爐鍋集中供熱工程dcs技術(shù)方案-大學畢設論文

第32頁/共37頁xx縣鍋爐集中供熱工程項目分散控制系統(tǒng)DCS技術(shù)方案xx有限公司20xx年x月

目錄TOC\h\z\t"標題1,2,標題2,3,標題3,4,標題,1"第一部分概述 51項目概述 52循環(huán)流化床鍋爐業(yè)績 5第二部分DCS技術(shù)方案 71控制范圍和目標 72NT6000簡介 72.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 82.2系統(tǒng)主要性能和指標 82.2.1運行環(huán)境 92.2.2抗干擾性能 92.3控制網(wǎng)絡（eNET） 92.4分散處理單元 102.4.1控制器硬件規(guī)格 112.4.2控制器I/O能力 112.5輸入、輸出模件 112.6人機接口 122.7GhaphX人機接口軟件 132.8ControlX組態(tài)軟件 142.9NT6000系統(tǒng)現(xiàn)場總線解決方案 142.10控制機柜 152.11管控一體化解決方案 163DCS技術(shù)方案 173.1控制室布置 173.2DCS系統(tǒng)的配置 173.2.1DPU的配置 173.2.2I/O測點的配置 183.2.3人機界面的配置 183.2.4后備硬手操的配置 183.2.5控制機柜和操作臺的配置 183.2.7網(wǎng)絡的配置 193.2.8與外系統(tǒng)的接口 193.2.9電源和接地的配置 194網(wǎng)絡系統(tǒng)圖 205DCS供貨設備清單 215.1設備清單 215.2備品備件清單 22第三部分循環(huán)流化床鍋爐的控制 231前言 232工藝系統(tǒng)說明 243鍋爐爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)（FSSS）的控制方案 253.1鍋爐點火系統(tǒng) 253.1.1概述 253.1.2點火燃燒器 253.1.3燃燒器的油系統(tǒng) 253.2鍋爐啟動和自動點火系統(tǒng)（BCS） 253.2.1爐膛吹掃 253.2.2鍋爐冷態(tài)啟動 253.2.3鍋爐熱態(tài)啟動 274調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)的策略和要求 284.1基于殘?zhí)靠刂频难h(huán)流化床鍋爐協(xié)調(diào)控制系統(tǒng) 284.1.1成果的技術(shù)背景和技術(shù)原理 284.1.2CFB鍋爐的機理和殘?zhí)康母拍?284.1.3殘?zhí)靠刂圃贑FB鍋爐協(xié)調(diào)控制上應用 304.1.4基于殘?zhí)靠刂频腃FB鍋爐協(xié)調(diào)控制的應用效果 304.2控制回路設計 304.2.1鍋爐負荷控制回路 304.2.2床溫控制回路 314.2.3一次風流量（壓力）控制回路 314.2.4二次風流量控制回路 314.2.5風門擋板的控制方式及要求 324.2.6石灰石給料控制回路 324.2.7床壓控制回路 32第四部分工程實施及管理 331概述 332項目管理 333工程設計 344軟件組態(tài) 345靜態(tài)調(diào)試 356內(nèi)部出廠驗收 357外部出廠驗收 358現(xiàn)場調(diào)試 359培訓 3610售后服務體系 3610.1快速應急服務： 3610.2預防服務 3710.3增值服務 37

第一部分概述1項目概述本技術(shù)方案是針對xx縣鍋爐集中供熱工程項目全廠自動控制一體化的設計思路提出的，采用可靠、先進、易用的NT6000分散控制系統(tǒng)（DCS），提供設計、制造、調(diào)試、投運等一體化服務。本公司在類似項目上有著大量業(yè)績和成功實施經(jīng)驗，能夠為該工程提供優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品和服務。本方案按照2*40t/h+2*80t/h循環(huán)流化床鍋爐的規(guī)模整體設計。2公司相關(guān)業(yè)績

第二部分DCS技術(shù)方案1控制范圍和目標本技術(shù)方案采用公司的NT6000DCS控制系統(tǒng)，控制范圍包括循環(huán)流化床鍋爐、公用系統(tǒng)（除氧給水系統(tǒng)）等，實現(xiàn)全廠自動化集中控制。在一個中央集中監(jiān)控室內(nèi)集中監(jiān)控、集中管理，提高整個工廠的自動化水平和管理水平，減少運行、管理人員，減員增效。2NT6000簡介NT6000分散控制系統(tǒng)吸取了國外眾多同類系統(tǒng)的優(yōu)點，以高速、可靠、開放的網(wǎng)絡和功能強大的控制器為基礎；軟、硬件都采用了國際標準或主流工業(yè)級產(chǎn)品，易于升級，使用方便、靈活。NT6000分散控制系統(tǒng)是集自動化控制技術(shù)與信息技術(shù)為一體，融合了當今最先進的計算機與通訊技術(shù)，系統(tǒng)充分體現(xiàn)了“可靠”、“易用”、“先進”。系統(tǒng)全面采用冗余技術(shù)和可靠的隔離技術(shù)，控制器采用工業(yè)級、低功耗RISC雙核POWERPC處理器、無風扇運行；所有組件的外部采用金屬全密封封裝，可在線插拔、快速更換組件并自啟動，無需人工干預；IO模件智能化設計，采用多層印刷電路板和SMT技術(shù)制造。系統(tǒng)軟件包括菜單全部漢化，軟件快速識別模件類型、無地址跳線或手撥盤。圖形化組態(tài)方式，采用鼠標拖放自動連接線技術(shù)及相鄰模塊管腳捕捉連接技術(shù)，組態(tài)結(jié)果直接以SAMA圖形式輸出，不需要重復繪制邏輯圖、SAMA圖。所有的組件全部是標準的，插入式的結(jié)構(gòu)，消除了柜內(nèi)接線和電源接線，安裝不需任何專用工具，系統(tǒng)標準組件、標準機柜和標準工程設計，滿足系統(tǒng)隨意擴展的需要。采用IEC61499標準作分布式協(xié)議基礎，在各類工況下任務切換、事件響應的實時性能優(yōu)越。透明的無主數(shù)據(jù)庫的分布式過程數(shù)據(jù)管理克服了客戶站/服務器網(wǎng)絡主－從依賴的缺欠。

2.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖2.2系統(tǒng)主要性能和指標人機界面分辨率：1600×1280畫面刷新時間：＜0.5s畫面數(shù)據(jù)更新時間：＜0.5s鍵盤（鼠標）發(fā)出操作指令到返回信號在LCD上顯示的總時間<1s網(wǎng)絡形式：交換型工業(yè)快速以太網(wǎng)通信標準：TCP/IP通信速率：100Mb/s網(wǎng)絡介質(zhì)：光纖/UTP/STP系統(tǒng)支持網(wǎng)絡節(jié)點數(shù)：255個站控制器對模擬量信號的最快掃描時間：50ms控制器對開關(guān)量信號的最快掃描時間：10ms模擬量控制回路控制周期：100ms（包括I/O模件與CPU通訊時間）數(shù)字量控制回路控制周期：20ms（包括I/O模件與CPU通訊時間）控制器DPU處理能力：1024點控制器冗余切換時間：<5ms控制器冗余切換數(shù)據(jù)更新時間：<20ms模入信號精度：±0.1%模出負載能力（Ω）：750Ω開關(guān)量輸入查詢電壓：48VDC脈沖量輸入：輸入脈沖最高頻率：100KHZ 允許最大脈沖幅值：60VSOE分辨率：1ms軟件伺服放大器定位精度：±0.2%MTBF：大于200，000小時可利用率：大于99.9%2.2.1運行環(huán)境供電電源：180VAC-264VAC存儲溫度范圍：-20℃-+75運行溫度范圍：-10℃-+65相對濕度：5-95%不結(jié)露.2.2.2抗干擾性能輻射規(guī)范：EN50081-2電磁兼容性：CEEMC認證設備安全規(guī)范：EN61010（1993）抗震動規(guī)范：符合IEC61131-2抗沖擊規(guī)范：符合IEC61131-2隔離方式：光電隔離共模抑制比：90db（50Hz/60kHz）抗共模電壓：250V差模抑制比：60db（50Hz/60Hz）抗差模電壓：90V2.3控制網(wǎng)絡（eNET）執(zhí)行快速以太網(wǎng)協(xié)議的NT6000網(wǎng)絡，采用完全對等的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，克服了客戶站/服務器網(wǎng)絡主-從依賴的缺欠。