200mw燃煤機組輸粉控制系統的改造

浙江鎮海能源有限公司（以下簡稱“公司”）配備了四臺200mw的燃煤鍋爐。采用東方部門廠生產的大型超高壓自然循環蒸汽包裝配廠。dg670,140-8。鍋爐制粉系統為中間儲倉式，配有甲、乙兩側粉倉，2臺給煤機，2臺DTM-380/720鋼球磨煤機，采用螺旋輸粉機將細粉分離器落下來的煤粉送往煤粉倉。其中，3、4號機組共用一套輸粉機械，5、6號機組共用一套輸粉機械，其控制系統分別稱為Ⅱ、Ⅲ期絞龍輸粉程控。1999年到2003年，4臺200MW機組分散控制系統（DCS）已全部改造完畢。1輸粉程序轉換系統的起源和系統結構1.1絞龍輸粉編程的ds改造原Ⅱ、Ⅲ期絞龍輸粉程控系統均由可編程控制器（PLC）、控制柜、3臺SF-100智能輸粉機械操作器、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發的帶液晶顯示的智能型操作器，操作器與PLC通過通信解碼器聯接。因操作器人機界面不友好，操作不方便，給日常維護工作帶來困難。并且操作器多次發生故障，備品難于采購，對安全生產構成威脅。為確保機組設備的安全運行，公司決定在機組進行DCS改造期間對絞龍輸粉程控系統進行改造，并納入DCS。改造后，輸粉機械裝置采用環型支撐滾動軸承“O”型螺旋輸粉機，控制系統采用北京和利時公司的分散控制系統（MACS）。1.2機組控制組態MACS的組態工具為全漢化軟件，并運行在中文WindowsNT4.0workstation或以上版本的操作系統下，可提供順序流程圖（SFC）、功能塊圖（FBD）、梯形圖（LD）、結構文本（ST）等方式進行控制組態，為用戶提供了一個靈活、方便、全面的工程平臺,可實現用戶的各種批處理流程、PID回路、復雜回路、邏輯回路、混合回路以及先進控制算法和特殊的控制等。Ⅱ、Ⅲ期絞龍輸粉程控系統分別在3、6號機組進行控制組態，采用遠程I/O柜，利用光纖完成與DCS的長距離高速通信（DP協議）。遠程I/O的使用，可節省大量的電纜和人工，風險分散，可靠性高。2基層組織設計：dc的操作，觀察細胞在使用過程中，對設備進行適當的限制，防止誤操作硬手操：通過就地制粉值班室中的控制屏上的按鈕能對各執行設備進行手動操作。軟手操：通過DCS的各操作員站能對各執行設備進行遠方操作。對各切向擋板、下粉閘板、絞龍電機等設備設置必要的條件限制，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，按下啟動按鈕即能啟動輸送粉系統的程控運行。3屏幕和程序組的設置3.1輸粉過程控制裝置改造后，DCS中設置了絞龍程控啟動畫面，Ⅱ、Ⅲ期絞龍輸粉控制畫面和組態相似。Ⅱ期絞龍輸粉程控啟動畫面見圖1。根據輸粉程控運行操作的要求，每套絞龍輸粉程控系統設置有以下8個分區的程控方式。P1區：3甲→4甲；P2區：3甲→4乙；P3區：3乙→4甲；P4區：3乙→4乙；P5區：4甲→3乙；P6區：4甲→3甲；P7區：4乙→3乙；P8區：4乙→3甲。本爐之間采用褲衩管倒粉，不需經過輸粉機。畫面中設有5個按鈕，即：絞龍程控啟動、絞龍運行指示、3→4、4→3及絞龍初始化。其中，絞龍初始化按鈕產生一個初始化脈沖，用來對絞龍系統中所有順序控制設備進行復位，以便程控順利開始。絞龍運行指示按鈕可彈出一個窗口，實時顯示當前輸粉程控步序。運行人員使用3→4、4→3按鈕可對輸送機電機進行軟手操。3.2開初始模塊啟動整套程控步序大致可分為三大步：啟動公共步序、分區程控步序、停止公共步序。