200mw燃煤機(jī)組輸粉控制系統(tǒng)的改造

200mw燃煤機(jī)組輸粉控制系統(tǒng)的改造

浙江鎮(zhèn)海能源有限公司（以下簡(jiǎn)稱“公司”）配備了四臺(tái)200mw的燃煤鍋爐。采用東方部門廠生產(chǎn)的大型超高壓自然循環(huán)蒸汽包裝配廠。dg670,140-8。鍋爐制粉系統(tǒng)為中間儲(chǔ)倉(cāng)式，配有甲、乙兩側(cè)粉倉(cāng)，2臺(tái)給煤機(jī)，2臺(tái)DTM-380/720鋼球磨煤機(jī)，采用螺旋輸粉機(jī)將細(xì)粉分離器落下來(lái)的煤粉送往煤粉倉(cāng)。其中，3、4號(hào)機(jī)組共用一套輸粉機(jī)械，5、6號(hào)機(jī)組共用一套輸粉機(jī)械，其控制系統(tǒng)分別稱為Ⅱ、Ⅲ期絞龍輸粉程控。1999年到2003年，4臺(tái)200MW機(jī)組分散控制系統(tǒng)（DCS）已全部改造完畢。1輸粉程序轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的起源和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1.1絞龍輸粉編程的ds改造原Ⅱ、Ⅲ期絞龍輸粉程控系統(tǒng)均由可編程控制器（PLC）、控制柜、3臺(tái)SF-100智能輸粉機(jī)械操作器、通信解碼器組成，PLC采用AB公司的SLC-500型可編程控制器，操作器是方正公司開(kāi)發(fā)的帶液晶顯示的智能型操作器，操作器與PLC通過(guò)通信解碼器聯(lián)接。因操作器人機(jī)界面不友好，操作不方便，給日常維護(hù)工作帶來(lái)困難。并且操作器多次發(fā)生故障，備品難于采購(gòu)，對(duì)安全生產(chǎn)構(gòu)成威脅。為確保機(jī)組設(shè)備的安全運(yùn)行，公司決定在機(jī)組進(jìn)行DCS改造期間對(duì)絞龍輸粉程控系統(tǒng)進(jìn)行改造，并納入DCS。改造后，輸粉機(jī)械裝置采用環(huán)型支撐滾動(dòng)軸承“O”型螺旋輸粉機(jī)，控制系統(tǒng)采用北京和利時(shí)公司的分散控制系統(tǒng)（MACS）。1.2機(jī)組控制組態(tài)MACS的組態(tài)工具為全漢化軟件，并運(yùn)行在中文WindowsNT4.0workstation或以上版本的操作系統(tǒng)下，可提供順序流程圖（SFC）、功能塊圖（FBD）、梯形圖（LD）、結(jié)構(gòu)文本（ST）等方式進(jìn)行控制組態(tài)，為用戶提供了一個(gè)靈活、方便、全面的工程平臺(tái),可實(shí)現(xiàn)用戶的各種批處理流程、PID回路、復(fù)雜回路、邏輯回路、混合回路以及先進(jìn)控制算法和特殊的控制等。Ⅱ、Ⅲ期絞龍輸粉程控系統(tǒng)分別在3、6號(hào)機(jī)組進(jìn)行控制組態(tài)，采用遠(yuǎn)程I/O柜，利用光纖完成與DCS的長(zhǎng)距離高速通信（DP協(xié)議）。遠(yuǎn)程I/O的使用，可節(jié)省大量的電纜和人工，風(fēng)險(xiǎn)分散，可靠性高。2基層組織設(shè)計(jì)：dc的操作，觀察細(xì)胞在使用過(guò)程中，對(duì)設(shè)備進(jìn)行適當(dāng)?shù)南拗?，防止誤操作硬手操：通過(guò)就地制粉值班室中的控制屏上的按鈕能對(duì)各執(zhí)行設(shè)備進(jìn)行手動(dòng)操作。軟手操：通過(guò)DCS的各操作員站能對(duì)各執(zhí)行設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)方操作。對(duì)各切向擋板、下粉閘板、絞龍電機(jī)等設(shè)備設(shè)置必要的條件限制，防止誤操作。