采用兩個完全獨立的網(wǎng)絡，所有的主控制器、后備控制器和操作站同時連接A網(wǎng)和B網(wǎng)，主、備控制器不依賴于同一個單路網(wǎng)絡。提供包括網(wǎng)絡、設備、端口的全面冗余網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)以ISOOSI模型為參考，物理層和數(shù)據(jù)鏈路層采用IEEE802.3及IEEE802.3u標準，網(wǎng)絡層采用IP協(xié)議，傳輸層采用TCP/UDP協(xié)議。在應用層之上增加用戶層實現(xiàn)對設備的各種控制功能采用互聯(lián)網(wǎng)群組成員協(xié)議（IGMP），通過在整個網(wǎng)絡中有效地部署和擴展分散的群組，降低向多個接收端發(fā)送相同數(shù)據(jù)所產(chǎn)生的網(wǎng)絡負載底層采用標準的工業(yè)以太網(wǎng)以及TCP/UDP/IP協(xié)議，傳輸速率達到100Mbps，可以滿足工業(yè)控制的高帶寬和實時性要求具有強大的可伸縮性，可運用冗余環(huán)形、星形等網(wǎng)絡技術(shù)連接各個站，通過基于快速交換機的互連，具有快速響應網(wǎng)絡和各站通訊錯誤的能力提供基于國際標準的OPCDA和OPCAE服務eNET網(wǎng)絡體系可監(jiān)視控制網(wǎng)絡的狀態(tài)，并管理系統(tǒng)內(nèi)的所有設備2.4分散處理單元采用高性能、低功耗、雙核POWERPC處理器，提供可靠、易用、先進的控制功能，支持復雜的連續(xù)控制和順序控制。運算周期可設置為5ms-30s，控制周期達到20ms，是目前運行可靠、速度最快得DCS控制器之一?；赗ISC高性能POWERPC處理器，低功耗、無風扇運行采用金屬密全封封裝，優(yōu)異的抗干擾能力，適應現(xiàn)場環(huán)境，可安裝在現(xiàn)場100M高速控制網(wǎng)絡，冗余的網(wǎng)絡接口物理上相互獨立，同時工作。完整的連續(xù)控制及順序控制能力支持在線組態(tài)和在線下載支持多任務分配，合理使用CPU資源離線仿真測試與調(diào)試支持冗余處理器自動無擾切換支持處理器及I/O模件的帶電更換支持包括硬件看門狗在內(nèi)的廣泛的故障監(jiān)視和診斷支持ModbusRTU，ModbusTCP，ProfibusDP，HART等多種標準現(xiàn)場總線通訊接口，能夠?qū)⒅С脂F(xiàn)場總線的變送器、執(zhí)行機構(gòu)、電氣保護裝置等設備直接用通訊接入DCS，而無需中間轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)。采用實時性非常強的VXWORKS操作系統(tǒng)，其實時響應性能、運行可靠性等指標大大優(yōu)于WINCE、嵌入LINUX等操作系統(tǒng)。2.4.1控制器硬件規(guī)格處理器POWERPC內(nèi)存64MBFlash和64MBRAM控制內(nèi)存4M控制頁200運行模塊數(shù)4096網(wǎng)絡端口2個100MB以太網(wǎng)端口電源24VDC<10W發(fā)生點（有點名）最多到20，000，具體容量與處理器和內(nèi)存有關(guān)過程控制任務最多16個具有不同回路執(zhí)行時間的任務。過程控制任務執(zhí)行時間5毫秒到30秒2.4.2控制器I/O能力I/O支持6組，每組2個獨立分支，每分支8個模塊，每對控制器最多96個模塊最大硬接線I/O量1024點智能設備能力ModbusProfibusDeviceNetHART2.5輸入、輸出模件采用表面貼裝先進技術(shù)，全密封的模塊化結(jié)構(gòu)，嚴格的隔離技術(shù)，具有較強電磁兼容性和抗干擾能力DIN制標準導軌安裝方式，可快速、方便的安裝，不需任何專用工具“智能化”設計，減輕控制系統(tǒng)的處理負荷模擬量模件的點數(shù)不超過8點，數(shù)字量不超過16點，確保I/O有足夠的分散度利用電子ID，識別模塊類型、系列號和版本號高密度組合元件減少系統(tǒng)占的空間安裝基架內(nèi)提供熱插入電源，所有模件均可帶電插拔每個模件都有標準化的狀態(tài)指示燈和診斷信息，故障診斷可到通道級本地和遠程采用相同的I/O類型，減少模件種類和庫存成本按照FCS標準設計、制造，可直接安裝在現(xiàn)場，節(jié)省大量信號電纜本項目中使用到的I/O模件：型號名稱功能說明KM2218通道模擬量輸入模件輸入電流：0-20mA；輸入電壓：0-10VDCKM2228通道熱電阻輸入模件各種分度的熱電阻RTDKM2238通道熱電偶、毫伏輸入模件各種分度的熱電偶T/C；毫伏：0-100mVKM22416通道開關(guān)量輸入模件干接點輸入；查詢電壓：48VDCKM22416通道開關(guān)量輸入SOE模件干接點輸入；查詢電壓：48VDCKM2258通道開關(guān)量輸出模件繼電器輸出KM226S4通道模擬量輸出模件輸出電流：0-20mA，輸出電壓：0-10VDCKM2294通道脈沖量輸入模件可選擇"OC門輸入"、"磁力式傳感器"、TTL電平"、"無源觸點"2.6人機接口為用戶選擇標準的、智能、易用的人機接口平臺人性化的人-機工程學設計帶Windows2000/XP操作系統(tǒng)的高性能工作站支持多種語言、符合設置和文化習慣所有站均為全功能站，工程師站可同時監(jiān)視操作員畫面和控制策略，可兼作操作員站使用滿足全面的多任務、多窗口性能，支持單個或兩個監(jiān)視器可以在線或離線的方式完成對控制策略、數(shù)據(jù)庫和圖形的組態(tài)界面完全漢化，包括報警調(diào)用任一畫面的擊鍵次數(shù)不多于三次99級口令，保證系統(tǒng)安全符合標準的圖形化界面，用戶可以更關(guān)注具體的應用綜合化診斷，可以更早或者更快進行事前預測豐富設備級操作功能；可分清電氣故障跳閘、聯(lián)鎖保護跳閘和操作跳閘提供在線幫助功能2.7GhaphX人機接口軟件NT6000控制系統(tǒng)GhaphX人機接口軟件是由實時顯示管理程序與一系列相關(guān)的子系統(tǒng)和工具組成，運行在WINDOWS2000/XP平臺上，用于畫面顯示、操作及流程圖、趨勢圖、操作面板、報警、報表、歷史記錄等功能組態(tài)的軟件工具。組態(tài)方式簡捷、直觀，易于長期維護。支持所見即所得方式的全圖形化組態(tài)提供了包括標準ISA-S88圖符和大量動態(tài)圖符的圖庫提供在線幫助、自建文檔、標準C語言編程等手段2.8ControlX組態(tài)軟件NT6000控制系統(tǒng)ControlX組態(tài)軟件用于控制策略組態(tài)的軟件工具，采用圖形化、模塊化組態(tài)方式，簡單、易用、靈活，提供標準的多種功能及算法模塊供用戶選用，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、連續(xù)控制、順序控制的控制功能。圖形化組態(tài)方式，組態(tài)結(jié)果直接以SAMA圖形式輸出，不需重復繪制邏輯圖、SAMA圖采用鼠標拖放自動連接線技術(shù)及相鄰模塊管腳捕捉連接技術(shù)，節(jié)省組態(tài)時間。組態(tài)方式簡單、易學符合IEC61131-3標準，支持功能圖（FBD）、順序功能塊（SFC）、結(jié)構(gòu)化文本（ST）、梯形圖（LD）、指令表（IL）支持離線組態(tài)和在線組態(tài)兩種組態(tài)方式：在離線方式下，產(chǎn)生和修改控制算法、順序控制策略，完成后再下載至控制器內(nèi)運行。