基于DCS监控系统在烧结机余热发电中的应用

基于DCS监控系统在烧结机余热发电中的应用

关键词:DCS监控系统;烧结机;余热发电;应用

引言

分布式控制系统简称为DCS系统,或者称为集散控制系统。在很多特殊核电站与控制领域,DCS时常作为数字化控制系统,分布式控制是它的重点。一般,我们都会将DCS中的控制网络视为核心区域,该系统对提高系统有效性、实时性与精确性具有重大影响。

1.DCS监控系统组成

1.1DCS网络结构

HOLLIASMACS分散控制系统,可以划分为监控层和控制层两个层次。监控层的设备主要包括工程师站、操作员站等;控制层的设备主要包括实现各种控制功能的控制站(包括远程控制站和远程I/O站)。

工程师站、操作员站等与系统服务器的互连,通过监控网(M-NET)使用以太网协议通讯,通讯速率100Mbps。

控制站与系统服务器的互连,通过系统网络(S-NET)使用HSIE网络协议,通讯速率10/100M自适应。HSIE网络协议基于可靠的工业以太网通讯协议,信息传输实时、可靠。

控制站内部的数据通讯网络称为控制网(C-NET),控制网采用Profibus现场总线。使用Profibus-DP协议,通讯速率500Kbps,实现控制器与过程I/O模块的通讯,符合IEC61158国际标准。所有支持Profibus-DP协议的控制器(如PLC)和智能仪表只要提供相应的GSD设备文件,都能作为主控的从站与HOLLIASMACS系统进行通讯。

1.2DCS系统硬件配置

HOLLIASMACS分散控制系统的硬件设备主要包括控制机柜、工程师站、操作员站、数据服务器、大屏幕显示器、激光打印机等。

工程师站是配有系统组态软件的计算机,工程师站对应用系统进行功能组态,包括操作员站组态和控制器组态,并进行在线下装和在线调试,是工程师对工程实施各种控制策略和人机交互方式的工作平台。

操作员站是配有实时监控软件和各种可配置的人机接口设备的计算机,完成对生产过程和现场参数的实时监视与操作。操作员站可全面完成对现场工艺状况的显示、报警、打印、历史数据记录和再现以及报表等功能。本工程中,DCS的工程师站和操作员站采用研华工控机,运行在基于WindowsNT/2000构架的WindowsXP中文版SP2平台之上。

数据服务器采用高性能服务器,完成实时数据库及历史数据库的管理和存取,服务器为双冗余配置,并可根据实际工程规模灵活配置。本工程DCS的数据服务器采用DELL机架式服务器,操作系统为WindowsServer2003。

HOLLIAS-MACS系统中,较复杂的计算和管理任务交给网络上的高性能的数据服务器,频繁与操作员打交道的人机界面等任务交给操作员站。这种体系结构结构灵活、处理效率高,易于扩充、适应范围广,可维护性强。

2、DCS监控系统在烧结余热发电中的应用

2.1汽轮机热井液位调节应用

烧结余热发电控制系统之中的汽轮机热井液位调节主要指的是,烧结余热发电控制系统之中的冷凝器设备将汽轮机设备之中冷凝形成的水分排入热井设备之中,然后再将这些水分加压处理,并将这些水分添加到烧结余热发电之中去当作循环水使用。一般情况下,烧结余热发电控制系统可以通过ABB系统以及DCS系统,调节凝结水再循环调节门的张开程度的大小,并通过改变张开程度,实现烧结余热发电控制系统中的汽轮机热井液位调节的应用。在烧结余热发电处于正常的工作状态的时候,可以使用再循环设备实现对阀门的控制,以便于保证汽轮机热井液位的正常。与此同时,为了有效的保证烧结余热发电之中所使用的循环水的数量,要求另外设计一条相应的输水管道,现场施工的操作员要按照具体的施工情况进行对除盐水补水调节阀的有效控制,以便于充分的满足烧结余热发电设备的需要。

2.2压汽包液位调节应用

烧结余热发电控制系统之中的中压汽包液位调节主要指的是,烧结余热发电控制系统中的DCS系统,可以通过改变中压给水调节阀的张开程度来实现对中压汽包液位的有效控制。一般情况下,烧结余热发电控制系统在正常工作的状态下会通过三冲量调节的方式来进行对整个系统的有效操作和控制。具体的来说,烧结余热发电控制系统之中的主调节部分要根据烧结余热发电控制系统中的中压汽包液位的大小数值计算出系统所需要的水的数量,而副调节部分的主要功能则是根据系统所需要的水的数量计算出阀门的张开程度。当烧结余热发电控制系统中的中压汽包液位出现异常状况的时候,紧急放水阀就会自动打开,进行对系统的紧急排水操作,等烧结余热发电控制系统处于正常工作状态的时候就会停止操作。

2.3汽轮机均压箱压力调节应用

烧结余热发电控制系统中的汽轮机均压箱压力调节主要是通过均压箱实现的,其可以通过平衡前后轴封的压力的运行方式,实现对烧结余热发电控制系统内部压力的平均化处理,减少可能出现的压力过高而导致的热量资源的浪费情况的产生。与此同时,其也可以很有效的避免烧结余热发电控制系统之中油中带水的问题的产生。

除此之外,烧结余热发电控制系统之中的汽轮机均压箱压力调节功能还可以避免压力过低所导致的一系列的问题,一般情况下,如果压力过低,整个系统内的密封性能就难以达到实际工作的需要。烧结余热发电控制系统通过调节进汽调节阀控制均压箱压力,实现汽轮机内部压力的平均化,可以有效的保证整个系统的安全运行。

2.4其他系统通信的应用

烧结余热发电控制系统与其他系统通信主要指的是,烧结余热发电控制系统可以通过ABB系统以及DCS系统将烧结余热发电控制系统与具体的生产情况和具体的烧结情况连接在一起,也可以有效的实现数据信息的实时传输,保证各种具体的工作状态信息有效的发送,保证烧结余热发电控制系统的正常工作运行。

2.5发电安全保护应用

烧结余热发电控制系统之中的发电安全保护主要指的是,烧结余热发电控制系统可以通DCS系统和发电安全保护系统有机的结合在一起,一旦在烧结余热发电控制系统运行的过程之中出现汽包液位极高的情况、循环风机跳闸、汽包液位极低的情况等危急的问题,就可以通过发电安全保护系统自动关闭进入烧结余热发电的烟道阀门,将离开烧结余热发电的烟道阀门打开,保证烟气的排出不影响烧结余热发电的正常工作运行。

结束语

综上所述,DCS监控系统在烧结余热发电中得到了很大的应用,提高了发电厂的自动化水平,对发电厂的生产及控制方面具有重要的作用。

参考文献

[1]李富贵.DCS系统在发电发电系统中的应用[J].数字技术与应用,2010.

[2]刘勍.DCS监控系统在烧结机余热发电中的应用[J].城市建设理论研究,2012.

[3]王文智,国永旺.DCS在发电系统中的应用[J].中国科技纵横,2017.

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