dcs系統(tǒng)在鍋爐控制中的成功應(yīng)用

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1、DCS系統(tǒng)在鍋爐控制中的成功應(yīng)用2007年6月青海石油第25卷第2期DCS系統(tǒng)在鍋爐控制中的成功應(yīng)用李仁愛王全治姜宏摘要DCS系統(tǒng)具有強(qiáng)大的監(jiān)控功能,很多具有一定規(guī)模的廠礦企業(yè)都用DCS系統(tǒng)監(jiān)控其生產(chǎn)工藝,其中大部分是用先進(jìn)的DCS系統(tǒng)改造原有的陳舊落后的控制系統(tǒng).本文以青海油田采油一廠40t/d鍋爐房舊系統(tǒng)改造為側(cè),講解了一些DES系統(tǒng)在鍋爐控制中的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn),具有一定的推廣借鑒意義.主題詞鍋爐燃燒器DCS系統(tǒng)控制程序1.前言青海油田采油一廠40dd鍋爐房是尕斯庫勒聯(lián)合站油氣水處理系統(tǒng)的供熱核心,是要求安

2、全運(yùn)行,平穩(wěn)運(yùn)行,不間斷運(yùn)行的重點(diǎn)車間.但是用于鍋爐運(yùn)行控制的原控制系統(tǒng)是以單回路儀表和繼電器組為主以燃燒器為輔的控制系統(tǒng).該系統(tǒng)的主要缺點(diǎn)是:系統(tǒng)龐大,故障點(diǎn)多;各組成部件銜接性差,導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)性差;控制過程不能進(jìn)一步優(yōu)化,安全隱患多,操作勞動(dòng)強(qiáng)度大.2005年采油一廠部署了對(duì)尕斯庫勒聯(lián)合站工藝控制系統(tǒng)的DCS系統(tǒng)改造,因此鍋爐控制系統(tǒng)成功融人DCS系統(tǒng)成為工程施工中的一個(gè)課題.通過理順工藝流程,了解操作要求,分析控制原理,構(gòu)思DCS系統(tǒng)控制方案,制定新老系統(tǒng)生產(chǎn)不問斷切換方案,于2006年7月按尕

3、斯庫勒聯(lián)合站DCS系統(tǒng)整體改造部署順利對(duì)40t/d鍋爐房控制系統(tǒng)完成了改造,達(dá)到了生產(chǎn)不問斷系統(tǒng)切換且安全可靠平穩(wěn)運(yùn)行的目的.2.工藝控制原理及操作監(jiān)控要求40鍋爐房供熱系統(tǒng)按工藝控制性質(zhì)可分如下三類:(1)調(diào)節(jié)控制類調(diào)節(jié)控制類主要包括:鍋爐水液位調(diào)節(jié),除氧器液位壓力及溫度調(diào)節(jié),天然氣壓力調(diào)節(jié),鍋爐供水壓力調(diào)節(jié)等.這都是普通的單回路調(diào)節(jié)控制,是控制系統(tǒng)中常見的簡單的控制,本文對(duì)此不再贅述.(2)鍋爐燃燒系統(tǒng)啟停聯(lián)鎖控鋪類鍋爐燃燒系統(tǒng)啟停聯(lián)鎖控制是鍋爐房控制系統(tǒng)的核心,按工藝操作要求,啟爐的控制順序?yàn)?啟動(dòng)

4、引風(fēng)機(jī),3分鐘后啟動(dòng)鼓風(fēng)機(jī),再4分鐘后啟動(dòng)燃燒器,鍋爐燃燒系統(tǒng)進(jìn)人正常運(yùn)行狀態(tài).停爐的控制順序?yàn)?停止燃燒器,停止鼓風(fēng)機(jī),3分鐘后停止引風(fēng)機(jī),鍋爐燃燒系統(tǒng)處于停止運(yùn)行狀態(tài).為了安全運(yùn)行,控制系統(tǒng)中應(yīng)融入如下控制因素:鍋爐液包超壓聯(lián)鎖,鍋爐液包超低液位聯(lián)鎖,天然氣壓力超低聯(lián)鎖,天然氣壓力超高聯(lián)鎖,檢測無火焰聯(lián)鎖,引風(fēng)機(jī)故障聯(lián)鎖,鼓風(fēng)機(jī)故障聯(lián)鎖等.}李仁愛,自動(dòng)化工程師,1995年畢業(yè)于蘭州石油學(xué)校自動(dòng)化專業(yè),現(xiàn)在采油一廠自控儀修gA_Z-作.青海石油2007年6月(3)給水泵手/自動(dòng)補(bǔ)水控制類給水泵在鍋爐工