程控方式：在各操作員站的CRT上絞龍程控畫面上選擇所需的程控方式，按下啟動(dòng)按鈕即能啟動(dòng)輸送粉系統(tǒng)的程控運(yùn)行。3屏幕和程序組的設(shè)置3.1輸粉過(guò)程控制裝置改造后，DCS中設(shè)置了絞龍程控啟動(dòng)畫面，Ⅱ、Ⅲ期絞龍輸粉控制畫面和組態(tài)相似。Ⅱ期絞龍輸粉程控啟動(dòng)畫面見(jiàn)圖1。根據(jù)輸粉程控運(yùn)行操作的要求，每套絞龍輸粉程控系統(tǒng)設(shè)置有以下8個(gè)分區(qū)的程控方式。P1區(qū)：3甲→4甲；P2區(qū)：3甲→4乙；P3區(qū)：3乙→4甲；P4區(qū)：3乙→4乙；P5區(qū)：4甲→3乙；P6區(qū)：4甲→3甲；P7區(qū)：4乙→3乙；P8區(qū)：4乙→3甲。本爐之間采用褲衩管倒粉，不需經(jīng)過(guò)輸粉機(jī)。畫面中設(shè)有5個(gè)按鈕，即：絞龍程控啟動(dòng)、絞龍運(yùn)行指示、3→4、4→3及絞龍初始化。其中，絞龍初始化按鈕產(chǎn)生一個(gè)初始化脈沖，用來(lái)對(duì)絞龍系統(tǒng)中所有順序控制設(shè)備進(jìn)行復(fù)位，以便程控順利開(kāi)始。絞龍運(yùn)行指示按鈕可彈出一個(gè)窗口，實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前輸粉程控步序。運(yùn)行人員使用3→4、4→3按鈕可對(duì)輸送機(jī)電機(jī)進(jìn)行軟手操。3.2開(kāi)初始模塊啟動(dòng)整套程控步序大致可分為三大步：?jiǎn)?dòng)公共步序、分區(qū)程控步序、停止公共步序。運(yùn)行前，先按“絞龍程控復(fù)位”按鈕，使程控系統(tǒng)無(wú)任何故障報(bào)警，處于正常狀態(tài)。在該窗口中按下所選分區(qū)程控按鈕，使按鈕左邊的紅燈亮，再按下絞龍程控啟動(dòng)按鈕，即開(kāi)始運(yùn)行程控啟動(dòng)公共步，即：開(kāi)輸送機(jī)2臺(tái)鍋爐的4只吸潮門→關(guān)2臺(tái)鍋爐的甲、乙側(cè)切向擋板，使其切至粉倉(cāng)。運(yùn)行程控啟動(dòng)公共步結(jié)束后，進(jìn)入所選分區(qū)的相應(yīng)步序：關(guān)非受粉側(cè)下粉閘板門→開(kāi)受粉方向的端部下粉閘板→開(kāi)受粉側(cè)下粉閘板門→向受粉方向開(kāi)輸送機(jī)→延時(shí)2min→送粉側(cè)切向擋板切至輸送機(jī)。所選分區(qū)程控結(jié)束后，進(jìn)入公共停止步序：送粉側(cè)切向擋板切至粉倉(cāng)→開(kāi)各下粉閘板門→判斷所有切向擋板切至粉倉(cāng)是否有5min→停輸送機(jī)→關(guān)各吸潮門。（切向擋板、褲衩管關(guān)方向定義：煤粉流向本倉(cāng)時(shí)，切向擋板、褲衩管所處的位置為關(guān)位。）在程控過(guò)程中，若發(fā)生故障或需中途停止，可按下“絞龍程控停止”按鈕。3.3報(bào)警、觸發(fā)和保護(hù)配置根據(jù)環(huán)型支撐滾動(dòng)軸承“O”型螺旋輸粉機(jī)操作規(guī)程的運(yùn)行要求，對(duì)操作器的軟手操操作和程控操作設(shè)置以下功能，防止因誤操作而導(dǎo)致設(shè)備事故。(1）s,發(fā)出報(bào)警系統(tǒng)設(shè)有輸送機(jī)電機(jī)電流一旦超出低Ⅰ值、高Ⅰ值范圍，延時(shí)5s后發(fā)出報(bào)警。絞龍電機(jī)還設(shè)置了啟動(dòng)時(shí)故障判斷，即絞龍電機(jī)啟動(dòng)指令發(fā)出后2s內(nèi)，DCS未接收到其正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)的狀態(tài)反饋信號(hào)，即判斷絞龍電機(jī)故障，畫面上絞龍電機(jī)變成黃色，并閃爍。