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200MW机组DCS改造及对锅炉运行的影响
发布时间：2013-08-30 08:04 来源：未知
1、锅炉设备概况
焦作电厂3号和5号锅炉分别于1985年12月和1991年10月投产，均为哈尔滨锅炉厂生产的HG670/13.7-WM10型超高压、一次中间再热单汽包自然循环固态排渣无烟煤锅炉。喷燃器为四角布
置直流燃烧器，下两层一次风为水平浓缩煤粉燃烧器。一次风四层，二次风3号炉为四层，5号炉为六层。设计燃煤C。
利用检修的机会，对两台锅炉的燃烧器进行了技术改造，分别将第一层、第二层一次风改为水平浓缩煤粉燃烧器。喷燃器改造后，锅炉最低不投油稳燃负荷由160 MW(80 0/oPe)降至100 MW(50 0/oPe)。
1999年10月和2001年5月利用大修期间对3号和5号炉进行了热控设备的DCS改造。大修后均做到一次点火启动成功，安全运行时间达到优良要求，3号炉还创造了大修后连续运行291天的高纪录。
2、锅炉DCS改造情况
2.1 3号炉DCS改造情况
3号炉DCS改造采用了美国贝利公司的IN-FI-90分散控制系统，将锅炉所有的参数、电动门、调整门的状态信号都进入了DCS，锅炉大、小联锁和所有辅机设备的操作和联锁，也由DCS实现。锅炉优化燃料系统、灭火保护和安全阀保护未进入DCS，其控制和操作部件仍保留在立盘上，富通新能源生产销售生物质锅炉，生物质锅炉主要燃烧木屑颗粒机压制的生物质颗粒燃料。
改造后的DCS具有如下功能：
(1)数据采集与处理系统(DAS)：主要用于采集锅炉生产过程中的各种参数和锅炉主、辅设备状态f开关量1并对这些信息进行处理，以实现对机组进行运行监视、参数越限报警、记录和制表打印等功能。
(2)模拟量控制系统fMCS）：主要实现锅炉各个主辅参数的自动调节和控制。主要包括：送引风自动、主汽压力自动、水位自动、主汽温再热汽温自动等，进而实现机炉负荷协调控制。
(3)辅机启、停操作与顺控(SCS)功能：该功能对实现锅炉辅机转动机械的启停操作和部分顺控功能，实现电动门的开关与状态监视。在辅机功能组中，设置有联锁和部分热工保护功能。
2.2 5号炉DCS改造情况
5号炉采用了新华公司XDPS2.0分散控制系统进行DCS改造。也具有数据采集与处理(DAS)、模拟量控制(MCS)、机炉负荷协调控制(CCS)、辅机启、停操作与顺控(SCS)等功能。5弓炉除所有的参数测点、辅机设备、电动门、调整门及大小联锁进入了DCS外，锅炉优化燃烧和一、二次汽安全阀也进入了DCS，一、二次汽安全阀硬手操保留。在优化燃烧系统中，增加了同层一、二次风速自动调平和煤粉浓度自动调平功能。在SCS中增加了“集降管排污顺控逻辑”，减少人工定期排污手动操作次数，降低其劳动强度。增加了“给粉机自动投／退”功能，当CCS方式下升降负荷时，给粉机由顺控逻辑自动启动和停止，减少司炉的操作强度。锅炉灭火保护未进入DCS。
3、锅炉DCS改造前运行状况
(1)送、引风自动运行不稳定，基本上没有投入运行。
(2)主汽压力自动调节品质不佳，压力波动较大，并且负荷低于160 MW时投不上。
(3)升降负荷时，水位、汽温自动调节跟不上，只能手动调节，待负荷正常，水位、汽温稳定后才能投入自动运行。
(4)没有机炉协调控制功能，升降负荷靠运行值班工手动操作调整。
(5)疏水泵等一些辅助的操作箱在就地设置，当机组发生甩负荷等事故，启动疏水泵向除氧器补水时，必须到就地操作，有可能延误事故处理，造成除氧器水位低，引起给水泵汽化等事故。
可见，系统改造前，锅炉运行人员劳动强度较大，自动化水平低，锅炉不能始终保持在最佳的经济状况下运行。
4、锅炉DCS改造后运行状况
4.1 改造后运行的优点
(1)实现了改造前难以投入的送、引风自动，运行比较稳定。并且升降负荷时，锅炉总风压随负荷变化而进行自动跟踪调整。
(2)主汽压力自动相当稳定，压力变化范围基本上在定值+0.1 MPa范围内波动。
(3)水位、汽温自动较改造前运行稳定。
(4)实现了机炉协调控制，减轻了锅炉运行值班工的操作强度，也为AGC的投入奠定了良好的基础。
(5)改造后由于辅机和电动门等设备的控制进入DCS，使各处逻辑顺控更容易实现。例如对空排汽电动门的自动控制：主汽压高于14.2 MPa时自动打开，主汽压低于13.6 MPa时关闭。其电动门逻辑可在DCS组态中直接实现，减少了一些不必要的辅助设备和系统。
(6)改造后运行人员监视参数系统化。由于各运行参数、设备操作与系统图结合在一起，使运行人员监视、调整参数更方便，有利于发现设备缺陷和问题。
(7)将原来就地操作的设备（如：疏水泵、冲洗泵1进入DCS后，使运行人员在集控室就可以启停该设备，而不必到就地操作，减轻了运行人员的劳动强度，也为事故处理争取了时间。
4.2 改造后暴露出的问题及解决的方法
(1)机组在事故处理时速度较改造前慢。1999年12月24日，8:27，3号炉发生了DCS改造后的第一次灭火。锅炉灭火后司炉要对送、引风机档板、二次风门及油配风等几十个风门进行操作调整，当司炉用鼠标操作时，只能一个一个风门调整，事故处理用了近30 min，造成锅炉通风量不能及时调整，将锅炉大量余热带走，引起主汽温偏低。改造前，司炉进行灭火处理时，双手都可以操作，15 min就可以将负荷恢复正常。
为了解决上述问题，缩短锅炉灭火事故处理时间，设计了锅炉灭火后的事故处理逻辑程序，见表1～2。3号炉在2001年元月份小修中将有关组态进行了修改，5号炉直接在大修前进行了组态。
针对灭火事故处理的逻辑程序，大大缩短了锅炉灭火事故处理的时间，发挥了很好的作用。
DCS系统设计的事故处理逻辑程序RB、RD功能，也应尽快试验并投入运行，以保证机组的安全运行。
(2)外围设备质量差，影响DCS自动及协调的正常投入。3号炉DCS改造后不久引风机风门经常发生自摆，引起燃烧不稳，影响到送、引风自动的正常投入，因而机组的机炉协调控制长期不能实现。经过认真分析，确定其主要原因是风门执行器质量差，2001年元月份3号炉小修期间经过更换质量较好的风门执行器后，未发生过自摆现象，保证了自动调节系统的正常投入。
5、结论和建议
5.1 结 论
锅炉控制设备的DCS改造较大程度地降低了锅炉运行值班工的操作强度，保证了机组的安全经济运行，为减人增效工作创造了良好的基础。
5.2建 议
(1)完善油枪程控点火，为实现锅炉整体程控启动奠定基础。
(2)灭火保护进入DCS中。
(3)更换质量较好的外围设备（如：送、引风机档板执行器、减温调整门、给水调整门、二次小风门执行器等1，以保证各种自动调节系统的正常投入。
(4)将制粉系统顺控启停纳入下台机组改造中去，为机组自动启停顺控的实现奠定基础。
