DCS系統(tǒng)在硫酸余熱發(fā)電過(guò)程中的應(yīng)用.doc

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1、DCS系統(tǒng)在硫酸余熱發(fā)電過(guò)程中的應(yīng)用發(fā)布時(shí)間：?2003-12-913:40:22??????趙群，唐文軍,劉彤軍，吳岡(黑龍江省科學(xué)院自動(dòng)化研究所哈爾濱150090)摘?要：本文簡(jiǎn)述了硫酸余熱發(fā)電的工藝流程，及工藝對(duì)系統(tǒng)控制的要求，并用DCS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)硫???????酸廠、脫鹽水站、廢熱鍋爐、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)等的重要參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)鍋爐汽包、主蒸???????汽等實(shí)施有效控制，及用聯(lián)鎖控制確保系統(tǒng)正常安全運(yùn)行的方法。關(guān)鍵詞：余熱；發(fā)電;DCS;HMI　1引言???目前在冶煉企業(yè)的正常生產(chǎn)中，有大量的副產(chǎn)品產(chǎn)生，如何變廢為寶，不浪費(fèi)現(xiàn)有資源是企業(yè)提高經(jīng)濟(jì)效益的重要課題之一。硫酸

2、也是其中主要的副產(chǎn)品，而在硫酸生產(chǎn)過(guò)程中，伴有大量的熱量放出，產(chǎn)生的硫酸余熱溫度較高，保持在750℃～950℃之間，硫酸生產(chǎn)廢熱利用的好壞，不僅影響企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，也是衡量生產(chǎn)裝置技術(shù)和管理水平高低的一個(gè)重要標(biāo)志。???一般情況下，余熱經(jīng)過(guò)冷卻等工序處理后被排入大氣，既造成能源浪費(fèi)，又容易污染環(huán)境；另一方面在生產(chǎn)處理過(guò)程中，又要消耗大量電能。本文研究了在硫酸行業(yè)利用硫酸余熱發(fā)電的工藝，成功地運(yùn)用DCS技術(shù)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)生產(chǎn)全過(guò)程自動(dòng)監(jiān)控。利用硫酸余熱蒸汽推動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電，不僅滿(mǎn)足生產(chǎn)系統(tǒng)用電需要，還可以并網(wǎng)發(fā)電。有效地降低了生產(chǎn)成本，提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，凈化了廠區(qū)和周?chē)沫h(huán)境。2系

3、統(tǒng)工藝流程???本系統(tǒng)以廢熱鍋爐為中心，由汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)等組成。主要特點(diǎn)是節(jié)能、經(jīng)濟(jì)效益高。因?yàn)閺U熱鍋爐的燃料為冶煉企業(yè)硫酸生產(chǎn)過(guò)程中的硫酸余氣，利用硫酸余熱，經(jīng)過(guò)廢熱鍋爐熱交換產(chǎn)生的氣體，驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)并帶動(dòng)發(fā)電機(jī)并網(wǎng)發(fā)電。鍋爐是8T廢熱鍋爐，爐氣量1870Nm/h，爐氣進(jìn)口溫度900℃，過(guò)熱蒸汽壓力3．82MPa，過(guò)熱蒸汽溫度450℃，有1個(gè)過(guò)熱、3個(gè)蒸發(fā)區(qū)，相當(dāng)于一個(gè)大型的換熱器。汽輪機(jī)是為單缸，單抽中壓沖動(dòng)抽凝式，額定轉(zhuǎn)數(shù)6500r/min，額定功率1500kw，汽輪機(jī)經(jīng)減速箱驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)，并網(wǎng)發(fā)電。???系統(tǒng)工藝從脫鹽水站水處理開(kāi)始直到發(fā)電結(jié)束，如圖1所示。2.1系統(tǒng)工藝

