1、引言
轮回流化床汽锅以其低消耗、高效率、顺应煤广、负荷调理范围年夜等点为众多热电厂所采用。但要保证这些点除应具有一套好的轮回流化床汽锅和配套的辅机装备外，还必需配备性能良的集散控制系统。
今朝国内各厂家生产的轮回流化床汽锅及辅机在性能上都已到达划定的要求，但所采用的控制系统却良莠不齐，甚至依然有一部门采用常规仪表控制。常规仪表用来控制链条炉还能够知足要求，但要控制轮回流化床汽锅的运行就显得有些“力有未逮”了。这是由于以下缘由引发的：1）轮回流化床汽锅的控制参数多，若采用常规仪表控制将造成控制仪表过，易给操作人员造成紊乱，晦气于快捷操作控制；2）轮回流化床汽锅燃烧控制原理复杂，若采用常规仪表控制将造成操作人员工作强度年夜、责任年夜，致使汽锅的燃烧控制协调不容易掌控，增加了泛起故障的几率，易致使因控制欠好而结焦以致停炉，给电厂造成庞大的经济损失。
国内的DCS生产厂家为了顺应电厂控制的需要，在不竭地吸收和借鉴进步前辈经验的根蒂根基上，有用地提升了轮回流化床的DCS控制理论，充实体现了DCS控制系统的靠得住性、实时性和切确性等点。
2、工程装备概况
辽河油田热电厂汽锅改造工程选用济南汽锅厂成套生产的YG-240型240t/h中温中压轮回流化床汽锅。该汽锅为单汽包，自然轮回蒸汽汽锅，主要用于发电及家属区生活供热。
汽锅的燃烧系统由炉膛、旋风分手器和返料器组成。采用水冷布风板，布风板截面平均安插风帽，一次热风进进水凉风室后经这些风帽平均进进炉膛。燃煤经设在炉前的4台称重式给煤机送进燃烧室。依照燃料燃烧的流向划分，汽锅的结构可分为4个组成部门，即燃烧室、高温旋风分手器、返料密封装配和尾部对流*道。尾部对流*道内沿*气流程依次安插有高温过热器和2组低温过热器，高温过热器分为高温冷段和热段，中心设有喷水减温器。下部依次布有省煤器和2组空气预热器，划分用于加热二次风和一次风。汽锅设置装备摆设’台引风机、1台一次风机、1台二次风机、1台高压风机和1台石灰石送风机。汽锅采用床下焚烧，在风室后部安插有2只焚烧器，在床上安插有3只辅助焚烧油枪。
3、DCS系统设置装备摆设
控制系统采用开放式结构及高度模块化技术的涣散型系统，由高速实时数据网络、人机接口站和涣散处置单元三年夜部门组成，可以实现实时数据收集、进程控制、顺序控制、控制、报警检测、监视、操作，同时可对数据进行记实、统计、显示打印等处置。
高速实时数据通讯网络在整个DCS控制系统中起着重要的作用，它毗连着人机接口站和涣散处置单元，完成各类控制信息在网络上的传送功能。该项目中的DCS控制系统设置装备摆设如图1所示。
整个DCS控制系统由1台工程师站、2台操作员站和7个控制柜组成，同时工程师站还担负着向全厂信息中心传送汽锅运行数据的功能。7个控制柜划分为2个涣散处置单元柜、3个旌旗灯号端子柜、电源柜和网络通讯柜。涣散处置单元柜中采用冗余CPU结构，并经由过程网络通讯处置模块毗连各类智能型I/O模板，确保整个监控系统数据的实时性。
电源柜的供电电源为从UPS输出的双路稳压电源，经内部转换后以双路冗余的模式向其他控制柜输出5V,24V和48V工作电源。网络通讯柜中设置装备摆设了冗余的交换机，确保实时数据通讯网络通顺无阻。
4、顺序控制及联锁庇护
汽锅庇护逻辑由炉膛吹扫逻辑、汽锅跳闸庇护逻辑及燃油泄露实验三部门组成。
1）吹扫逻辑
