DCS-2001集散型控制系統(tǒng)在垃圾焚燒電廠中應(yīng)用

近幾年來(lái)．垃圾焚燒發(fā)電悄然進(jìn)入了工控行業(yè)人士的視野。作為傳統(tǒng)行業(yè)派生的新行業(yè)，它告別了垃圾添埋時(shí)代，進(jìn)入了節(jié)約資源、清潔環(huán)保、再生能源的新世紀(jì)，垃圾焚燒目前越來(lái)越受到大家重視。我國(guó)的垃圾發(fā)電技術(shù)的發(fā)展還剛剛起步，大部分都是成套引進(jìn)國(guó)外設(shè)備，成本極高。為了滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)垃圾處理市場(chǎng)的迫切需求，實(shí)現(xiàn)垃圾焚燒技術(shù)的國(guó)產(chǎn)化勢(shì)在必行。

垃圾焚燒發(fā)電的方式很多．主要有回轉(zhuǎn)型焚燒爐、流化床焚燒爐和機(jī)械爐排焚燒爐等幾種方式，我國(guó)使用的爐型以后兩者居多。

廣東東莞市區(qū)垃圾處理廠使用的是北京中科通用能源環(huán)保有限公司設(shè)計(jì)的循環(huán)流化床垃圾焚燒爐。它的控制系統(tǒng)是DCS一2001系統(tǒng)，這是一個(gè)垃圾焚燒電廠設(shè)備徹底國(guó)產(chǎn)化的工程實(shí)例。

1 焚燒電廠的組成

東莞市區(qū)垃圾處理廠共有三臺(tái)55t／h、日處理垃圾能力400t的流化床垃圾焚燒爐，兩臺(tái)15．0MW凝汽式汽輪發(fā)電機(jī)組。除此之外它還有化學(xué)水及廢水處理控制系統(tǒng)、垃圾抓斗控制系統(tǒng)、除灰控制系統(tǒng)等，中低壓電氣、電視監(jiān)視系統(tǒng)、煙氣連續(xù)測(cè)量監(jiān)視系統(tǒng)及尾氣凈化系統(tǒng)。

全廠設(shè)置一套集散控制系統(tǒng)—DCS200l控制系統(tǒng)．集中操作與各輔助設(shè)備分散控制相結(jié)合的系統(tǒng)運(yùn)行模式。

整個(gè)系統(tǒng)共配置了8臺(tái)操作員站、l臺(tái)工程師站、l臺(tái)值長(zhǎng)站、2臺(tái)服務(wù)器、5套冗余的現(xiàn)場(chǎng)控制站、3套尾氣控制站（如圖1所示）?？刂葡到y(tǒng)通信擁有高速的以太網(wǎng)（10／100LAN），冗余的通信設(shè)備，通訊協(xié)議為T(mén)CP／IP協(xié)議。



系統(tǒng)實(shí)際I／0總點(diǎn)數(shù)為4189點(diǎn)，鍋爐部分l439點(diǎn)，汽機(jī)部分537點(diǎn)，公用478點(diǎn)，電氣735點(diǎn)，其它為尾氣部分點(diǎn)數(shù)。

2 DCS一2001的控制功能

分散控制系統(tǒng)的主要功能包括數(shù)據(jù)采集（DAS）、模擬量控制（MCS）、順序控制（SCS）和聯(lián)鎖保護(hù)（PRO）等系統(tǒng)功能。

1）數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)DAS

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)DAS的功能是連續(xù)采集和處理所有與系統(tǒng)有關(guān)的所有測(cè)點(diǎn)信號(hào)及設(shè)備狀態(tài)信號(hào)，以便及時(shí)向操作人員提供有關(guān)的運(yùn)行信息．實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的安全運(yùn)行。一旦發(fā)生任何異常工況．及時(shí)報(bào)警，保障系統(tǒng)的安全運(yùn)行，提高系統(tǒng)的可利用率。DAS信息通過(guò)操作員站反映出來(lái)的功能由幾部分組成。顯示功能包括：操作顯示、表格顯示、棒狀圖顯示等：趨勢(shì)記錄功能包括：歷史趨勢(shì)記錄、實(shí)時(shí)趨勢(shì)記錄，歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和檢索：報(bào)警記錄功能：既有模擬量報(bào)警記錄又有開(kāi)關(guān)量記錄等。

2）閉環(huán)控制系統(tǒng)MCS

主要的閉環(huán)控制系統(tǒng)MCS包括如下控制：爐膛壓力控制、一次風(fēng)量、溫度控制、二次風(fēng)量、溫度控制、給料控制、爐膛出口溫度控制、過(guò)熱蒸汽溫度控制、汽包水位控制、旁路減溫減壓調(diào)節(jié)、給煤控制、垃圾給料控制、排渣控制、凝結(jié)水再循環(huán)控制、除氧器水位控制、除氧器壓力控制、低加水位控制、減溫減壓裝置壓力、溫度控制等。

3）順序控制系統(tǒng)SCS

按照工藝系統(tǒng)及主要輔機(jī)的要求劃分成若干功能子組進(jìn)行控制，如程控點(diǎn)火等順序控制。操作員能通過(guò)CRT／鍵盤(pán)對(duì)各個(gè)子功能組進(jìn)行順序啟、停，對(duì)其中的單個(gè)設(shè)備進(jìn)行啟、停、或開(kāi)關(guān)操作。

4）連鎖保護(hù)

垃圾電廠機(jī)組的連鎖基本上與普通電廠中的連鎖保護(hù)是一樣的：它包括引風(fēng)機(jī)、一次風(fēng)機(jī)、二次風(fēng)機(jī)、返料風(fēng)機(jī)之間的風(fēng)機(jī)大連鎖；給料機(jī)中大滾筒、小滾筒、撥輪、大鏈板、小鏈板之間的連鎖；出渣系統(tǒng)中各個(gè)設(shè)備之間的連鎖；MFT信號(hào)連鎖停給料、出渣、二次風(fēng)機(jī)的連鎖；各種風(fēng)機(jī)、泵與其進(jìn)出口擋板、門(mén)之間的連鎖

3 S2001控制系統(tǒng)特性

1）冗余配置

控制系統(tǒng)提高有可靠性的措施就是冗余。

a．控制站冗余

控制器CPU的負(fù)荷率≤70％（最忙時(shí)）；

b．重要測(cè)點(diǎn)I／O通道冗余

I／O模件槽裕量l0％，I／O點(diǎn)裕量15％：

C．電源冗余

系統(tǒng)電源負(fù)荷裕量30％：

d．?dāng)?shù)據(jù)通訊總線(xiàn)冗余

冗余配置的數(shù)據(jù)通訊總線(xiàn)在任何時(shí)候都同時(shí)工

作，通訊總線(xiàn)負(fù)荷率≤30％（以太網(wǎng)≤15％）；

e．操作站冗余

操作員站CPU的負(fù)荷率≤40％（最忙時(shí)）。

2）用開(kāi)放式網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議

3）靈活的I／O擴(kuò)展方式

4）高強(qiáng)度工業(yè)硬件平臺(tái)：耐振動(dòng)，耐高溫以及各種工業(yè)環(huán)境下的電氣干擾

5）信號(hào)隔離，具有先進(jìn)的控制算法?？梢匀我饨M態(tài)生成系統(tǒng)

6）高可靠性、高穩(wěn)定性