关于锅炉发电系统中DCS技术的研究

   学习百分网   2018-09-30 00:00:00

  摘 要:随着dcs(集散控制系统)的快速发展,现在各大中小型锅炉供热中也应用了dcs这一系统,且dcs不断提高在中小型锅炉供热系统中操作的可靠性、可行性及节能性,运用dcs技术在锅炉供热系统的节能改造中取得了重大的突破,同时dcs也为企业效益取得了极大的提升空间,增加了各个方面的成效。
  【关键词】dcs 锅炉发电系统 研究
  1 dcs技术简介
  集散控制系统(dcs,distributed control sys2tem)是集计算机技术、控制技术、网络技术和crt显示技术为一体的高新技术产品,具有控制功能强、操作简便和可靠性高等特点,可以方便的用于工业装置的生产控制和经营管理,在电力、化工、冶金等流程自动化领域的应用已经十分普及。dcs控制系统在现代发电企业中是不可缺少的,在电气系统中能够控制锅炉等有关发电的设备,还能将发电机组与其他设备在工作中的信息、数据进行及时收集,然后依据收集到的信息、数据,作出相适应的控制命令,现阶段我国电力发电公司中采用dcs控制系统的较多。近20多年来,由于微电子技术和计算机技术的飞速发展以及工业自动化要求的逐步提高,dcs经历了几个阶段的发展过程,结构日臻完善,技术更加成熟,已经成为生产自动化不可缺少的自控装置。dcs硬件方面广泛采用技术指标更先进的高档工业pc,有的甚至采用了risc工作站;软件方面引入了通用的商业化软件包,系统互连方面采用国际标准的通用网络,逐步向信息集成的方向发展。
  2 锅炉dcs控制系统的主要软硬件组成
  某公司使用的锅炉发电系统中主要设备中包括一台全烧煤气的锅炉,此外还有两台汽轮机发电机组。辅助系统中含有循环水与软化水控制等,并且所有的控制都是在控制室里面布置与完成的,使用的仪表自控系统则是集散控制系统,也即是dcs系统。在此锅炉发电系统中,使用的dcs系统能够综合所有系统信息数据,并且还具有全能综合型集成化的特点。由此可看出,dcs系统在锅炉发电系统中能够收集信息数据、控制锅炉与汽机的辅机顺序与锅炉点火和熄火保护装置等集多项功能于一体,对锅炉发电系统有着重要的影响作用。
  2.1 dcs系统在锅炉发电系统中可以实现调节功能
  dcs系统在锅炉发电中可以借助通信站收集到有关锅炉炉膛燃烧情况与锅炉气包水位等多种现场实际信息与数据,在操作站对运行情况进行全面的监控,并完成统计工作,并对各种信息进行集中处理。该环节中还包括根据操作员站的相关信息实现画面的显示与切换,或者按照操作员站下发的命令,对系统运行的参数进行准确调整与控制,从而达到人工干预系统的目的。比如,在实际应用中可以调节气包给水流量等相关的操作。
  2.2 操作站中配置较高
  操作站也是借助了网络信息技术与现代计算技术等县级的技术,其中使用的配置使用的工业pc机,可以在局域型控制系统中完成监视工作以及相应的操作行为,并且还可以实行组态编程工作。此外,其中使用的cpu中含有高级的芯片,并且硬盘具有较大的容量,可以达到80g,而相应的内存可以达到256m。
  2.3 主控单元fm801
  这种配置中使用了pentium级别的冗余工控机,使用这种硬件能够使系统对信息与数据处理的能力得到很大的提升,并且还可以加强网络通信能力。在上述实例中的锅炉系统中,主控单元可以将全部的i/o点的信息与数据进行处理。所以在实际的锅炉发电站中只需要配备一个现场控制站,并且使互为冗余的主控单元数量达到两个即可。主控单元fm801的组成部分包括机壳、电源模块以及cpu卡等相关部分。在主控单元中都会有前面板,而这个前面板便是系统在运行过程中对状态进行指示的指示灯,也即是说系统在运行过程中的任何状态都能通过该面板指示灯的颜色变化反应出来。
  2.4 锅炉dcs系统组态软件
  dcs系统组态软件是在锅炉发电系统中的工程师站上进行运行的。其中操作系统一般使用的应用软件中常见的主要包括服务器算法软件以及控制器算法软件等。前者是在锅炉发电系统中应用于服务器方面进行所承担的负荷率组态上,还可以在计算通讯点过程中作为一种算法组态。而后者往往是用在硬件配置或是数据库定义或者是在不同的算法语言上进行相关控制方案的编写,并且它有多种控制组态,比如有关的顺序流程图以及梯形图等。而在上述实例研究中的锅炉发电系统,使用的组态方式主要是功能块图,其专业名词术语为fbd。在锅炉发电系统使用这种组态方式,能够有助于锅炉电器设备顺利的进行回路控制过程以及协助仪表准确进行报警处理,甚至系统中出现需要计算的环节,功能块图也能较好的完成相关的运算。
  3 锅炉汽包液位控制算法
  锅炉内的汽包液位与蒸汽的流量以及给水流量之间的现场信号可以被锅炉三冲量进行收集与控制,然后进行合理的运算,能够相互作用并控制锅炉内的给水阀。对蒸汽的流量进行实时监控,能够有效防止蒸汽流量对锅炉内汽包液位产生不必要的干扰,并且还能避免"假液位"现象出现,导致锅炉内的控制系统条件反射产生误动行为。对锅炉给水流量进行控制,能够有效的将给水流量当做一种负变量,然后结合串级控制系统中具有快速性特点的副回路排除外界的干扰,进而降低因给水压力中出现的流量变化,在汽包液位中产生相应作用的可能性。
  在实际的大型锅炉发电系统中,采用对锅炉内的给水信号进行控制的方法是一种常见的手段,并且能够有效的对汽包水位进行有效控制与调节。此外,有的锅炉发电系统中会将此种方法与对蒸汽流量进行控制的方法结合使用,很大程度上能够减少锅炉发电系统中出现的"假液位"而对系统造成干扰现象。
  总之,dcs系统是目前发电系统使用较为常见的系统,其中还存在一些不足之处,随着网络技术及计算机技术的发展,电力发电企业以及有关部门需要改变传统的发电系统的设备,不断完善和促进dcs系统在发电系统中的应用,为人们生活输送电力。
  作者简介
  [1]张汉昌.集散控制系统dcs在瓦斯发电自动监控系统中的研究及应用[j].煤矿机电,2013(02).
  [2]韦月萍.浅谈dcs系统在发电厂电气控制上的应用[j].科技风,2012(18).
  [3]田善江.余热发电站dcs集散控制应用实践[j].有色设备,2012(05).
  [4]张帆.双余热发电控制系统的设计与实现[j].自动化技术与应用,2012(09).
  作者单位
  国网吉林桦甸市供电有限公司 吉林省桦甸市 132400


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