DCS在热电厂锅炉控制中的应用

王 鹏

（天津市中环自动化技术控制设备有限公司，天津 300384）

在供热企业运行及发展中，DCS系统作为一种核心的微控制软件，结合了计算机使用原理，通过现代技术、远程技术以及显示技术的综合运用，形成一种多功能的网络工程模式，将该种系统运用在热电厂供热中，可以满足供热系统的多功能运行需求，实现供热系统控制的最终目的。但是，现阶段的大部分DCS系统只是运用在电气系统以及汽机系统之中，为了改变这种限制性问题，应该将热电厂锅炉系统的运用作为重点，通过控制系统以及控制方案的科学设计，提高热电厂锅炉系统运行的稳定性，为电气系统的运行提供支持。

1 热电厂锅炉控制系统的组成

1.1 MCS系统

MCS系统是模拟量控制系统的简称，主要是根据发出控制信号形式进行中间继电器的使用，实现对设备现场运行状况的实时控制。例如，在锅炉制粉系统运行中，其结果如图1所示。控制系统会通过负荷能量以及能量质量的分析，进行信号的直接、快速反馈，从而形成一种闭环反馈控制系统，通过对控制系统信号的优化补偿，实现静态系统、动态系统的稳定协调。而且，对机组进行自动补偿以及修整中，应该将自动化的控制系统控制在特定的范围内，实现自动化的设备监控，保证供热系统的稳定运行[1]。

1.2 FSSS系统

热电厂锅炉控制系统运行中，通过安全监控系统（FSSS）的运用，可以实现对锅炉炉膛的安全监控，保证系统运行的安全性、稳定性。而且，在燃烧器控制中，通常需要在锅炉点火准备的状态下，将燃烧控制器融入在点火枪之中，通过启动键盘上的燃烧点火键，使燃料在安全的范围内有序操作，提高锅炉膛安全运行的整体效率。

图1 锅炉制粉系统Fig.1 Boiler pulverizing system

图2 DCS在热电厂锅炉控制系统中的调节Fig.2 Regulation of DCS in boiler control system of thermal power plant

1.3 SCS系统

在热电厂锅炉控制系统运行中，通过SCS系统的运用可以实现顺序控制，实现各个电厂设备之间的自动启动、主动运行以及中止运行等。在DCS系统运行中，通常会按照特定的指令进行逻辑顺序的控制。所以，在DCS系统运行中，需要通过SCS系统对各个流程进行检查，避免运行故障的发生，实现系统运行的安全性、稳定性[2]。

2 DCS在热电厂锅炉控制中的应用

2.1 锅炉燃烧控制系统的运用

伴随热电厂的发展，一些锅炉燃烧系统的运用不能及时、准确测得给煤量，增加锅炉燃烧控制中的风煤比，无法实现热电厂系统运行的安全性、稳定性。在锅炉燃烧系统运行中，通过锅炉进风量以及鼓风机转速关系的协调，可以实现对锅炉风煤比的控制。通常状况下，在锅炉燃烧控制系统运用中，其运行过程包括以下内容：第一，在控制锅炉燃烧中，应该考虑到媒质的变化状态，当煤质量发生一定的转变时，会对风煤比带来影响。因此，在锅炉燃烧控制系统中，为了实现风煤比的合理灵活运用，应该通过控制值的确定提高系统转变的有效性，实现锅炉燃烧系统的稳定运行；第二，在系统初投运行中，可以通过对以往经验的分析以及试验项目的初步确定，进行风煤比的协调，之后按照系统运行的状态定时启动寻优功能，系统中的炉膛温度会按照特定的变化以及含氧量运行，提高锅炉热燃烧的经济价值，实现热控制系统的稳定运行。因此，在热电厂锅炉控制系统运行中，为提高设备运行的稳定性，项目管理者应该认识到DCS系统的使用功能，通过设备组成、设备运行以及设备控制状况的分析，进行热电厂锅炉系统运行的调节，以保护系统运行的安全性，实现热电厂的经济发展。

2.2 烟气含量控制系统的运用

通过对烟气中含氧量的分析，在排烟系统热损失增大的状况下，炉膛的问题会不断降低，这种状况下系统中的含氧量以及空气系数必然存在，当烟煤控制系数为1.3～1.5时，需要通过检测炉膛内的烟气含量进行空气系数的计算，以提高系统运行的安全性、稳定性[3]。

2.3 炉膛负压控制系统的运用

DCS在热电厂锅炉控制中，当鼓风量发生变化时，引风量会在炉膛负压的状况下进行偏差控制，之后通过对风变频器的调节，提高引风量的稳定性，避免炉膛内负压波动现象的发生。因此，在炉膛负压设计中，应该通过前馈——反馈系统的构建，提高信号输出的准确性，保持炉膛负压的恒定运行。

2.4 供热运行系统的控制

DCS在热电厂锅炉控制系统运行的过程中，不仅需要满足锅炉经济燃烧的需求，而且也应该保证用户负荷的基本需求，使系统的运行达到节能、恒定的最终目的。其结果如图2所示。因此，在供热系统中，应该同锅炉控制的状况进行不同负荷变化的分析，之后灵活地调节出水温度，保证控制系统运行的安全性、稳定性。通常状况下，DCS在热电厂锅炉供热运行系统中，为了提高系统运行的稳定性，应该做到以下内容：第一，锅炉出水系统会受到锅炉经济燃烧之外的影响。锅炉出水系统的温度会直接影响用户对系统的使用状况，整个过程中为了保证用户对符合的使用需求，应该提高节能运行的稳定性，保证水温度的平衡状态，不断延长锅炉系统的使用寿命，实现对供热运行系统的科学控制；第二，在锅炉出水中，当发生锅炉流量、进水温度、煤质等因素变化时，会对锅炉系统的运行带来影响，针对这种问题，供热运行系统可以通过调节炉膛温度进行煤量控制，避免燃动对锅炉系统运行带来的影响。相关人员可以根据系统的出水温度进行给定值偏差的确定，实现供热系统的稳定运行[4]。

2.5 联锁保护系统的运用

在热电厂锅炉系统运行中，通过联锁保护控制系统的运用，可以结合系统运行的状态，进行调节项目的构建。通常状况下，在锅炉出水温度超过了超高限或是出水压力的超低限时，系统程序会按照先停炉排、再停鼓风、最后停引风的流程进行自动运行，充分保证系统运行的安全性、稳定性。当炉膛内的压力为正时，炉膛内的火焰喷出，这种现象会对人员以及设备的安全运行造成影响，这种状况下应该通过强制技术的运用改变鼓风量以及引风量，保证热电厂锅炉系统维持在成长状态，提高系统运行的整体效率[5]。

3 结束语

总而言之，DCS在热电厂锅炉控制系统的运用中，为提高设备运行的稳定性，项目管理者应该认识到DCS系统的使用功能，通过设备组成、设备运行以及设备控制状况的分析，进行热电厂锅炉系统运行的调节，以保护系统运行的安全性、稳定性。一般情况下，在DCS系统中，应该通过炉燃烧控制系统的运用、烟气含量控制系统的运用、炉膛负压控制系统的运用、供热运行系统的控制以及联锁保护措施的运用，实现热电厂锅炉控制系统的稳定运用，推动电厂运行的稳步发展。