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                UW500集散控制系▓統在鋼鐵企業余熱節能發電中的應用

                行業方案


                一、概述
                  鋼鐵工業是國民經濟重■要基礎產業,能源消耗量約占全國工∞業總能耗的15%,廢水和固體廢棄物排放量分別占工業排放總量的14%和17%,是節能減排的重點行業。當前,鋼鐵行業發展ㄨ面臨嚴峻挑戰和新的發展機遇,傳統的粗放型發展模式已難以為繼,迫切要求行業企業以節※能減排為抓手,積極轉變發展方式,利用高新技術改造、走經濟效益好、資源↙消耗低、環境汙染少】的新型工業化道路。在大中型鋼鐵企業中推廣焦爐煤氣發電技術,預期在鋼鐵行業的推廣比例達到20%,形成較強的節能能力ぷ,為鋼鐵企業在日益激烈的市場競爭」中降低生產成本、實現節能降耗發揮積極作用。UW500作為國內新一代集散控制系統,為貫徹落實國家節能減排政㊣ 策,在焦爐煤氣發電行業中發揮了重要的的技術支撐作用。
                二、UW500 DCS控制系統結構和軟件功能
                2.1 UW500 DCS系統架@ 構圖:

                 

                2.2系統軟件功能
                  ⑴系統管理△組態:定義系統硬件配置與管理、數據■庫定義、算法定義等,在工程師站定義①好系統配置後,就可以通過系統網總線下裝到各操作員站和控制□站
                  ⑵控制調節:系統支持彈出式調節面板供操作員調節︻重要參數,包括測量值、設定值和輸出值的動態棒圖與數字雙重顯示,所有的PID調節均設手自動切換按鈕,可實現手動與自動控制之間的□ 無擾切換。
                  ⑶報表生成與趨勢顯∴示:允許用戶生成具有Excel風格的各種樣式→的報表模板,隨時可操作員供調用,提供各瞬時量的累計及統計●功能。歷史趨勢畫面可顯示任意參數在一定時間內的變化趨√勢。
                  ⑷人機界面的定制:工藝流程圖采▲用了分層結構,在整個電廠設備工藝運行的總貌圖中,可靈活進入各級流程圖,詳細顯示各部分運行流程◥及狀態,所有設備的啟停、開關等操作都可在工藝流程圖中方便的實現。對主要設◥備如鍋爐汽機的聯鎖保護,專門設計了▼邏輯顯示畫面,提示操作員邏輯的執行情況。

                 

                  

                  ⑸ 報警管理:允許用戶定義各種報警事件的級別和▓提示信息,還可〗以寫到報警記錄庫中供用戶日後查詢。對某些重要報警信息,可定義其強制跳出▼顯示;SOE事故順序記錄可記錄毫秒級的開關量動作信≡息。
                  ⑹系統管理:系統設多層登錄級別,只有獲得相應的輸入口令才可獲得相應的操作權限,保證了系統操作的∮安全性。
                三、工程項目配置及項目控制方案●
                3.1工程概述 :該工程為河北武安寶◎燁焦化2*15WM焦爐煤氣發電⊙項目,汽輪機為南◥京汽輪機廠生產的15WM凝汽式汽輪機,發電機同為南京◢汽輪機廠的勵磁發電機。整個系統為兩爐兩機母∩管制運行。
                3.2工程項目配置:

                 

