除灰控制操作系统优化

朱晓燕

摘 要：对于使用生命周期到的控制系统改造，应该结合当前装置运行情况，在风险评价分析后允许的条件下，根据装置运行工艺对程序进行优化，使得改造实现最大利益化。

关键词：改造;优化;参数设置;创新

1 问题的提出

化肥厂在2019年新建锅炉、燃除联合控制室，将除灰操作站搬迁到新控制室同时因为除灰控制系统因使用超期也由PLC换型为DCS。

除灰操作系统的存在问题并不是只在控制系统的老化，还有原设计是单一的顺序控制模式加现场独立操作模式，在运行中尤其是环保要求越来越高的当下，煤质变化和异常工况频发，整体设备的老化，导致原设计程序的不能满足工艺需求和生产需求，具体体现在：远控的操作模式为固定单一程序，均为内置式参数（如时间，压力，阀门动作操作等条件）工艺不能根据工况进行写入式更改;一旦发生任何异常，工艺都必须去现场手动电磁阀箱操作应急，工艺暴露装置区时间长，安全有隐患。近年来各设备老化，故障率较高，联合控制室的建立使工艺离装置区较远，工艺应急时间会长，甚至来不及。

2 改进思路及方案实施

化肥厂锅炉除灰装置建于1998年现场设备为ABB公司正压低速内置式旁通紊流管气力输送系统。其工艺控制操作方式的设计是该设备可以实现远程自动控制，也可以现场就地控制。远程自动控制是一套顺序控制程序，工艺人员在确认现场设备都正常后，上位机上只需将装置投自动启动即可运行，若发生装置异常工艺人员则需在上位机上停止相应程序，然后去现场操作，排除处理故障，再投用装置，所有的阀门动作和装置的运行方式，运行时间都由顺序控制决定，不能进行人为干涉。而就目前生产现状而言，装置已运行20年，除灰的上游装置电除尘和除灰装置本身也慢慢老化处理灰的能力也在慢慢下降，而煤灰这种介质和季节、煤质、锅炉燃烧、开停工等异常工况，其物理特性变化很大，单一的操作模式对输灰功能有很大的局限性，有时甚至不能满足工艺输灰要求，更不用说优化设备运行，保护设备了。工艺时常也会在异常时要求仪表修改程序满足当前工况但是这对紧急情况下，工艺都很被动。联合控制室的启用，也是为了人员通岗互岗，优化燃除人力资源，那么实现除灰装置高质量的程序控制则可以解决上述问题。

我们利用本次除灰控制系统换型这个机会，和工艺一起对装置风险进行分析和评价，除灰装置最高压力0.7MPa，热灰温度到仓泵不超过80℃，最大的操作风险是堵管，和输灰不及时造成上游装置电除尘跳停，造成环保事故。因此在任何情况下把灰输送走是第一位的，基于此，我们提出将原程序中所有内置参数，改为开放式参数，并将所有阀门的操作从以前程控控制，新增解列程序后，还可以在上位机上手动操作，可以这样工艺可以根据工况和设备的具体情况，随时设置满足当前工况运行的参数，保障装置的处理能力。

将内置式参数改为开放式参数在此次新换型的浙大中控ECS700控制系统中非常好实现，只需将工艺希望能够修订的限定性参数由以前的常数改为可读写的中间内部变量即可。（以下图例）

图片一中变量“PT_LVALUE”就是在上位机上可手动录入的置。

根据工艺需求要求配置的参数有以下几个：

①平衡阀低压力设定值;

②升压阶段压力设定值;

③阀门动作缓冲时间;

④送灰阶段打开进气阀后输灰阀间隔时间;

⑤送灰阶段打开进气阀时间;

⑥送灰阶段输灰阀打开时间;

⑦進料超时时间;

⑧料位输灰选择。

改造后的流程图在每个单体设备旁边都有一个“参数设置”按钮，点击按钮后会弹出一张参数设置表（如上图二）艺可以根据具体工况要求，修改上述参数。

对于仓泵上的控制程控阀，工艺可以将设备单体置停止置手动，对每台阀在上位上可以单独操作（如图三）。

这个设置是最有意义的，工艺可以不用去现场，通过上位上操作阀门就可以快速有效的判断装置情况和设备的好坏故障，因为突发堵管大多可以通过单独控制进气阀和输灰阀就可以解决。

3应用效果

除灰改造后就立刻进入运行阶段，在连续运行3天后，仪表收集到程序运行中出现的问题，联系工程师对程序进行集中修改后，一直运行至今，工艺对新的系统接受很快，这也是除灰控制系统调试最快最省力的一次（2000年系统升级时调试两周），除灰系统在5月28日开始投用，3#炉、4#炉都历经一次开工，开工工况，和锅炉提负荷工况下，除灰介质变化最大，但是工艺操作良好，仪表这边除灰的工作量减少很多尤其是夜间突发故障几乎没有，在和工艺沟通中，反映夜间有问题，他们通过手动操作，和修改参数可以使一些故障不影响运行，问题可以到白天解决不像以前还需要仪表协助判断工作流程复杂效率低。比如仪表压力计（零点偏高）有故障，可以调整一下设定参数，继续输灰，直到仪表处理正常。而在以前就必须等仪表处理好，才能投用。工艺在联合控制室操作，除灰岗位两人基本上现在一个半人就可以了，现场人员还可以兼顾脱硫装置。达到了优化操作的目的。

4 技术创新点

本次改造主要技术创新点是思维理念的创新，创新点就是将程序内置式参数改为开放式参数。科技日新月异，各类开发软件功能强大，且安全度高，在以前的控制系统中（继电器时代），在后台（控制室）操作多，且专业性强，养成工艺对仪表依赖性强，这种专业依赖延续到现在，使得工艺对自己装置掌控性有所欠缺。利用现在计算机网络技术，控制软件的强大功能，通过授权操作，可以使工艺对自己装置全面把控提高工作效率，优化装置运行，节约人力资源。