4、對(duì)控制系統(tǒng)的要求???(1)為確保發(fā)電正常進(jìn)行，鍋爐、汽機(jī)和發(fā)電機(jī)三大系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)參數(shù)檢測(cè)必須準(zhǔn)確、可靠；???(2)為保證鍋爐系統(tǒng)的自動(dòng)安全運(yùn)行和蒸汽的質(zhì)量，要求對(duì)汽包液位控制、除氧氣的控制、凝結(jié)水井液位及蒸汽溫度的控制必須準(zhǔn)確；???(3)在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，如果有關(guān)設(shè)備出現(xiàn)故障，應(yīng)在上位機(jī)畫(huà)面上提示報(bào)警信息，并依據(jù)情況，采取相應(yīng)的保護(hù)措施；???(4)控制系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單，參數(shù)設(shè)置、調(diào)整方便、便于操作；???(5)控制系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)軟手操，在任何情況下都有操作手段，防止操作失靈；???(6)操作員站顯示整個(gè)生產(chǎn)工藝流程、修改和打印各種有關(guān)參數(shù)。2.2系統(tǒng)控制檢測(cè)點(diǎn)???本系統(tǒng)溫度、壓

5、力模擬量檢測(cè)較多，熱電偶檢測(cè)點(diǎn)20個(gè)，熱電阻測(cè)點(diǎn)21個(gè)，4～20mA電流測(cè)點(diǎn)136個(gè)；控制回路7個(gè)，開(kāi)關(guān)量輸出點(diǎn)42個(gè)，開(kāi)關(guān)量輸入點(diǎn)86個(gè)，脈沖輸入量1個(gè)。3控制系統(tǒng)的組成???根據(jù)工藝要求，我們選擇和利時(shí)公司的MACSSmartProDCS系統(tǒng)。2個(gè)操作員站，1個(gè)工程師站，1臺(tái)I/O機(jī)柜。選擇FM143、FM147、FM148A、FM161、FM163、FM171模塊，系統(tǒng)合理的配置滿(mǎn)足了設(shè)計(jì)要求。該系統(tǒng)具有如下特點(diǎn)：3.1現(xiàn)場(chǎng)控制站???現(xiàn)場(chǎng)控制站是DCS系統(tǒng)直接與現(xiàn)場(chǎng)打交道的設(shè)備，是一個(gè)笮虸/O處理系統(tǒng)。有如下的技術(shù)特色：???主控單元：配備互為的主控單元，兩單元之間進(jìn)行

6、熱備份，同時(shí)接受網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，其中之一的主控單元發(fā)生故障，備份主控自動(dòng)進(jìn)入工作狀態(tài)；???電源：采用UPS供電，冗余配置，兩個(gè)電源并聯(lián)使用，其中一個(gè)故障時(shí)，另一個(gè)自動(dòng)接通，確保系統(tǒng)的高可靠運(yùn)行和安全性；???網(wǎng)絡(luò)冗余：每個(gè)主控單元的多功能接口卡上設(shè)計(jì)有兩套SNET網(wǎng)絡(luò)接口，即實(shí)現(xiàn)SNET網(wǎng)絡(luò)的雙冗余結(jié)構(gòu)。???開(kāi)放型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)可并入企業(yè)管理網(wǎng)，便于全廠的計(jì)算機(jī)化管理。SmartPro系統(tǒng)的上述特點(diǎn)能使系統(tǒng)適應(yīng)生產(chǎn)工藝的要求，降低系統(tǒng)成本。???在工程師站，按工藝提出的控制要求，完成下位機(jī)應(yīng)用軟件組態(tài)，并通過(guò)通訊網(wǎng)絡(luò)下載到冗余的主從控制器上。程序?qū)?yán)格按工藝要求的順序，不斷地循環(huán)

7、掃描各種不同類(lèi)型的輸入，并將邏輯運(yùn)算處理結(jié)果、動(dòng)作指令通過(guò)輸出模塊輸出到相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)上，完成工藝流程所要求的任務(wù)。???操作員站是人機(jī)對(duì)話的界面，幾乎所有的控制指令和狀態(tài)參數(shù)均在此交互。在操作員站上可以分別顯示現(xiàn)場(chǎng)的各種工藝參數(shù)的測(cè)量值和脫鹽水站流程圖、鍋爐流程圖、汽輪機(jī)的流程圖、DCS系統(tǒng)組成框圖、報(bào)警畫(huà)面、操作日志等，有關(guān)參數(shù)和設(shè)備聯(lián)鎖的設(shè)置。并且可以顯示某些重要參數(shù)的歷史趨勢(shì)圖，定時(shí)和定點(diǎn)打印各種報(bào)表，操作簡(jiǎn)單，可以滿(mǎn)足操作控制和生產(chǎn)管理的要求。3.2控制設(shè)備???控制設(shè)備包括電動(dòng)閥