在線狀態(tài)下，可增、減組態(tài)模塊、連線、設置參數(shù)，控制策略修改后下載，不需中斷控制器運行，下載過程不會影響該控制器內(nèi)其他正常運行的控制策略，方便了系統(tǒng)的調(diào)試和投運。提供豐富的控制算法模塊和專用的設備級驅(qū)動塊，應用中直接調(diào)用，無需二次開發(fā)，另外提供易擴展的接口，用戶可使用簡單的編程語言，自定義各類控制算法，非常容易實現(xiàn)對復雜邏輯的控制提供虛擬仿真技術(shù)，并作為仿真終端使用2.9NT6000系統(tǒng)現(xiàn)場總線解決方案NT6000系統(tǒng)現(xiàn)場總線擁有在智能現(xiàn)場儀器、儀表之間連續(xù)的利用數(shù)字通信交換過程和診斷信息的能力，使得過程自動化工業(yè)逐步進入數(shù)字化時代。分散處理單元使用PROFIBUSDP/DPV1、HART、MODBUS等協(xié)議實現(xiàn)與支持以上協(xié)議的第三方設備通訊，實現(xiàn)一體化控制。2.10控制機柜NT6000控制系統(tǒng)機柜中所有的組件和連接件均采用標準的，模塊式的結(jié)構(gòu)，消除了柜內(nèi)接線和電源接線工作，機柜設計和組裝僅是各組件間的組裝和連接，大大縮短了機柜組裝和設備交貨時間。控制機柜（主機柜和擴展柜），前后開門，安裝有DIN導軌的隔板，主要安裝控制器（主機柜）、兩個IO轉(zhuǎn)接板，四個I/O分支、每個分支8塊I/O模件，冗余電源及電源分配模塊和網(wǎng)絡接口設備。遠程機柜，單開門，安裝有DIN導軌的隔板，主要安裝控制器、一個IO轉(zhuǎn)接板，兩個I/O分支、每個分支8塊I/O模件，冗余電源及電源分配模塊和網(wǎng)絡接口設備。I/O模件安裝在I/O基架中，I/O基架為拼裝對接式，每個基架可安裝2個模件，每個分支最多可安裝4個IO基架，8塊I/O模件?？刂茩C柜、現(xiàn)場總線機柜外形尺寸序號名稱尺寸1電源柜高×寬×深2200×800×7002控制柜高×寬×深2200×800×7003遠程柜高×寬×深1800×900×5004遠程柜高×寬×深1300×900×5002.11管控一體化解決方案NT6000系統(tǒng)基于開放工業(yè)標準設計，可方便的將各類現(xiàn)場數(shù)據(jù)提供給上層的管理網(wǎng)絡，甚至可將相關(guān)信息通過GPRS發(fā)布到手機中，方便運行維護。專用的數(shù)據(jù)接口既保證了數(shù)據(jù)上傳的高效、可靠，同時也保證NT6000系統(tǒng)的安全運行。

3DCS技術(shù)方案本方案對供熱工程中的循環(huán)流化床鍋爐采用分散控制系統(tǒng)（DCS），實現(xiàn)全廠主輔機設備的集中控制，分散控制系統(tǒng)（DCS）的功能包括數(shù)據(jù)采集（DAS）、模擬量控制（MCS）、輔機順序控制（SCS）、爐膛安全監(jiān)察保護系統(tǒng)（FSSS）等，具備系統(tǒng)級SOE功能。在控制室內(nèi)，運行人員能以LCD和鍵盤為監(jiān)控中心，輔以少量必備的監(jiān)視儀表和操作手段完成設備的啟動、停止及正常運行時的監(jiān)視調(diào)整和事故工況下的緊急處理。采用協(xié)調(diào)控制策略，將鍋爐系統(tǒng)整合為一個被控整體實施自動控制，保證鍋爐在運行過程中的各種擾動工況下，運行參數(shù)維持最佳值。鍋爐的運行以LCD為監(jiān)視和控制中心，實現(xiàn)集中控制。在控制室內(nèi)可完成鍋爐正常運行工況的監(jiān)視和調(diào)整、異常工況的報警和緊急事故處理，在少量就地運行人員的配合下，可實現(xiàn)鍋爐的分階段半自動啟/停。3.1控制室布置采用集中控制的方式，在集中控制室實現(xiàn)對鍋爐系統(tǒng)的集中監(jiān)控，運行人員操作環(huán)境較好，操作監(jiān)視面較為集中，控制室盤臺布置美觀、整齊、空間（長×寬×高）比例協(xié)調(diào)，房間布局合理，去爐、機側(cè)通道通暢方便。操作員布置在集中控制室內(nèi)的大型操作臺（可根據(jù)控制室實際情況定制）上，用于布置操作員站。操作臺上布置操作員站LCD、鍵盤等人機接口設備及需經(jīng)常操作的極少量的控制開關(guān)按鈕。如：鍋爐安全門控制按鈕、緊急停爐按鈕、緊急放水門、啟停高壓油泵等。操作臺內(nèi)部用于布置操作員站主機系統(tǒng)。3.2DCS系統(tǒng)的配置NT6000DCS系統(tǒng)，完全遵循了集散控制系統(tǒng)的要求，既保證了系統(tǒng)的安全性同時也充分考慮了系統(tǒng)分散性要求。3.2.1DPU的配置控制器按工藝區(qū)分配，控制站與工藝系統(tǒng)一一對應，這種方案除各個工藝系統(tǒng)分區(qū)之間的聯(lián)鎖控制信號外，各控制站間無數(shù)據(jù)通訊要求。I/O信號電纜按工藝系統(tǒng)排列，無交叉，簡潔清晰，各控制站的負荷比較均衡、合理，安裝、調(diào)試、維護管理方便。根據(jù)以上DPU分配原則和我公司已成功實施的工程經(jīng)驗，DCS系統(tǒng)配置11對冗余的KM940控制器，具體分配如下：單元名稱控制數(shù)量循環(huán)流化床鍋爐40t/h1對×280t/h1對×2公用系統(tǒng)1對總計5對3.2.2I/O測點的配置按照實際要求的測點數(shù)量及20%備用點裕量進行配置。I/O測點的基本配置原則如下：（1）控制系統(tǒng)的測量信號可以來自于本機控制器，或通過高速數(shù)據(jù)公路來自其它的控制器為了保證某一控制系統(tǒng)的可靠性，在測點分配上，盡可能使某一控制系統(tǒng)的信號來自本機控制器，這樣，該控制系統(tǒng)的正常運行僅取決于本機控制器的正常運行，而與其余控制器的正常與否無關(guān)，保證了系統(tǒng)的最高可靠性。（2）某些控制系統(tǒng)的信號是公用的，在測點分配時，盡可能使子系統(tǒng)的信號直接來自于本機控制器；主控系統(tǒng)的部分信號通過高速數(shù)據(jù)公路來自于其它控制器，這樣優(yōu)先保證了子系統(tǒng)的可靠性，事實上，子系統(tǒng)的正常運行也是主控系統(tǒng)正常運行的必要條件。（3）數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（DAS）中甲乙側(cè)的測點信號和比較獨立的甲、乙控制系統(tǒng)，盡可能分配在不同的分散控制單元，至少應分配在不同的I/O卡件上。根據(jù)以往工程項目的經(jīng)驗，本項目的I/O測點預估和配置如下：單元名稱AIAODIDO總計4-20mARTDTC4-20mA1#鍋爐28168880401802#鍋爐28168880401803#鍋爐481688120402404#鍋爐48168812040240公用328040156合計1846432324802009963.2.3人機界面的配置本期工程DCS系統(tǒng)人機界面共配置4套操作員站、其中1臺兼做工程師站。所有操作員站都是全功能操作員站，通過軟件閉鎖的方式分成各個相關(guān)的功能區(qū)。操作員站具有顯示管理功能，可以顯示系統(tǒng)總貌，分組顯示、回路顯示、報警顯示、系統(tǒng)狀態(tài)顯示、用戶定義的生產(chǎn)流程動態(tài)顯示、相關(guān)參數(shù)顯示等。同時可進行操作信息、系統(tǒng)狀態(tài)信息、生產(chǎn)記錄信息和統(tǒng)計報表等的打印。操作員站的配置如下：DELLoptiplex360工控機：IntelE5200雙核2.5GHz主頻，1G內(nèi)存，160G硬盤，DVD-ROM，冗余網(wǎng)卡，101標準鍵盤，鼠標。顯示器：22寸LCD，1280×1024象素，點距≤0.26，具有防眩、抗靜電、低輻射的功能。