轮回流化床汽锅冷态启动前应进行吹扫进程检查，以确认知足平安启动条件。炉膛吹扫完成旌旗灯号既是复位主燃料跳闸旌旗灯号MFT的条件，也是炉膛焚烧的必需条件。以下3种情况可以获得炉膛吹扫完成的旌旗灯号：
a）在汽锅冷态焚烧时，知足全数炉膛吹扫条件，即燃油速断阀已关、所有分油阀已关、所有给煤机遏制、石灰石给料机遏制、床温小于1000℃、送风机运行且挡板未关、任一台引风机运行且进口挡板未关、一次风机运行且进口挡板未关、高压风机已运行、炉膛压力正常（－180～＋150Pa）、汽包水位正常（－150～＋150mm）、总风年夜于30％，这时候按下炉膛吹扫按钮，经过5min后即可获得炉膛吹扫完成旌旗灯号。
b）在汽锅运行中发生MFT跳闸后，若炉床温度在600～1000℃之间，且知足全数冷态吹扫条件，则不需经过300s的吹扫时间，可自动完成吹扫进程，获得炉膛吹扫完成旌旗灯号。是以汽锅跳闸后恢复焚烧，运行人员应检查炉床温度和吹扫条件，以肯定是否进行冷态吹扫，若炉床温度年夜于600℃应检查吹扫条件是否知足，知足吹扫条件后屏幕上将自动泛起“炉膛吹扫完成”旌旗灯号指示，此时可依照法式焚烧。
c）在某些非凡情况下可以使用炉膛快速吹扫按钮，使用此按钮可以在不知足前二种情况时快速获得炉膛吹扫完成旌旗灯号，但必需在没有主燃料跳闸MFT条件的条件下才起作用。使用快速吹扫按钮时运行人员必需保证炉膛在非吹扫情况下运行的安
全性，而且此种方式仅供处置突发情况时使用，正常运行时建议不使用此按钮。
2）MFT逻辑
主燃料的跳闸庇护条件即MFT是依据汽锅正常燃烧运行时多种控制条件综合得出的汽锅庇护措施，其目的是确保汽锅的床温足够高，使进进炉膛内的燃料能够延续、稳定地燃烧。凡是，在以下情况发生时，应紧急停炉，实行强制性主燃料跳闸动作。触发汽锅发生MFT庇护的条件以下：送风机跳闸、所有引风机跳闸、一次风机跳闸、高压送料风机跳闸且高压风风压超低(压力值小于7kPa且延续10s以上)、炉床温度超高（8个炉床温度测点中肆意5个跨越1000℃，或8个炉床温度测点中任何3个年夜于1050℃）、炉膛压力超高（3取2，压力值年夜于 200Pa且延时10s）、炉膛压力超低（3取2，压力值小于-254Pa且延时20s）、汽包水位超高（3取2，水位值高于 200且延时5s）、汽包水位超低（3取2，水位值低于-200mm且延时5s）、MFT手动按钮（2个按钮同时按下）、水凉风室压力超低（压力值小于4kPa且延时3s）、未点油枪且床温小于600℃。
主燃料庇护动作后，应立即遏制向炉膛内部送煤，同时凭据现场的情况决议是否关停风机及关闭减温水阀门。在不停风机的情况下，应慎重地控制进进炉膛的风，而不应当盲目地立即减小风。
3）顺序控制及联锁
汽锅辅机装备的顺序控制及联锁的基本目的是将正常运行时由于汽锅及辅机装备的工况缘由对装备所发生的不良影响降至低，以保障装备的久长使用。其主要功能是在装配不知足运行条件或正常运行中接近不稳定、不平安的运行状态时，依靠预先设定的庇护动作来限制该装配的瞬间动作方式，终得以保证装备的平安。本台轮回流化床汽锅的DCS控制系统设计了多套顺控及联锁控制回路，包括引风机、一次风机、二次风机、高压风机、石灰石风机、给煤机、轮回水泵、冷渣器和水系统的电动门和蒸汽系统的电动门及平安门。
这些联锁逻辑的设置为汽锅的平安稳定运行提供了基本的保障，同时也为电厂的操作人员提供了相对规范的装备操作流程。
5、自动调理控制系统
