---  鋼鐵企業(yè)焦爐煤氣發(fā)電

    一、概述

    鋼鐵工業(yè)是國民經(jīng)濟重要基礎產(chǎn)業(yè)，能源消耗量約占全國工業(yè)總能耗的15%，廢水和固體廢棄物排放量分別占工業(yè)排放總量的14%和17%，是節能減排的重點(diǎn)行業(yè)。當前，鋼鐵行業(yè)發(fā)展面臨嚴峻挑戰和新的發(fā)展機遇，傳統的粗放型發(fā)展模式已難以為繼，迫切要求行業(yè)企業(yè)以節能減排為抓手，積極轉變發(fā)展方式，利用高新技術(shù)改造、走經(jīng)濟效益好、資源消耗低、環(huán)境污染少的新型工業(yè)化道路。，在大中型鋼鐵企業(yè)中推廣焦爐煤氣發(fā)電技術(shù)，預期在鋼鐵行業(yè)的推廣比例達到20%，形成較強的節能能力，為鋼鐵企業(yè)在日益激烈的市場(chǎng)競爭中降低生產(chǎn)成本、實(shí)現節能降耗發(fā)揮積極作用。UW500作為國內最新一代集散控制系統，為貫徹落實(shí)國家節能減排政策，在焦爐煤氣發(fā)電行業(yè)中發(fā)揮了重要的的技術(shù)支撐作用。

    二、UW500 DCS控制系統結構和軟件功能

    2.1 UW500 DCS系統架構圖：

    2.2系統軟件功能

    ⑴系統管理組態(tài)：定義系統硬件配置與管理、數據庫定義、算法定義等，在工程師站定義好系統配置后，就可以通過(guò)系統網(wǎng)總線(xiàn)下裝到各操作員站和控制站 

    ⑵控制調節：系統支持彈出式調節面板供操作員調節重要參數，包括測量值、設定值和輸出值的動(dòng)態(tài)棒圖與數字雙重顯示，所有的PID調節均設手自動(dòng)切換按鈕，可實(shí)現手動(dòng)與自動(dòng)控制之間的無(wú)擾切換。 

    ⑶報表生成與趨勢顯示：允許用戶(hù)生成具有Excel風(fēng)格的各種樣式的報表模板，隨時(shí)可操作員供調用，提供各瞬時(shí)量的累計及統計功能。歷史趨勢畫(huà)面可顯示任意參數在一定時(shí)間內的變化趨勢。

    ⑷人機界面的定制：工藝流程圖采用了分層結構，在整個(gè)電廠(chǎng)設備工藝運行的總貌圖中，可靈活進(jìn)入各級流程圖，詳細顯示各部分運行流程及狀態(tài)，所有設備的啟停、開(kāi)關(guān)等操作都可在工藝流程圖中方便的實(shí)現。對主要設備如鍋爐汽機的聯(lián)鎖保護，專(zhuān)門(mén)設計了邏輯顯示畫(huà)面，提示操作員邏輯的執行情況。

    ⑸ 報警管理：允許用戶(hù)定義各種報警事件的級別和提示信息，還可以寫(xiě)到報警記錄庫中供用戶(hù)日后查詢(xún)。對某些重要報警信息，可定義其強制跳出顯示；SOE事故順序記錄可記錄毫秒級的開(kāi)關(guān)量動(dòng)作信息。

    ⑹系統管理：系統設多層登錄級別，只有獲得相應的輸入口令才可獲得相應的操作權限，保證了系統操作的安全性。

    三、工程項目配置及項目控制方案

    3.1工程概述 ：該工程為河北武安寶燁焦化2*15WM焦爐煤氣發(fā)電項目，汽輪機為南京汽輪機廠(chǎng)生產(chǎn)的15WM凝汽式汽輪機，發(fā)電機同為南京汽輪機廠(chǎng)的勵磁發(fā)電機。整個(gè)系統為兩爐兩機母管制運行。

    3.2工程項目配置：

               

    在本項目中，配置現場(chǎng)控制站5臺，分別用于1#鍋爐、2#鍋爐、1#汽機、2#汽機以及公用部分的監控?？刂普局饕ㄈ哂嚯娫唇M件、冗余控制器、冗余的數據采集模件以及工業(yè)以太網(wǎng)交換機，實(shí)現現場(chǎng)數據的采集處理、過(guò)程控制、聯(lián)鎖保護、順控邏輯等。 

    配置操作員站5臺，主機為高可靠性工業(yè)PC機，配有專(zhuān)用鍵盤(pán)、光電鼠標和21’CRT顯示器。操作員站運行實(shí)時(shí)監控軟件，完成工業(yè)過(guò)程的圖形顯示，報警管理、報表打印、歷史數據記錄與查詢(xún)、事故記錄查詢(xún)等。