系統(tǒng)軟件：WINDOWSXP操作系統(tǒng)人機接口軟件：KVIEW/RT運行軟件3.2.4后備硬手操的配置因NT6000系統(tǒng)軟硬件可靠性較高，本方案建議僅在操作臺上設置少量停爐按鈕。取消原電子設備間儀表盤上的操作按鈕。3.2.5控制機柜和操作臺的配置考慮到施工和維護管理的方便，在集控室電子設備間按被控對象布置7只控制機柜和1只電源柜。控制機柜的配置具體如下：單元名稱機柜數(shù)量鍋爐40t/h1只×280t/h2只×2公用系統(tǒng)1只合計7只每只機柜中不布置兩個以上的系統(tǒng)單元，以便于某個系統(tǒng)單元停運后，能對控制機柜進行停電檢修。所有機柜的外殼防護等級為IP52，機柜尺寸為高2200×寬800×深600ｍｍ，前后單開門。在集控室配置一套大班臺式操作臺，能夠安放4臺操作員站。操作臺除能安放本次DCS系統(tǒng)的操作員站外，還應能安放其它控制系統(tǒng)操作員站，操作臺采用優(yōu)質(zhì)木質(zhì)結(jié)構(gòu)，設計美觀大方。配置打印機臺1套安放打印機。3.2.7網(wǎng)絡的配置NT6000DCS系統(tǒng)的控制網(wǎng)絡為冗余eNET網(wǎng)，交換機均采用工業(yè)級管理型以太網(wǎng)交換機。用于連接分散處理單元DPU、工程師站、操作員站等，完成各站的通訊和數(shù)據(jù)交換，傳輸速率100Mbps。網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)采用客戶站方式，即任一操作員站和工程師站都有數(shù)據(jù)處理和存儲能力，任一臺操作員站和工程師站故障均不影響其他操作站的正常工作。3.2.8與外系統(tǒng)的接口DCS設計有與DEH控制系統(tǒng)的接口，DEH采用以NT6000為平臺的DEH-NK，所有數(shù)據(jù)均采用通訊方式交換，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，減少了硬接線交換信息部分，減少投資。由于硬件完全相同，DCS系統(tǒng)與DEH系統(tǒng)間可直接采用數(shù)據(jù)高速公路通訊，而不需要經(jīng)過中間協(xié)議的轉(zhuǎn)換，提高數(shù)據(jù)共享的及時性和可靠性。另外，DCS還設計有與其它控制系統(tǒng)和設備（如PLC、智能儀表等）的接口，接口可以采用Modbus、Profibus等通訊，實現(xiàn)在集中控制室的集中監(jiān)視。3.2.9電源和接地的配置DCS系統(tǒng)配置1只電源柜，由買方分別提供2路220VAC±15%，50Hz±1Hz單相電源給DCS電源柜供電，其兩路電源一路來自廠用電，一路來自UPS。在電源分配柜內(nèi)組成兩套互相隔離的供電電源，向系統(tǒng)內(nèi)各設備供電。電源柜向集中控制室內(nèi)的控制機柜、工程師站、操作員站供電。NT6000是一套低功耗的DCS系統(tǒng)，電源柜的電源負載大致如下表：供電對象控制機柜操作員站合計供電負荷（kW）7×0.3kW4×0.4kW小計2.1Kw1.6kW3.7kW電源柜內(nèi)電源分配圖4網(wǎng)絡系統(tǒng)圖

5DCS供貨設備清單5.1設備清單序號名稱型號數(shù)量單位產(chǎn)地一操作站硬件1操作員站其中1臺兼做工程師站4套（1）主機optiplex360

IntelE5200雙核2.5G/1G/160G/DVD-ROM4臺DELL（2）22寸LCD4臺DELL（3）操作臺操作單元（800×1200×750mm）4節(jié)SCIYON2打印機（1）A3彩色打印機OfficejetProK71081臺HP（2）打印機臺1200×700×700mm1臺SCIYON二網(wǎng)絡設備1以太網(wǎng)交換機KN821-162臺SCIYON2網(wǎng)絡附件含網(wǎng)絡安裝所需材料1套進口三控制系統(tǒng)單元I1#鍋爐系統(tǒng)1控制機柜BM120-2200×800×600mm-M-RAL70351只SCIYON2KM940冗余控制器KM940/KM940/BM1211對SCIYON38通道模擬量輸入模件KM221S4只SCIYON48通道熱電阻輸入模件KM222S2只SCIYON58通道熱電偶輸入模件KM223S1只SCIYON64通道電流輸出模件KM226S2只SCIYON716通道數(shù)字量輸入模件KM224S5只SCIYON88通道數(shù)字量輸出模件KM225S/RLY5只SCIYONII2#鍋爐系統(tǒng)1控制機柜BM120-2200×800×600mm-M-RAL70351只SCIYON2KM940冗余控制器KM940/KM940/BM1211對SCIYON38通道模擬量輸入模件KM221S4只SCIYON48通道熱電阻輸入模件KM222S2只SCIYON58通道熱電偶輸入模件KM223S1只SCIYON64通道電流輸出模件KM226S2只SCIYON716通道數(shù)字量輸入模件KM224S5只SCIYON88通道數(shù)字量輸出模件KM225S/RLY5只SCIYONIII3#鍋爐系統(tǒng)1控制機柜BM120-2200×800×600mm-M-RAL70352只SCIYON2KM940冗余控制器KM940/KM940/BM1211對SCIYON38通道模擬量輸入模件KM221S6只SCIYON48通道熱電阻輸入模件KM222S2只SCIYON58通道熱電偶輸入模件KM223S1只SCIYON64通道電流輸出模件KM226S2只SCIYON716通道數(shù)字量輸入模件KM224S5只SCIYON88通道數(shù)字量輸出模件KM225S/RLY5只SCIYONIV4#鍋爐系統(tǒng)1控制機柜BM120-2200×800×600mm-M-RAL70352只SCIYON2KM940冗余控制器KM940/KM940/BM1211對SCIYON38通道模擬量輸入模件KM221S6只SCIYON48通道熱電阻輸入模件KM222S2只SCIYON58通道熱電偶輸入模件KM223S1只SCIYON64通道電流輸出模件KM226S2只SCIYON716通道數(shù)字量輸入模件KM224S5只SCIYON88通道數(shù)字量輸出模件KM225S/RLY5只SCIYONV公用系統(tǒng)1控制機柜BM120-2200×800×600mm-M-RAL70351只SCIYON2KM940冗余控制器KM940/KM940/BM1212對SCIYON38通道模擬量輸入模件KM221S4只SCIYON48通道熱電阻輸入模件KM222S只SCIYON58通道熱電偶輸入模件KM223S只SCIYON64通道電流輸出模件KM226S只SCIYON716通道數(shù)字量輸入模件KM224S5只SCIYON88通道數(shù)字量輸出模件KM225S/RLY5只SCIYON四火電廠自動化軟件1火電廠自動化控制軟件_操作KVIEW/RTV3.03套SCIYON2火電廠自動化控制軟件_組態(tài)KVIEW/DSV3.01套SCIYON五電源及電纜1電源柜BM120-2200×800×600mm-M-RAL70351只SCIYON六隔離器1直流電力繼電器250VDC/10A48只OMRON5.2備品備件清單序號名稱型號數(shù)量單位產(chǎn)地18通道模擬量輸入模件KM221S2只SCIYON28通道熱電阻輸入模件KM222S1只SCIYON38通道熱電偶輸入模件KM223S1只SCIYON44通道電流輸出模件KM226S1只SCIYON516通道數(shù)字量輸入模件KM224S2只SCIYON68通道數(shù)字量輸出模件KM225S/RLY2只SCIYON

