关于垃圾焚烧DCS系统控制后备手操完善的必要性

王彦峰+刘占斌+张志广+许文君

【摘 要】热工自动化在垃圾焚烧企业中占有十分重要的地位，它对于保证机组安全运行、提高经济效益、减轻操作人员的劳动强度起着重要的作用；在一个现代化的垃圾焚烧厂，多采用分散控制系统（DCS system），垃圾焚烧厂的DCS系统设计优化能方便操作人员在控制室实现系统的启动、运行和调整。

【Abstract】Thermal automation plays an important role in waste incineration enterprises. It plays an important role in ensuring the safe operation of the unit， improving the economic efficiency and reducing the labor intensity of the operators. In modern waste incineration plants， most of them use DCS system， the optimization of DCS system design in waste incineration plant can facilitate operators in control room system start-up， operation and adjustment.

【关键词】DCS（分布式控制系统）；垃圾焚烧炉；信息网络

【Keywords】DCS（distribute control system） ； waster incinerator ； information network

【中图分类号】TM619 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2017）05-0139-02

1 概述

太原市同舟能源有限公司投产于2007年，是山西省日垃圾处理量最大的一座垃圾焚烧发电厂，设计安装三台焚烧炉，日处理垃圾1000t；焚烧炉采用TIF型双内循环流化床锅炉燃烧工艺。系统燃烧的控制采用DCS系统集中控制模式。该DCS系统采用上海山武自动化技术公司的产品和技术，它的硬件特点是DOPC站主控制器MSC的数量冗余三块配置，执行三取二的逻辑判断工作模式，即必须同时满足至少有两块控制器处于正常工作模式，控制站才能正常工作，这样的配置和工作模式比常规的双冗余工作模式提高了系统的可靠性；除此以外，该系统的控制总线及上位机通信、网络交换、工作电源模块配置模式均为双冗余硬件配置，每站均根据I/O点数配置相应数量的AO、AI、DO、DI模件，同舟公司的DCS系统依据焚烧炉工艺的设计整体布局，焚烧炉主控制站包括四个，分别是：A、B、C线焚烧炉控制站和公用系统设备控制站；同时，每个主站配有相应的I/O模件柜。远程辅助I/O站三个，分别控制生产水泵系统、循环冷却水系统、化学水系统，远程辅助I/O站的功能是通过光纤传输把远程站点的A/D信号模件和光电信号模件与DOPC控制站连接起来，实现远程的数据接入和控制就地设备；同舟DCS系统的外围驱动执行机构采用的是电气高压设备保护装置、电动执行器、气动执行机构配套智能定位器或调节器、ZJK角行程执行器，DCS系统的外围输入信号除无源数字量输入节点信号外，就是模拟高电平电压信号（温度）、智能变送器（4-20MPa）信号（压力、流量等）。[1]

2 完善前的系统运行状态

同舟公司的焚烧炉燃烧及主要转机控制全部由DCS系统实现，具体操作由司炉在DCS系统的操作员站D0SS通过操作控制界面进行启动、停止操作，指令通过确认和IP协议通讯到达DOPC控制站运算，并将运算指令通过控制总线发送到对应的DO或AO模件的通道，数字指令通过隔离继电器控制电动设备，模拟指令直接控制智能设备；这样的设计能够满足焚烧系统正常情况的操作，设计思路简单——实现分散集中控制功能，但是，忽略了DCS系统故障情况下对外围设备的控制。给整个系统的安全运行和故障应急操作带来隐患。结合电力安全25项反事故措施要求，公司决定对DCS系统控制的主设备增加远程后备手操，并能够与DCS系统控制输出电源进行有效切换，实现故障应急和检修状态下操作功能。

3 设计思路

在不改变和不影响原DCS系统整体功能的情况下，在DCS系统I/O机柜与受控执行设备之间，物理安装手动控制盘柜，并且，此控制盘柜由DCS系统数字量控制电动执行机构的电源接入上采用手动、自动转换开关，实现与DCS的分别独立控制；而具有模拟量输出实现智能控制的操作器的工作电源采用热工系统UPS输出电源接入，从而保证厂用电出现异常失电故障状态时，能够有效地通过DCS系统的UPS电源正常供电，同时，智能操作器面板有远方就地转换功能和高负载直流电源型输出功能，可以很方便地实现DCS系统模拟量直接输出控制和由智能操作器面板切换至本地手动输出模拟信号来控制。根据同舟公司焚烧炉实际运行可能出现的应急安全操作，分析决定对外围五个设备增加手动操作功能，主要是：引风机电机的启停、汽包事故放水电动门、汽包安全一次电动门、汽包安全调节二次门和主给水调节门。

控制盘柜内部接线电路图如图1、图2所示：

4 改造后的投运效果

①为DCS系统增加了后备手操功能，提高了同舟公司焚烧炉控制系统的安全可靠性，避免了DCS系统整体故障、失电、通信错误导致的应急措施无法实施的现象发生；②给焚烧炉正常运行过程中消缺增加了一种安全闭锁环节，这样可以保证人员在对外围设备进行检修时，通过切该后备手操控制换到远方手动状态，就可避免运行人员DCS误操作导致的人员、设备的危害；③在控制功能上很好切入到原设计系统，使得后备手操的控制功能很好的作为焚烧控制的补充，整体完善了同舟公司的垃圾焚烧安全设施措施。[2]

5 结语

对垃圾焚烧线和部分公用工程进行集中监视管理和分散控制，监控层级具有热备用操作站，控制级具有冗余配置的控制功能；符合工业自动化控制的发展方向，且已经非常成熟，但是，同舟公司单纯以CRT和操作键盘为主要监视、操作手段，并不能完全保证焚烧炉的安全运行，应当结合已经很成熟的燃煤发电廠自动控制系统的设计思路，在集控室设计少量重要参数及回路的监视和控制仪表，实践证明同舟公司重要设备和参数仪表的后备手操在保证安全运行方面是非常必要的。

【参考文献】

【1】杨征.城市垃圾焚烧发电发展现状与展望[J].中国资源综合利用，2016（12） ：33-35.

【2】刘益成.垃圾焚烧发电厂燃烧控制对策[J].山东工业技术，2017（04）：183-184.