5、藝系統(tǒng)中負(fù)責(zé)給鍋爐供水,給水泵的啟?？刂朴慑仩t液包液位決定,既可以手動(dòng)啟停也可以自動(dòng)啟停,要求控制系統(tǒng)有判別給水泵故障或檢修的功能.就操作監(jiān)控而言,對(duì)鍋爐控制系統(tǒng)有如下要求:1)檢測并顯示工藝參數(shù).2)有自動(dòng)調(diào)節(jié)功能.3)一鍵啟動(dòng)燃燒系統(tǒng),一鍵停止燃燒系統(tǒng),自動(dòng)聯(lián)鎖保護(hù).4)給水泵手動(dòng)自動(dòng)自由安全控制.原鍋爐控制系統(tǒng)構(gòu)成及缺點(diǎn)原控制系統(tǒng)主要包括:單回路測控儀表,繼電器組,配電柜,燃燒器.預(yù)檢測階段燃燒器程控器預(yù)吹掃階段I啟動(dòng)引風(fēng)機(jī)和鼓風(fēng)機(jī)點(diǎn)火階段正常燃燒階段圖2燃燒器原控制流程圖1繼電器組控制原理圖單回路

6、儀表缺點(diǎn):二次儀表精度低,故障率高,控制不可靠,占用空間大,維護(hù)工作量大,維護(hù)成本高0繼電器組:負(fù)責(zé)鍋爐啟?？刂?給水泵啟?？刂?控制原理見圖1.主要缺點(diǎn)有:硬件繼電器多,故障率高;相互關(guān)聯(lián),運(yùn)行平穩(wěn)性差;占用空間大,維護(hù)工作量大,維護(hù)成本高.配電柜:引風(fēng)機(jī),鼓風(fēng)機(jī),給水泵配電柜,未納入DCS系統(tǒng)改造,需延用.配電柜改造屬電氣改造,選用新產(chǎn)品而已,本文不再贅述.燃燒器:選用的是意大利賽博燃燒器,性能良好,運(yùn)行安全可靠.但是,意大利賽博燃燒器是一體化鍋爐燃燒系統(tǒng)控制器,具有測漏控制,風(fēng)壓檢測聯(lián)鎖控制,天然氣

7、壓力聯(lián)鎖控制,吹風(fēng)點(diǎn)火控制等控制功能,可見燃燒器控制系統(tǒng)與繼電器組控制有重疊沖突之處,原系統(tǒng)沒有合理處理,導(dǎo)致控制復(fù)雜,故障率高,維護(hù)操作難度大.燃燒器控制原理圖見附圖2:由于10T以上的鍋爐要有單獨(dú)的引風(fēng)機(jī),鼓風(fēng)機(jī)來工作,才能提高鍋爐的高效性,穩(wěn)定性,第25卷第2期李仁愛:DCS系統(tǒng)在鍋爐控制中的成功應(yīng)用安全性.從原控制系統(tǒng)與納入DCS系統(tǒng)控制功能圖對(duì)比得出缺點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn),原控制系統(tǒng)沒有解決燃燒器故障就停引風(fēng)機(jī),鼓風(fēng)機(jī).由于引風(fēng)機(jī),鼓風(fēng)機(jī)啟動(dòng)電流大,短時(shí)內(nèi)平繁點(diǎn)爐就有燒壞電機(jī)的隱患,納入DCS系統(tǒng)控制就成功

8、解決了這一隱患.原控制系統(tǒng)與納入DCS系統(tǒng)控制功能圖如圖2,圖3.4.鍋爐房控制系統(tǒng)的DCS系統(tǒng)化改造用于尕斯庫勒聯(lián)合站自動(dòng)化改造的DCS系統(tǒng)是FOXBORO公司的70系列I/A系統(tǒng),出于安全考慮,鍋爐房配置了一對(duì)CP60型控制器,尕斯庫勒聯(lián)合站中控室可以集中管理下屬的油,氣,水,鍋爐房四個(gè)子系統(tǒng),鍋爐房子系統(tǒng)也可以獨(dú)立運(yùn)行.控制系統(tǒng)改造后取得了如下效果:(1)wPTo操作站將所有檢測的工藝參數(shù)界面化,將所有調(diào)節(jié)控制操作微機(jī)化