第三部分循環(huán)流化床鍋爐的控制1前言循環(huán)流化床（CFB）燃燒技術(shù)是最近幾十年發(fā)展起來的一種新型燃燒技術(shù)，我國在該領(lǐng)域的研究和生產(chǎn)始于上世紀八十年代，不同鍋爐廠家生產(chǎn)的CFB鍋爐在結(jié)構(gòu)、性能特點及調(diào)節(jié)手段等方面均存在一定差異，鍋爐本體的制造技術(shù)和熱工控制策略的制定尚在不斷摸索過程中。CFB鍋爐在燃用不同煤種、不同負荷下其爐內(nèi)燃燒及換熱過程的組織會有所區(qū)別，相應的一、二次風量分配也會不同。在燃用低揮發(fā)份的無煙煤時一次風率較低，而在燃用高揮發(fā)份的煙煤時一次風率較高。同樣，同一煤種在不同負荷下其一、二次風的比例也會不同。DCS廠商只有從鍋爐制造廠商處得到上述設計參數(shù)后，才能在構(gòu)造控制方案時從大局上把握方向。然后在項目實施過程中對上述控制方案作進一步調(diào)整，最終得到與現(xiàn)場運行情況相符的控制策略和控制參數(shù)。 循環(huán)流化床鍋爐在結(jié)構(gòu)及燃燒方式上均與普通煤粉爐不同，因此其控制要求及控制方案與普通煤粉爐也有一定差異。循環(huán)流化床鍋爐采用布風板上床層流化燃燒方式，其燃燒控制方案與煤粉爐完全不一樣。流化床鍋爐要在爐內(nèi)進行石灰石脫硫，故循環(huán)流化床鍋爐必須增加石灰石給料控制系統(tǒng)。另外，循環(huán)流化床鍋爐煙氣中的未燃粒子經(jīng)過旋風分離器后要由返料裝置送回爐床繼續(xù)燃燒，所以循環(huán)流化床鍋爐必須具有返料控制系統(tǒng)。循環(huán)流化床鍋爐正常燃燒時需要控制一定的床層厚度，床層厚度由排渣系統(tǒng)進行控制，因此循環(huán)流化床鍋爐必須具有排渣控制（床層厚度控制）系統(tǒng)，循環(huán)流化床鍋爐要用一次風保證物料流化，而且要保證爐底密相區(qū)具有還原氣氛；用二次風控制爐膛的氧量保證燃料充分燃燒，一次風控制和二次風控制同煤粉爐有所不同。除此之外，循環(huán)流化床鍋爐的其它控制系統(tǒng)與常規(guī)煤粉爐的控制要求及控制方案基本相同，包括機爐協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)、給水調(diào)節(jié)系統(tǒng)、主汽溫控制系統(tǒng)及引風控制系統(tǒng)等。循環(huán)流化床鍋爐燃燒系統(tǒng)是一個大滯后、強耦合的非線性系統(tǒng)，各個變量之間相互影響。有的被調(diào)參數(shù)同時受到幾個調(diào)節(jié)參數(shù)的共同影響，如床層溫度要受到給煤量、石灰石供給量、一次風量、返料量及排渣量等多個參數(shù)控制。同時，有的調(diào)節(jié)參數(shù)又影響多個被調(diào)參數(shù)，如給煤量不僅影響主汽壓力，還影響床溫、爐膛溫度、過量空氣系數(shù)及SO2含量等參數(shù)。因此，在構(gòu)造CFB鍋爐控制方案時只有抓住主要矛盾，同時兼顧各個次要矛盾，才能構(gòu)造出滿足系統(tǒng)要求的控制策略。我公司在對CFB鍋爐熱工控制系統(tǒng)實施過程中，與鍋爐制造廠商及設計院充分協(xié)商和合作，經(jīng)過大膽的技術(shù)創(chuàng)新，從循環(huán)流化床能量傳遞的角度，重新認識了循環(huán)流化床鍋爐的調(diào)節(jié)對象特性，開發(fā)了針對循環(huán)流化床鍋爐的燃燒控制模塊，最終已經(jīng)解決了循環(huán)流化床協(xié)調(diào)投運問題。

2工藝系統(tǒng)說明循環(huán)流化床鍋爐結(jié)構(gòu)形式為單汽包、自然循環(huán)、循環(huán)流化床鍋爐、單爐膛、高溫絕熱旋風分離器、固態(tài)排渣、滾筒冷渣器、全鋼結(jié)構(gòu)爐架。由于循環(huán)流化床鍋爐所具備的特殊運行機理，它與常規(guī)的煤粉鍋爐相比較，在汽—水側(cè)的控制方式上是基本相同的，但在燃燒側(cè)的控制上卻存在著根本的區(qū)別，其最大的不同點，就是循環(huán)流化床鍋爐所特有的對物料循環(huán)的監(jiān)測、調(diào)節(jié)及聯(lián)鎖保護?？梢哉J為循環(huán)流化床鍋爐的爐膛更類于一個低溫的化學反應器，它內(nèi)部的火焰特征要比常規(guī)煤粉爐差得多，因此，它更加注意的是對爐膛內(nèi)的床溫、床壓、分離器入/出口溫度以及風煤比的監(jiān)測、調(diào)節(jié)和聯(lián)鎖保護，注意的是對影響物料流化、循環(huán)、燃燒及脫硫反應的各股風量的監(jiān)控，以此來確保建立一個平穩(wěn)、足夠的熱物料循環(huán)，從而完成鍋爐燃燒側(cè)的燃料燃燒、物料平衡以及熱量傳遞過程。所以循環(huán)流化床鍋爐CFB與煤粉爐相比的主要差異在于：（1）、鍋爐燃料安全保護系統(tǒng)（FSS）（2）、鍋爐啟動和自動點火系統(tǒng)（BCS）（3）、風煙和燃燒系統(tǒng)的自動調(diào)節(jié)本方案是根據(jù)循環(huán)流化鍋爐的設計特點，提出的一個基本方案，工程實施時還必須結(jié)合具體工程，并參閱鍋爐設計說明書、鍋爐運行說明書以及其它相關(guān)的圖紙資料，進行詳細設計。

3鍋爐爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)（FSSS）的控制方案鍋爐爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)是鍋爐必不可少的保護控制系統(tǒng)，它的主要作用是實現(xiàn)鍋爐燃燒系統(tǒng)的有序管理。當各允許條件滿足時，程序控制燃燒器啟動和停止以及保持燃燒器穩(wěn)定運行。當允許條件不滿足時，執(zhí)行預先設計的保護邏輯，對鍋爐實施必要的保護性措施，以確保人員、設備的安全，這些保護措施包括迅速降負荷、停爐及停爐后爐膛內(nèi)的吹掃等。3.1鍋爐點火系統(tǒng)3.1.1概述由于循環(huán)流化床鍋爐的爐膛密相區(qū)和旋風分離器等多個部位設有較厚的耐磨火材料，因此，在設備啟動過程中必須嚴格限制鍋爐的加熱升溫速度，以防止這些非金屬材料因受熱不均而爆裂、脫落。這就要求循環(huán)流化床鍋爐的暖爐燃燒器設計，既要位置、數(shù)量合理，又要有較寬的調(diào)節(jié)比，而且需要可控性好，操作靈活。點火系統(tǒng)主要用于鍋爐暖爐啟動，它是將送入布風板下的冷一次風加熱到880℃3.1.2點火燃燒器通常情況下，每臺鍋爐配有2套點火燃燒器，每套點火燃燒器配有一支高能點火器、一支油槍，一支火焰檢測器。其中，油槍為固定插入式，而點火器為可伸縮式。同時，每只燃燒器配備獨立的可調(diào)風門，以便為其相應的燃燒油量配風。3.1.3燃燒器的油系統(tǒng)通常情況下，點火器的爐前系統(tǒng)均設有油再循環(huán)回路。在鍋爐允許啟動的情況下，可打開油母管跳閘閥，而在有油系統(tǒng)循環(huán)的要求時，可根據(jù)情況打開點火器的油再循環(huán)閥，以便建立所要求的運行油壓。3.2鍋爐啟動和自動點火系統(tǒng)（BCS）3.2.1爐膛吹掃在鍋爐每次冷態(tài)啟動前或當總給料跳閘MFT（床溫低于600℃）3.2.2鍋爐冷態(tài)啟動3.2.2.1自動點火在爐膛吹掃完成、鍋爐聯(lián)鎖投入、爐膛已通風、油溫、油壓正常、油槍到位、沒探測到火焰等條件滿足時，可進行啟動點火。3.2.2.1.1風道燃燒器啟動點火風道燃燒器啟動前必須滿足如下條件：（1）、沒有MFT存在（2）、油燃燒器安全切斷閥均關(guān)閉（3）、油燃燒器氣壓正常當上述條件滿足時，只要啟動油燃燒器啟動程序，系統(tǒng)自動完成點火過程中的各項操作：（1）、推進點火器；（2）、點火器進到位后，打開油角閥，同時激勵點炎器點火；（3）、經(jīng)過一個點火時延后，a、如果其火檢探頭檢測到火焰，則點火槍停止打火并退出，該油槍點火成功并維持運行狀態(tài)；b、如果其火檢探頭沒有檢測到火焰，則油槍點火失敗，立即關(guān)閉其油角閥，并對油槍進行吹掃。油槍吹掃時應打開其吹打閥，同時點火器開始一個打火時限并在時限結(jié)束后退出，同時關(guān)閉吹掃閥。（4）、風道燃燒器停止時也應完成一個油槍吹掃過程，但有MFT時除外。