                武安╳寶燁焦化煤氣發電

                  在本項目中,配置現◤場控制站5臺,分別用於1#鍋爐、2#鍋爐、1#汽機、2#汽機以及公用部分的監控。控制站主要包★括冗余電源組件∩、冗余控制器、冗余的數據采集模件以及工業以太網交換機,實現現場數據的采集處理、過程控制、聯鎖保護、順◣控邏輯等。
                  配置操作員站5臺,主機為高可靠★性工業PC機,配有專用鍵盤、光電鼠標和ㄨ21’CRT顯示器。操作員站運行實時監控軟件≡,完成工業過程的▽圖形顯示,報警管理、報表打印、歷史數據記錄與查詢、事故記錄查詢等。
                  配置一臺工〇程師站,可由任一操作員站站設置實現,完成整個DCS系統∑的組態,生成現場監測、控制和管理所需要●的所有數據、圖形和報表等,負責算法下裝和操作員站的管△理。
                  主控室還配置2臺打印機(黑白激光、彩色噴墨)作為系統網的一個共享節點(打印機服務器),分別用@於實時報警打印、報表打印和工藝流程打印。
                3.3項目控制方案
                  系統控制納入了數據采集系♀統(DAS)、模擬№量控制系統(MCS)、輔機順控系統(SCS)、機爐保護系統(FSSS)、汽機緊急停車系統(ETS)、電氣控制系統(ECS)等功能。
                3.3.1數據采集系統(DAS):DAS系統由各I/O模件完成對生產過程中的數據及設備狀態進行采集與處理,它包括:現場信號級(4~20mA)、信號隔離、硬件濾波、A/D轉換、軟件處理∮等部分,硬件部分自帶補償電路,能做到◥高頻幹擾的自動隔離和原始信號補償,軟件處理包括開方、累積、誤差補償、溫壓補償、濾波等,確保參與顯示和控制的輸入信號的準確性。
                  所有的DAS系統數據通過上位監控軟件在CRT上顯示、報警提示並記錄》到歷史數據庫。DAS系統數據能以多種方式顯示記錄,包括▓工藝流程顯示,參數棒圖顯示等。
                3.3.2模擬量控制系♀統(MCS):在本系統中共設計了40多套自動調節》系統,包括鍋爐與汽機的所有重要參數的調節。如機爐協調控制系統(采用╱直接能量平衡的控制策略)、汽包水位調節、主汽壓力調▅節、主汽溫度調節、爐膛負壓調』節等。以下為汽包水位控制系統實例:
                  汽包水位是控ξ制系統中最重要的控制指標。汽包水位過高將影響蒸汽質量,水位過低則引起鍋爐幹燒,造成水冷壁爆裂。在本方案中采用以汽∏包水位、給水流量和蒸汽流量構成三沖量控制系ζ 統與以汽包水位進行單沖量調節結合的〓控制方案,兩種方案在不同負荷階可手動自動無擾切換。汽包水位作為主調節器的輸入,主調節器的輸出作為副調節器的給定,與給水流量相平衡。通過調節主給水閥改變給水流量來維持〓汽包水位的恒定。把主蒸汽流量作為系統〓的前饋信號,反映和克服系統︽的外擾,給水流量信號反映和克服內擾。

                 

                3.3.3鍋爐順序控制▲(SCS)
                  順序控制系統主要完成各輔機的順序啟停及聯「鎖保護。在順控邏輯中,采用了分級▂式結構,功能細化到單臺設備控制。通過聯鎖、保護和安全←跳閘功能保證余熱鍋爐的安全運行。鍋爐順控邏輯主要包括:鍋爐啟動、鍋爐停車、床溫高聯鎖〒停爐、給水泵與供漿泵跳閘聯鎖停爐、除灰順序控制以及送引風跳閘聯鎖邏輯等。
                3.3.4爐膛安全監控系統╲(FSSS)
                  FSSS系統的主ξ 要作用是對燃料系統及燃燒設備進行管理和控制,保證鍋卐爐安全運行。FSSS系統包括燃燒器控制系統和爐〓膛安全系統,其主要功能包括№:爐膛自動點火、火焰監視、爐膛吹掃允許條件及吹掃程◆序、油槍控制、一次風機啟停控制、二次風門卐控制、送引風門的擋板聯鎖,供漿泵啟停控︼制、燃油截止閥控制、送引風▃機聯鎖等部分。    
                .總結
                   UW5OO系統已在某2*15WM焦爐煤氣發電項目成功投入使用,硬件可靠、功能實用,給運行人員帶√來了方便,達到了用戶的要求,充分顯示了該系統的高可靠性和穩定性,對於其他卐鋼鐵焦爐煤氣電廠安全、經濟、高效運行具有很好的借鑒作用。

                 

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