循环流化床锅炉控制系统

2015-07-23彭大维

科学中国人 2015年27期

关键词：流化床延时风机

彭大维

中国华电工程(集团)公司

循环流化床锅炉控制系统

彭大维

中国华电工程(集团)公司

本文以青海盐湖100万吨钾肥产品综合利用项目供热中心为例，介绍锅炉系统的控制要求、联锁控制方式以及控制系统的基本结构。

锅炉；控制；燃烧

循环流化床锅炉(简称CFBB)是新一代清洁煤燃烧的环保型锅炉，其子系统包括锅炉送风系统、锅炉排烟系统、锅炉供水系统、锅炉蒸汽系统等。

循环流化床锅炉是一个多变量输入、多变量输出、变量之间耦合、非线性的动态时变的控制对象，因此对控制提出了更高的要求。

本人以笔者负责完成的青海盐湖100万吨钾肥产品综合利用项目供热中心为例，介绍循环流化床锅炉的工艺流程、顺序控制要求以及控制方案。

1.循环流化床锅炉的基本参数和流程

本锅炉为循环流化床锅炉，单汽包自然循环、燃用设计煤种及校核煤种、采用高温汽冷式旋风分离器、非机械回灰、固态排渣、平衡通风、全钢架，双排柱，支吊结构、半露天、紧身封闭。

1.1 锅炉型号:DG250/9.8-540

1.2 锅炉主要参数:

额定出力：250t/h；过热蒸汽压力（表压）：9.80Mpa（g）；过热蒸汽温度：540℃；给水温度：215℃；锅炉正常排污率：2%；空预器进风温度：20℃；排烟温度：140℃；锅炉保证效率:＞88%（当空气预热器进风温度为20℃时）；脱硫效率：＞90%；钙硫摩尔比不大于2.3。

注：压力单位“g”表示表压

1.3 锅炉运行方式：

锅炉运行方式：带额定负荷并具有变负荷调峰能力。锅炉设计过程中充分考虑了除渣和磨损问题。

给煤方式：炉前气力播煤加风力吹扫。

除渣方式：出渣量以维持适当的料层厚度为准。放渣管可接至灰渣冷却装置。高温分离器底部设有备用排灰管。

锅炉动力设备电压：直流220V、交流380V、6000V。

锅炉给水调节：三台机组配置4×100%容量的电动变频给水泵

2.控制系统的硬件组成

该锅炉使用DCS控制系统进行控制，采用冗余的供电系统、冗余的通信网络、互为备用的操作员站、冗余控制站和全冗余的输入/输出模块来保证系统的连续正常运行。任一路电源故障不会影响系统的整体供电，任意单一部件的故障不影响系统的正常运行。在冗余配置情况下，模块可以快速在线无扰切换，无需任何人工干预。

本控制系统为一个独立的完整的系统。在控制系统内，采用了对等式C/S的网络结构，并配置了两层通讯网络：过程控制网和过程信息网。过程控制网直接连接系统的控制站和操作站节点，是传送过程控制实时信息的通道，完成实时I/O信息、控制命令、报警和各种历史数据等的传输与发送，并采用双重化冗余设计，数据传输可靠、实时、高效；过程信息网连接控制系统中所有操作节点，包括工程师站、操作员站等，在操作节点间传输历史数据、报警信息和操作记录等，还可实现与管理信息网的连接。

对于本套DCS控制系统，上位机系统采用客户机/服务器的结构。整套DCS实时控制系统可以分为五套相对独立的DCS实时控制子系统，分别用于锅炉、汽轮发电机、电气辅机及低压常用电、化水以及公共装置。各DCS实时控制子系统之间的通讯由实时系统总线来实现。实时系统总线采用西门子公司生产的100M工业以太网（光纤冗余环网）。网络交换机采用SCALANCE X204-2。网络的冗余管理由SCALANCE X202-2IRT来实现。

DCS系统的操作终端总线采用西门子公司生产的100M工业以太网（光纤冗余环网）。网络交换机采用SCALANCE X204-2。网络的冗余管理由SCALANCE X202-2IRT来实现。