3.2.2.1.2床上啟動燃燒器點火對于床上啟動燃燒器，其未運行油槍的配風可作為二次風噴口使用且其風量不得低于最小值，而已投運油槍的燃燒配風應隨其自身的負荷變化。當所有聯(lián)鎖條件滿足后，啟動燃燒器應按下列步序進行（參見后面框圖）：（1）、推進油槍；（2）、油槍進到位后，推進點火器；（3）、點火器進到位后，打開油角閥，同時激勵點火；（4）、經(jīng)過一個點火時限后，a、如果其火檢探頭檢測到火焰，則點火槍點火并退出，該油點火成功并維持運行狀態(tài)；b、如果其火檢探頭沒有檢測到火焰，則油槍點火失敗，立即關(guān)閉其油角閥，并對油槍進行吹掃。油槍吹掃時應打開其吹掃閥，同時點火器開始一個打火時限并在時限結(jié)束后退出，同時關(guān)閉吹掃閥，然后再退出油槍。（5）、啟動燃燒器停止時也應完成一個油槍吹掃過程，但有MFT時除外。上述程控啟動點火油燃燒器過程，既可以用單支油燃燒器啟動的方式進行，也可以用油燃燒器成組啟動的方式進行。當采用單支油燃燒器啟動方式，系統(tǒng)自動對單支油燃燒器的有關(guān)設備進行操作。如果采用成組啟動油燃燒器方式，系統(tǒng)按照一定時間順序依次點燃各支油燃燒器。除此之外，也可采用遠操方式手動操作各油燃燒器的相應設備。如要對1＃油燃燒器進行遠操，可調(diào)出相應操作畫面，用鼠標點中有關(guān)設備，直接控制點火槍的進退、油槍的進退、油閥的開關(guān)和打火器打火等。3.2.2.2鍋爐暖爐點火成功后，調(diào)節(jié)風道燃燒囂的燃油流量和風量，床上啟動燃燒器，以每小時60℃—803.2.2.3投煤油燃燒器投入運行后，床層溫度逐步升高。當床溫大于450℃后，可以少量投煤，當床溫大于600℃后，可以逐漸增大投煤。按床溫要求或排放限制，將石灰石給料系統(tǒng)投入運行，隨后在滿足一定條件后投運除塵器。床溫繼續(xù)升高到某一溫度（如7503.2.3鍋爐熱態(tài)啟動如果床溫高于600℃床溫低于550℃時，投入風道燃燒器，并按冷態(tài)啟動方式加熱鍋爐。監(jiān)視床溫，當床溫升至600

4調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)的策略和要求4.1基于殘?zhí)靠刂频难h(huán)流化床鍋爐協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)4.1.1成果的技術(shù)背景和技術(shù)原理循環(huán)流化床（CFB）鍋爐因具有燃燒效率高、污染排放物低、燃料適應性廣的優(yōu)點而得到越來越廣泛的應用，但是CFB鍋爐在自動控制方面存在很多問題，當前國內(nèi)大量投產(chǎn)的CFB鍋爐都很難投入自動。其中的關(guān)鍵性問題是對CFB鍋爐的燃燒和能量傳遞機理認識不透徹，照搬煤粉鍋爐的控制方案，不可能取得良好的效果。因此本成果從CFB鍋爐與煤粉爐的燃燒和能量傳遞機理的差別入手，分析了CFB鍋爐燃燒過程中存在于床料中的未燃盡的煤顆粒，對于燃燒過程的影響和控制方法，歸納和提出了CFB鍋爐的“殘?zhí)俊笨刂品椒?，并以此為基礎設計了基于殘?zhí)靠刂频难h(huán)流化床鍋爐控制系統(tǒng)。4.1.2CFB鍋爐的機理和殘?zhí)康母拍?.1.2.1CFB鍋爐的燃燒過程CFB鍋爐與普通煤粉爐最本質(zhì)的差異是在其燃燒系統(tǒng)。CFB鍋爐沒有磨煤機等煤粉制備系統(tǒng)，入廠煤經(jīng)過破碎機破碎成粒徑≤8mm的顆粒后，經(jīng)給煤機送入爐膛，燃煤粒徑比普通煤粉爐的煤粉大得多。當煤粒進入爐膛后，不能像煤粉一樣直接充分燃燒，而是發(fā)生一系列復雜過程：1、在充分流化的高溫床料的作用下，煤顆粒與高溫床粒混合，被加熱干燥；2、煤顆粒發(fā)生熱解，其中的揮發(fā)分燃燒。某些煤種還會發(fā)生顆粒膨脹和一級破碎現(xiàn)象；3、剩余未燃盡的煤顆粒蓄積在床料中，直至滿足燃燒條件。如果未燃盡的煤顆粒被帶出床料中，離開爐膛出口經(jīng)旋風分離器和返料裝置將被送回至爐膛的床料中。煤顆粒完全燃盡需要約8-10分鐘。我們將蓄積在床料中和處于循環(huán)回收過程中的暫時不具備燃燒條件的煤顆粒稱之為“殘?zhí)俊?。正是“殘?zhí)俊敝行罘e的燃料化學能和床料的熱慣性和蓄熱能力造成了CFB鍋爐燃燒過程的滯后等特性，這是CFB鍋爐與普通煤粉爐的最本質(zhì)區(qū)別。采用“殘?zhí)俊钡母拍顏斫忉孋FB鍋爐的一系列動態(tài)特性，將獲得對CFB鍋爐完整和本質(zhì)的理解。4.1.2.2CFB鍋爐能量轉(zhuǎn)換和殘?zhí)康母拍钌蠄D是應用殘?zhí)扛拍顚τ贑FB鍋爐的能量轉(zhuǎn)換過程的圖示。能量轉(zhuǎn)換的過程分為四個主要階段：燃料化學能階段，包括從煤倉經(jīng)過給煤機環(huán)節(jié)進入爐膛的過程。系統(tǒng)通過控制給煤機的轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)輸入CFB鍋爐系統(tǒng)的燃料化學能。殘?zhí)炕瘜W能階段，包括煤顆粒在床料中的加熱干燥、熱解、揮發(fā)分燃燒、循環(huán)的過程。在煤顆粒進入床料的初始階段，其中的揮發(fā)份就會快速燃燒，通過熱交換轉(zhuǎn)化成蒸汽熱能。所以，揮發(fā)份較高的煤種應用在CFB鍋爐中，其滯后性較小，相對容易控制。但是煤顆粒中的固定碳成份大都需要通過干燥、熱解，轉(zhuǎn)換成“殘?zhí)俊敝?，再逐步達到燃燒條件的。由于固定碳是煤顆粒的主要成分，因此我們將CFB鍋爐的主要燃燒過程理解為燃料通過床溫的作用轉(zhuǎn)化為“殘?zhí)俊敝?，再進行充分燃燒的。從能量轉(zhuǎn)換過程來看，鍋爐入口的燃料化學能大部分在爐膛中轉(zhuǎn)化成了“殘?zhí)俊被瘜W能。小部分揮發(fā)份部分直接燃燒轉(zhuǎn)化為了蒸汽熱能。對于450t/h等級的CFB鍋爐，滿負荷時，其床溫中蓄積的殘?zhí)坑?.5t左右。CFB鍋爐給煤管線產(chǎn)生的純滯后一般為3~6分鐘，從煤顆粒進入床料再轉(zhuǎn)化為“殘?zhí)俊睍r間滯后一般為3~5分鐘。三是蒸汽熱能過程；四是動能和電能過程；三四兩個過程與常規(guī)煤粉爐沒有區(qū)別。4.1.2.3殘?zhí)吭贑FB鍋爐動態(tài)特性中的作用分析應用CFB鍋爐能量轉(zhuǎn)換過程的概念，能夠深入分析CFB鍋爐的動態(tài)響應特性，完整地解釋其動態(tài)過程。以床溫為例，我們來分析兩個典型過程。一是加煤過程，提高給煤量，經(jīng)過給量線的純延遲時間后，床溫下降，這是床料在加熱煤顆粒；經(jīng)過五分鐘左右的時間，床溫回升并穩(wěn)定在一個比實始床溫更高的水平，這是殘?zhí)苛吭黾又?，CFB鍋爐燃燒率加強的結(jié)果。二是加一次風過程，增加一次風之后，床溫快速上升，這是燃燒率加強，殘?zhí)考铀偃紵慕Y(jié)果；經(jīng)過數(shù)分鐘，床溫下降并穩(wěn)定在一個比初始床溫更低的水平，這是殘?zhí)勘幌暮螅擦现械臍執(zhí)苛肯陆岛?，CFB鍋爐穩(wěn)定在一個較低的燃燒率水平上。4.1.3殘?zhí)靠刂圃贑FB鍋爐協(xié)調(diào)控制上應用應用CFB鍋爐能量轉(zhuǎn)換過程的概念，來分析CFB鍋爐的控制要求，設計相關(guān)的方案，我們能夠從更本質(zhì)的角度來理解CFB鍋爐，并獲得全新的思路。控制系統(tǒng)是對于快慢兩個過程的協(xié)調(diào)，通過對鍋爐的慢過程和供熱負荷變化的快過程的協(xié)調(diào)，在保證鍋爐工藝過程穩(wěn)定的前提下，盡可能快地響應供熱的負荷指令。核心算法有三個部分。一是，盡可能地利用中間蓄熱，在保證工藝參數(shù)穩(wěn)定在一定范圍內(nèi)前提下，盡可能快的響應供熱的負荷指令，如何合理地運用中間蓄熱，將決定小范圍負荷變化的特性。二是，盡可能快的調(diào)整鍋爐這個慢過程，鍋爐調(diào)整的特性最終決定了大范圍的負荷變化的特性。