(2）控制指令功能在CRT上對(duì)設(shè)備進(jìn)行軟手操時(shí)，通過(guò)DCS控制組態(tài)實(shí)現(xiàn)必要的聯(lián)鎖或閉鎖要求，使每一執(zhí)行設(shè)備的操作都滿足輸送機(jī)操作規(guī)程的運(yùn)行要求，當(dāng)軟手操指令不符合操作要求時(shí)，DCS將不向就地設(shè)備發(fā)出控制指令。(3）閘板切粉側(cè)切(1)輸送機(jī)電機(jī)電流小于低Ⅰ值（12A）或大于高Ⅰ值（24A）時(shí)，報(bào)警且開(kāi)所有下粉閘板，送粉側(cè)切向擋板切至粉倉(cāng)。(2)輸送機(jī)電機(jī)電流小于低Ⅱ值（10A）或大于高Ⅱ值（28A）時(shí)，報(bào)警且開(kāi)所有下粉閘板，送粉側(cè)切向擋板切至粉倉(cāng)，停輸送機(jī)電動(dòng)機(jī)。(3)斷軸保護(hù)，當(dāng)發(fā)出斷軸信號(hào)時(shí)，報(bào)警且開(kāi)所有下粉閘板，送粉側(cè)切向擋板切至粉倉(cāng)，停輸送機(jī)電動(dòng)機(jī)。3.4絞龍檢測(cè)控制系統(tǒng)(1）在絞龍筒體上將顯示一個(gè)紅色粗箭頭，指示輸送機(jī)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的方向。(2）在絞龍筒體上顯示有8個(gè)測(cè)點(diǎn)溫度，從這些溫度值的變化可協(xié)助運(yùn)行人員判斷煤粉是否到達(dá)要求的目的地。因?yàn)榉蹅}(cāng)中的煤粉溫度通常為60～80℃，明顯高于筒體環(huán)境溫度。(3）在絞龍筒體的兩端顯示有各端輸送機(jī)電機(jī)的電流值，可協(xié)助運(yùn)行人員判斷輸送機(jī)電機(jī)是否正常。(4）在畫面下方，顯示本爐2臺(tái)磨煤機(jī)運(yùn)行情況。(5）當(dāng)控制系統(tǒng)出現(xiàn)報(bào)警和故障時(shí)，在絞龍畫面中上部將顯示紅色的“絞龍故障”，提醒運(yùn)行人員注意，當(dāng)報(bào)警條件消除時(shí)，把鼠標(biāo)移至紅色的“絞龍故障”上點(diǎn)擊鼠標(biāo)，即可復(fù)歸報(bào)警。(6）各執(zhí)行設(shè)備實(shí)時(shí)狀態(tài)顯示約定：(1)紅色為運(yùn)行或全開(kāi)狀態(tài)；(2)綠色為停止或全關(guān)狀態(tài)；(3)灰色為電動(dòng)門等設(shè)備處于中間位置或失去電源；(4)黃色且閃爍為故障狀態(tài)。4經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換的應(yīng)用4.1大幅降低可選用煤粉企業(yè)的可靠性(1）將輸粉程控系統(tǒng)納入DCS，可在線修改參數(shù)，并且由于直接從DCS的I/O站輸出控制信號(hào)（數(shù)字量輸出DO點(diǎn)）,減少許多中間環(huán)節(jié)，大幅降低了故障率。(2）通過(guò)改造，完全實(shí)現(xiàn)“兩爐三磨”，運(yùn)行方式為：2臺(tái)燃煤機(jī)組運(yùn)行時(shí)，只要運(yùn)行3臺(tái)磨煤機(jī)就能達(dá)到滿足2臺(tái)機(jī)組滿負(fù)荷運(yùn)行的煤粉需要，這樣可以減少一套制粉系統(tǒng)的運(yùn)行，節(jié)約廠用電，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。(3）組態(tài)層次步序分明，便于維護(hù)消缺，改造后故障率明顯降低。(4）通過(guò)改造改變了以往運(yùn)行人員需經(jīng)常到就地絞龍輸粉控制室操作的局面，降低了運(yùn)行人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，達(dá)到了改造前的