運行前，先按“絞龍程控復位”按鈕，使程控系統無任何故障報警，處于正常狀態。在該窗口中按下所選分區程控按鈕，使按鈕左邊的紅燈亮，再按下絞龍程控啟動按鈕，即開始運行程控啟動公共步，即：開輸送機2臺鍋爐的4只吸潮門→關2臺鍋爐的甲、乙側切向擋板，使其切至粉倉。運行程控啟動公共步結束后，進入所選分區的相應步序：關非受粉側下粉閘板門→開受粉方向的端部下粉閘板→開受粉側下粉閘板門→向受粉方向開輸送機→延時2min→送粉側切向擋板切至輸送機。所選分區程控結束后，進入公共停止步序：送粉側切向擋板切至粉倉→開各下粉閘板門→判斷所有切向擋板切至粉倉是否有5min→停輸送機→關各吸潮門。（切向擋板、褲衩管關方向定義：煤粉流向本倉時，切向擋板、褲衩管所處的位置為關位。）在程控過程中，若發生故障或需中途停止，可按下“絞龍程控停止”按鈕。3.3報警、觸發和保護配置根據環型支撐滾動軸承“O”型螺旋輸粉機操作規程的運行要求，對操作器的軟手操操作和程控操作設置以下功能，防止因誤操作而導致設備事故。(1）s,發出報警系統設有輸送機電機電流一旦超出低Ⅰ值、高Ⅰ值范圍，延時5s后發出報警。絞龍電機還設置了啟動時故障判斷，即絞龍電機啟動指令發出后2s內，DCS未接收到其正轉或反轉的狀態反饋信號，即判斷絞龍電機故障，畫面上絞龍電機變成黃色，并閃爍。(2）控制指令功能在CRT上對設備進行軟手操時，通過DCS控制組態實現必要的聯鎖或閉鎖要求，使每一執行設備的操作都滿足輸送機操作規程的運行要求，當軟手操指令不符合操作要求時，DCS將不向就地設備發出控制指令。(3）閘板切粉側切(1)輸送機電機電流小于低Ⅰ值（12A）或大于高Ⅰ值（24A）時，報警且開所有下粉閘板，送粉側切向擋板切至粉倉。(2)輸送機電機電流小于低Ⅱ值（10A）或大于高Ⅱ值（28A）時，報警且開所有下粉閘板，送粉側切向擋板切至粉倉，停輸送機電動機。(3)斷軸保護，當發出斷軸信號時，報警且開所有下粉閘板，送粉側切向擋板切至粉倉，停輸送機電動機。3.4絞龍檢測控制系統(1）在絞龍筒體上將顯示一個紅色粗箭頭，指示輸送機電動機轉動的方向。(2）在絞龍筒體上顯示有8個測點溫度，從這些溫度值的變化可協助運行人員判斷煤粉是否到達要求的目的地。因為粉倉中的煤粉溫度通常為60～80℃，明顯高于筒體環境溫度。(3）在絞龍筒體的兩端顯示有各端輸送機電機的電流值，可協助運行人員判斷輸送機電機是否正常。(4）在畫面下方，顯示本爐2臺磨煤機運行情況。(5）當控制系統出現報警和故障時，在絞龍畫面中上部將顯示紅色的“絞龍故障”，提醒運行人員注意，當報警條件消除時，把鼠標移至紅色的“絞龍故障”上點擊鼠標，即可復歸報警。(6）各執行設備實時狀態顯示約定：(1)紅色為運行或全開狀態；(2)綠色為停止或全關狀態；(3)灰色為電動門等設備處于中間位置或失去電源；(4)黃色且閃爍為故障狀態。4經過轉換的應用4.1大幅降低可選用煤粉企業的可靠性(1）將輸粉程控系統納入DCS，可在線修改參數，并且由于直接從DCS的I/O站輸出控制信號（數字量輸出DO點）,減少許多中間環節，大幅降低了故障率。(2）通過改造，完全實現“兩爐三磨”，運行方式為：2臺燃煤機組運行時，只要運行3臺磨煤機就能達到滿足2臺機組滿負荷運行的煤粉需要，這樣可以減少一套制粉系統的運行，節約廠用電，提高企業的經濟效益。(3）組態層次步序分明，便于維護消缺，改造后故障率明顯降低。(4）通過改造改變了以往運行人員需經常到就地絞龍輸粉控制室操作的局面，降低了運行人員的勞動強度，達到了改造前的