三是，協(xié)調(diào)快慢過程的步調(diào)，避免相互干擾，影響整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性。對于煤粉爐，其中間蓄熱主要是指汽包的蓄熱。對于CFB鍋爐，除了汽包蓄熱，工藝系統(tǒng)中床料蓄熱的容量更大，在額定負荷下，如果燃料全部中斷，利有床料中蓄積的“殘?zhí)俊焙痛擦系臒崛萘?，甚至能維持十幾分鐘的供熱。因此如果能夠利用床料的蓄熱來滿足供熱的負荷變化，將比改變給煤量來改變負荷要減少近10分鐘的時間，而且其容量更大，比汽包蓄熱大兩個數(shù)量級。但是利用床料的蓄熱存在兩個大的障礙，一是缺乏床料蓄熱的測量手段，汽包的蓄熱能夠直接用汽包壓力來表征，床料的熱容量可以用床溫來表征，但是床料蓄熱的主要部分“殘?zhí)俊眳s缺乏測量手段。二是傳統(tǒng)觀念中缺乏床料蓄熱的控制手段。因此基于殘?zhí)靠刂频姆桨傅年P(guān)鍵性問題正是解決這兩大障礙，我們的解決方案是利用一次風作為釋放或蓄積床料蓄熱的控制手段。由于無法測量殘?zhí)康慕^對量，我們通過軟測量的方法測量殘?zhí)康淖兓?。以升負荷為例，我們分析一下基于殘?zhí)靠刂频膮f(xié)調(diào)控制方案。當要求供熱升負荷時，通過釋放汽包蓄熱來快速提高負荷，以汽包蓄熱的容量，這個過程只能維持很短的時間，一般在20秒左右。系統(tǒng)調(diào)大一次風量，一次風量的增加會迅速的加強床料中“殘?zhí)俊钡娜紵?，釋放出床溫中蓄積的化學能和熱量，床料蓄熱的容量很大，足以維持五分鐘左右的負荷變化。在利用蓄熱的同時，控制系統(tǒng)根據(jù)升負荷的情況，相應增加給煤量，增加的給煤量將在十分鐘之后反映到負荷變化上來。釋放的汽包蓄熱會通過汽包壓力反映到協(xié)調(diào)控制中來，協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)最終通過給煤補償這部分提前釋放的汽包蓄熱。同樣的道理，根據(jù)軟測量回路測量的殘?zhí)康臏p少量，相應地增加給煤量，以補償這部分提前釋放的床料蓄熱。由于有了殘?zhí)靠刂频氖侄?，協(xié)調(diào)控制方案中擁有了容量較大，反映時間較快的蓄熱控制手段，能夠大大加快負荷響應的速度。4.1.4基于殘?zhí)靠刂频腃FB鍋爐協(xié)調(diào)控制的應用效果采用殘?zhí)靠刂扑枷朐O計的CFB鍋爐協(xié)調(diào)控制方案，從CFB鍋爐的運行機理出發(fā)，采用機跟爐控制方式，對象預估補償和模糊控制算法，能夠從根本上提高CFB鍋爐協(xié)調(diào)控制的變負荷能力。4.2控制回路設計4.2.1鍋爐負荷控制回路鍋爐負荷信號是由主汽集箱壓力和實際蒸汽流量信號綜合而成的。鍋爐負荷的需求信號使得燃料量（油、煤）和所需的空氣量加以改變，在維持鍋爐主汽壓力在設定值的前提下，從而改變鍋爐蒸汽流量、燃料放熱值以及整個傳熱過程。總?cè)剂狭髁浚汉腿加停┑臏y量值作為煤流量控制回路的反饋信號，以及空氣流量控制回路的需求量信號，都必須考慮到鍋爐傳熱狀況和燃料熱值的某些改變，因此，部燃料流量必須加以補償。4.2.2床溫控制回路該回路的目的是根據(jù)負荷的要求維持床溫在規(guī)定值上，循環(huán)流化床鍋爐的最佳運行床溫為850℃－900影響循環(huán)流化床床溫的因素很多，如給煤量、石灰石供給量、排渣量、一次風量、二次風量、返料風量等。給煤量主要用來調(diào)節(jié)主汽壓力，給煤對床溫調(diào)節(jié)的影響僅通過床溫超限時的方向閉鎖來體現(xiàn)，即床溫高時閉鎖加煤，即床溫低時閉鎖減煤。石灰石供給量對床溫的影響比較小，且其影響也可間接體現(xiàn)在給煤量上，主要用來調(diào)節(jié)煙氣含硫量，故在構(gòu)造床溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)時不考慮石灰石的影響。排渣量主要用來調(diào)節(jié)床層厚度，若床層厚度基本恒定則排渣量對床溫的影響可不予考慮，在床溫較高時適量排渣，在床溫較低時閉鎖排渣。對于不帶外置式換熱器且采用高溫分離器的循環(huán)流化床鍋爐，可以通過調(diào)節(jié)一次風和二次風的比例來維持床溫穩(wěn)定，但是在調(diào)節(jié)一次風時的前提條件要保證循環(huán)流化床物料的流化，也即一次風壓頭不能過低。對于帶外置式換熱器或采用中溫分離器的循環(huán)流化床鍋爐，則通過調(diào)節(jié)返料量來調(diào)節(jié)床層溫度。當床層溫度升高時，增加返料可降低床溫。相反，床溫降低則可通過減少返料來升高床溫，但是在調(diào)節(jié)返料量時的前提條件要保證循環(huán)流化床物料的正常循環(huán)。綜上所述，在影響循環(huán)流化床床溫的綜多因素中，一次風量和返料風量是主要調(diào)節(jié)手段，但要受到一定的條件閉瑣；其次是一些閉瑣條件，如給煤量、石灰石供給量和排渣量等，這些因素是在床溫偏差較大時，實現(xiàn)方向閉瑣。此外，由于循環(huán)流化床鍋爐的最佳運行床溫是一定的溫度范圍，所以調(diào)節(jié)器具有一定的“死區(qū)”，以避免調(diào)節(jié)的頻繁動作。4.2.3一次風流量（壓力）控制回路一次風機提供的空氣（一次風）具有以下作用：（1）物料流化：流經(jīng)布風板一次風用于流化燃料室內(nèi)的床料；（2）配風：送入兩支風道燃燒器作為油燃燒配風和混合風，以產(chǎn)生足夠高溫的煙氣；一次風量調(diào)節(jié)系統(tǒng)就是通過控制一次風機入口導葉，調(diào)節(jié)一次風量以滿足鍋爐主控（負荷）及床溫調(diào)整的要求。4.2.4二次風流量控制回路二次風機提供的空氣有以下幾個作用：（1）作為給煤機的密封風。（2）到給煤風環(huán)的空氣，可以促使煤進入爐膛，防止給予煤線路中煙氣的回流。（3）位于燃燒室四壁總共約有20個二次風噴嘴，提供到這些噴嘴的二次風可用于燃料的完全燃燒，幫助控制床溫以及調(diào)節(jié)器整燃燒室的過?？諝饬?。二次風的控制包括兩部分：一是二次風壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)，既通過調(diào)節(jié)二次風機入口導葉，保持二次風道的風壓恒定；二是二次風（流入二次風噴口）流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)，它是根據(jù)鍋爐主控信號、含氧量以及床溫信號來控制二次風擋板的開度。4.2.5風門擋板的控制方式及要求小二次風門一般均是手動調(diào)節(jié)器整風門，不需參與控制，在現(xiàn)場試運及投入運行后，根據(jù)運行工況進行適當調(diào)整，以使鍋爐獲得最佳的燃燒效果。風道燃燒器的配風需要加以控制，每只風道燃燒器配有一個燃油用風調(diào)節(jié)節(jié)擋板和一個混和風調(diào)節(jié)擋板，通過計算將該燃燒器的油流量折算成風量，再與實測的風量進行比較，進而控制風擋板的開度。在風道燃燒器退出運行期間，該擋板被設定在一個固定的開度上，以冷卻配風器。混和風調(diào)節(jié)擋板可采用遠操方式，作為調(diào)節(jié)床下風室風溫的輔助手段。4.2.6石灰石給料控制回路該回路的作用是向床中提供足夠的石灰石，以維持二氧化硫的排放量低于允許的環(huán)保要求值并提供床料。4.2.7床壓控制回路該回路的目的是控制燃燒室床料的數(shù)量，燃燒室內(nèi)床料的數(shù)量直接正比于床壓。無論是床壓還是床料存量，都對床溫和傳熱率有直接的影響，另外，它還影響到SO2脫除率。