轮回流化床汽锅采用DCS的主要缘由就是要解决运行控制复杂性的问题。相对秀的模拟调理控制回路的设计可以有用地控制现场执行机构的调理动作，从而平安高效地控制汽锅燃烧系统的运作。
轮回流化床汽锅是一个多参数、多变、强联系关系、干扰多的控制对象，其自动控制系统既是自力的，又是相互联系关系的，可谓是“牵一发而动全身”。当一个系统进行调理以后，其他的调理系统也要有响应变化。本汽锅的调理控制系总共设计自动调理回路18个，触及燃烧调理、负压调理、水位调理、给煤调理及配风调理等多个方面，充实知足了该轮回流化床的运行控制要求。
1）燃烧调理系统
本汽锅主蒸汽采用母管制模式，是以在设计燃烧调理系统时选择维持母管主蒸汽压力恒定的方式，其目的是凭据母管主蒸汽压力的变化调理整台汽锅的给煤总从而控制汽锅运行的负荷。在燃烧调理的进程上，设置了汽锅主控加燃料控制的调理方式，同时，为了增加系统的使用灵活性，将该系统设计为可选择串级调理或单环控制方式的调理系统。该燃烧系统设计原理如图2所示，K=风/煤。
当系统投进单环控制方式时，汽锅主控设定的给煤指令旌旗灯号与现实给煤的误差作为燃料调理器的输进，其误差经燃料调理器进行PID调理运算，并输出送至4台给煤机控制给煤机转速从而控制给煤；当系统投进串级控制方式时，燃料调理器作为副调理器，汽锅压力调理器为主调理器。主调理器的输进为主汽压力的设定值与母管压力丈值的误差，其误差经主调进行PID运算形成副调（燃料调理器）的给定值。副调的输进为主调的输出即燃料给定值与现实给煤的误差。其误差经燃料调理器进行PID运算，输出送至4台给煤机控制给煤机转速，进而保证汽锅负荷。
2）给水调理系统
汽包水位调理（即给水自动）是轮回流化床中除燃烧自动外为重要的一个调理回路，也是整个控制系统中必需投进自动的调理回路。给水调理系统的目的是经由过程控制汽锅的上水流从而实现连结汽锅汽包内水位的稳定性，使其在某一设定值上下稍微浮动，有用地减轻了由操作人员手动控制水位的所发生的繁重工作。
本轮回流化床汽锅的给水控制系统由主给水调理和给水旁路调理二套自动调理系统组成。其中给水旁路调理控制系统采用单冲调理方式，经由过程汽包水位现实值与设定值之间的误差控制给水旁路调理阀的输出，该自动系统一般在汽锅负荷小于30％的情况下投进使用；主给水调理则分为单冲调理和三冲调理二种控制方式，其单冲调理和三冲调理的控制切换经由过程系统对汽锅运行情况进行判定后自行实现，不需要工钱干涉干与，该自动系统一般在汽锅高负荷时使用（即负荷年夜于30％）。主给水调理控制原理如图3所示。
主给水调理系统经由过程调理汽锅主给水阀门的开度来控制汽包水位的稳定。当汽锅的负荷跨越30％时主给水调理系统知足投进自动运行的工况，这时候操作人员可凭据现实情况将主给水调理切换至自动控制。当主蒸汽流及主给水流的变送器正常工作时，主给水调理即为三冲自动控制方式。此时单冲调理处于跟踪状态，即跟踪三冲调理的输出。若主蒸汽流或主给水流的变送器泛起旌旗灯号故障时给水调理自动切换至单冲调理方式。
6、竣事语
在辽河油田热电厂240T轮回流化床汽锅项目的调试进程中，涣散型控制系统的选用有用地保障了整个工程的设计、施工、调试、运行等阶段的顺遂完成，并年夜限度地缩短了整个控制系统的调试时间，确保了工程的按时投产运行。试运进程中，热工系统自动投进率达100％，调理控制系统投进稳定，调理品良，获得了用户及现场调试单元的肯定与好评。