    配置一臺工程師站，可由任一操作員站站設置實(shí)現，完成整個(gè)DCS系統的組態(tài)，生成現場(chǎng)監測、控制和管理所需要的所有數據、圖形和報表等，負責算法下裝和操作員站的管理。

    主控室還配置2臺打印機（黑白激光、彩色噴墨）作為系統網(wǎng)的一個(gè)共享節點(diǎn)（打印機服務(wù)器），分別用于實(shí)時(shí)報警打印、報表打印和工藝流程打印。

    3.3項目控制方案

    系統控制納入了數據采集系統（DAS）、模擬量控制系統（MCS）、輔機順控系統（SCS）、機爐保護系統（FSSS）、汽機緊急停車(chē)系統（ETS）、電氣控制系統（ECS）等功能。

    3.3.1數據采集系統（DAS）：DAS系統由各I/O模件完成對生產(chǎn)過(guò)程中的數據及設備狀態(tài)進(jìn)行采集與處理，它包括：現場(chǎng)信號級（4～20mA）、信號隔離、硬件濾波、A/D轉換、軟件處理等部分，硬件部分自帶補償電路，能做到高頻干擾的自動(dòng)隔離和原始信號補償，軟件處理包括開(kāi)方、累積、誤差補償、溫壓補償、濾波等，確保參與顯示和控制的輸入信號的準確性。

    所有的DAS系統數據通過(guò)上位監控軟件在CRT上顯示、報警提示并記錄到歷史數據庫。DAS系統數據能以多種方式顯示記錄，包括工藝流程顯示，參數棒圖顯示等。

    3.3.2模擬量控制系統（MCS）：在本系統中共設計了40多套自動(dòng)調節系統，包括鍋爐與汽機的所有重要參數的調節。如機爐協(xié)調控制系統（采用直接能量平衡的控制策略）、汽包水位調節、主汽壓力調節、主汽溫度調節、爐膛負壓調節等。以下為汽包水位控制系統實(shí)例：

    汽包水位是控制系統中最重要的控制指標。汽包水位過(guò)高將影響蒸汽質(zhì)量，水位過(guò)低則引起鍋爐干燒，造成水冷壁爆裂。在本方案中采用以汽包水位、給水流量和蒸汽流量構成三沖量控制系統與以汽包水位進(jìn)行單沖量調節結合的控制方案，兩種方案在不同負荷階可手動(dòng)自動(dòng)無(wú)擾切換。汽包水位作為主調節器的輸入，主調節器的輸出作為副調節器的給定，與給水流量相平衡。通過(guò)調節主給水閥改變給水流量來(lái)維持汽包水位的恒定。把主蒸汽流量作為系統的前饋信號，反映和克服系統的外擾，給水流量信號反映和克服內擾。

                

    3.3.3鍋爐順序控制（SCS）

    順序控制系統主要完成各輔機的順序啟停及聯(lián)鎖保護。在順控邏輯中，采用了分級式結構，功能細化到單臺設備控制。通過(guò)聯(lián)鎖、保護和安全跳閘功能保證余熱鍋爐的安全運行。鍋爐順控邏輯主要包括：鍋爐啟動(dòng)、鍋爐停車(chē)、床溫高聯(lián)鎖停爐、給水泵與供漿泵跳閘聯(lián)鎖停爐、除灰順序控制以及送引風(fēng)跳閘聯(lián)鎖邏輯等。

    3.3.4爐膛安全監控系統（FSSS）

    FSSS系統的主要作用是對燃料系統及燃燒設備進(jìn)行管理和控制，保證鍋爐安全運行。FSSS系統包括燃燒器控制系統和爐膛安全系統，其主要功能包括：爐膛自動(dòng)點(diǎn)火、火焰監視、爐膛吹掃允許條件及吹掃程序、油槍控制、一次風(fēng)機啟?？刂?、二次風(fēng)門(mén)控制、送引風(fēng)門(mén)的擋板聯(lián)鎖，供漿泵啟?？刂?、燃油截止閥控制、送引風(fēng)機聯(lián)鎖等部分。 
   
    五.總結

    UW5OO系統已在某2*15WM焦爐煤氣發(fā)電項目成功投入使用，硬件可靠、功能實(shí)用，給運行人員帶來(lái)了方便，達到了用戶(hù)的要求，充分顯示了該系統的高可靠性和穩定性，對于其他鋼鐵焦爐煤氣電廠(chǎng)安全、經(jīng)濟、高效運行具有很好的借鑒作用。