據(jù)庫總控一打開新建工程對(duì)話框一鍵入工程名一打開工程一域組號(hào)組態(tài)一關(guān)閉數(shù)據(jù)庫總控2 .設(shè)備組態(tài)設(shè)備組態(tài)是在工程中定義應(yīng)用系統(tǒng)的硬件配置。設(shè)備組態(tài)分為：系統(tǒng)設(shè)備組態(tài)（編輯、編譯）和IO設(shè)備組態(tài)（編輯、編譯）兩個(gè)部分。打開設(shè)備組態(tài)工具一打開工程一«統(tǒng)設(shè)備組態(tài)（編輯、編譯）HO設(shè)備組態(tài)（編輯、編譯）一關(guān)閉設(shè)備組態(tài)工具一生成系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)圖形3 .數(shù)據(jù)庫組態(tài)打開數(shù)據(jù)庫組態(tài)工具一打開工程