第四部分工程實施及管理1概述本公司是一家為集中供熱提供系統(tǒng)集成服務的工程公司，深知所提供的工程實施及管理的質(zhì)量直接關(guān)系到產(chǎn)品的投用效果。作為用戶所需求的不僅僅產(chǎn)品本身的穩(wěn)定和可靠，更加關(guān)注的是使用后能給企業(yè)帶來哪些受益，能給用戶工作帶來哪些便捷，因此，用戶所關(guān)注的是：工程組織和協(xié)調(diào)能力技術(shù)服務能力確保產(chǎn)品質(zhì)量的標準化作業(yè)流程和業(yè)務流程是否科學合理培訓體系是否完善售后服務體系是否完善用戶以上所關(guān)注的就是工程實施及管理應達到的，我公司的工程實施及管理工作將貫穿以下幾個過程，即系統(tǒng)設計、工程協(xié)調(diào)、系統(tǒng)制造、工程調(diào)試、系統(tǒng)投運及售后服務。系統(tǒng)設計包括項目管理、工程設計、設計審核幾個過程；工程協(xié)調(diào)將貫穿整個項目的實施過程，包括互提資料、設計交流、設備采購、設計聯(lián)絡、出廠驗收、現(xiàn)場調(diào)試、直至系統(tǒng)投運；系統(tǒng)制造包括軟件組態(tài)、機柜設計、機柜組裝接線、控制系統(tǒng)搭建、系統(tǒng)仿真靜態(tài)調(diào)試等；工程調(diào)試包括機柜就位及電纜接線的指導、系統(tǒng)恢復、機柜上電、系統(tǒng)性能指標現(xiàn)場測試、通道測試、單體設備調(diào)試、聯(lián)鎖保護邏輯調(diào)試、閉環(huán)回路的靜態(tài)調(diào)試等；系統(tǒng)投運工作包括現(xiàn)場培訓、操作指導、為滿足用戶個性化需求對各項功能的調(diào)整、系統(tǒng)投運前的準備、168期間的保護回路和自動調(diào)節(jié)回路的投入等；售后服務包括快速應急服務、預防服務、增值服務。2項目管理合同簽訂后，本公司指定一名具有豐富工程經(jīng)驗和項目管理經(jīng)驗的高級工程師為項目經(jīng)理，二名具有豐富現(xiàn)場調(diào)試經(jīng)驗的工程師和一名經(jīng)營人員組成項目組。項目經(jīng)理負責協(xié)調(diào)項目全過程的各項工作是我公司與用戶、設計單位、安裝單位進行溝通的主要窗口，項目組員在項目經(jīng)理的領(lǐng)導下，負責與用戶和設計單位進行工程配合。系統(tǒng)現(xiàn)場調(diào)試期間，項目經(jīng)理長駐現(xiàn)場，主動配合各方完成系統(tǒng)接口工作。項目管理具體工作：我公司在整個項目執(zhí)行期間將提供優(yōu)良的項目管理服務。在簽約后即指定一名項目經(jīng)理并及時通知用戶。項目經(jīng)理負責整個項目的協(xié)調(diào)管理、實施進度及文件資料往來。并與用戶委派的項目經(jīng)理建立固定和不間斷的聯(lián)系渠道，及時聯(lián)系和處理賣方與買方之間的相關(guān)事宜。合同簽約時提供設計、驗收、現(xiàn)場服務等與合同有關(guān)的初步工程進度，并得到用戶確認。簽約后適時組織技術(shù)聯(lián)絡會，經(jīng)雙方確認的文件作為技術(shù)附件，具有合同附件同等效力。技術(shù)聯(lián)絡會的召開時間，地點及內(nèi)容雙方協(xié)商決定；賣方應用系統(tǒng)詳細設計與買方施工設計之間的協(xié)調(diào)，經(jīng)雙方確認后的書面變更文件作為技術(shù)附件，具有合同附件同等效力；協(xié)助買方完成系統(tǒng)軟、硬件的最終確認和凍結(jié)；組織買方人員參加系統(tǒng)設計培訓；與買方在商務合同執(zhí)行中的聯(lián)系和協(xié)調(diào)；根據(jù)合同規(guī)定和用戶通知安排資料的發(fā)送；協(xié)調(diào)安排現(xiàn)場服務人員完成現(xiàn)場服務；負責完成整個合同的驗收。3工程設計（1）合同簽約后，本公司在一周內(nèi)提供初步方案設計資料，例如系統(tǒng)配置圖、機柜布置圖、機柜尺寸圖、電源配置圖、系統(tǒng)接地圖和操作臺尺寸圖，并得到用戶或設方的確認。（2）項目經(jīng)理根據(jù)工程實際情況制定項目實施計劃表，并提交用戶確認。（3）配合設方對主設備廠商提供的資料進行消化，編寫初步的系統(tǒng)功能說明書，并提交用戶審核。（4）依據(jù)設計單位提供的控制系統(tǒng)初步的I/O清單，編制I/O分配表，提交用戶審核。同時承諾在今后出現(xiàn)設計變更時，積極配合，及時響應變更要求；（5）負責協(xié)調(diào)用戶要求的外系統(tǒng)接口設計，完成接口軟硬件功能聯(lián)調(diào)；（6）依據(jù)經(jīng)用戶和設方確認后的I/O分配表，進行系統(tǒng)的硬件設計，設計輸出端子排出線圖、盤面布置圖、機柜接線圖和特殊回路設計圖，并將資料提交用戶和設方審核；（7）依據(jù)經(jīng)用戶和設方確認后的I/O分配表、初步系統(tǒng)功能說明書及電力系統(tǒng)的設計標準，進行系統(tǒng)應用功能的設計，設計輸出系統(tǒng)功能說明書、CAD邏輯圖、SAMA圖、MMI說明、報警設計說明、數(shù)據(jù)庫說明和接口說明，并提交用戶審核；（8）協(xié)助用戶完成系統(tǒng)軟、硬件的最終確認和凍結(jié)。4軟件組態(tài)（1）系統(tǒng)制造部依據(jù)項目組提供的工程設計資料（I/O分配表、CAD邏輯圖、SAMA圖、MMI說明、報警設計說明、數(shù)據(jù)庫說明和接口說明）進行軟件編制；（2）在軟件編制的過程中，必須采用公司的標準圖庫和標準設備驅(qū)動模塊，確保產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定；（3）軟件編制完成后，軟件編制人員需要進行設備級和聯(lián)鎖保護功能的仿真調(diào)試，確保軟件編制的正確性；（4）及時修改工程設計資料與組態(tài)軟件的差異，確保圖紙資料與組態(tài)軟件的一致性；（5）組態(tài)和仿真調(diào)試完成后，系統(tǒng)制造部組織人員進行軟件組態(tài)的評審，確保軟件組態(tài)的質(zhì)量。5靜態(tài)調(diào)試（1）系統(tǒng)平臺應用工程師組織人員進行系統(tǒng)的網(wǎng)絡搭建、機柜的上電、系統(tǒng)軟件的安裝、應用軟件的裝載等，搭建成一個完整的系統(tǒng)；（2）系統(tǒng)平臺應用工程師進行系統(tǒng)各項性能指標的測試并優(yōu)化，確保各項指標全部達到技術(shù)規(guī)范書的要求；（3）通過I/O通道級測試，確保控制機柜內(nèi)部硬件接線的正確性；（4）通過設備級仿真調(diào)試，確保設備級組態(tài)及畫面顯示的正確。（5）通過應用功能仿真調(diào)試，確保系統(tǒng)應用功能的正確性和完整性，以及人機界面的科學性和合理性；（6）項目組整理靜態(tài)調(diào)試記錄資料，并進行歸檔；（7）項目編寫項目《內(nèi)部出廠驗收大綱》，提交質(zhì)量管理部門審核；6內(nèi)部出廠驗收（1）依據(jù)經(jīng)質(zhì)量管理部門批準的《內(nèi)部出廠驗收大綱》、簽訂的《技術(shù)方案》，質(zhì)量管理部門對工程質(zhì)量進行詳細的檢查與驗收。對不合格項將限期整改，直到各項指標均滿足技術(shù)要求。（2）質(zhì)量管理部對不合格項超過規(guī)定要求的，則要求靜態(tài)調(diào)試進行返工；（3）質(zhì)量管理部編寫《外部出廠驗收大綱》，提交用戶進行審核。7外部出廠驗收（1）提前兩周邀請用戶、設計單位和調(diào)試單位進行出廠驗收，并付上《外部出廠驗收大綱》；（2）依據(jù)經(jīng)用戶確認的《外部出廠驗收大綱》、《技術(shù)方案》，項目組及相關(guān)人員將積極配合，協(xié)助用戶完成出廠驗收；（3）將提供完整的性能測試的計算方法和必要的測試工具；（4）根據(jù)驗收結(jié)果進行整改，并將整改報告提供給用戶，以便于復檢；（5）提供完整的供貨設備清單，供用戶進行核對。（6）項目組編寫《驗收報告》，并進行歸檔；8現(xiàn)場調(diào)試（1）項目組依據(jù)現(xiàn)場的工程進度計劃表，制定詳細的調(diào)試計劃；（2）協(xié)助安裝單位進行機柜、設備的安裝指導，協(xié)助安裝單位進行電纜接線的指導；