DCS自动控制在电厂给煤机控制系统改造中的应用及发展趋势

DCS自动控制在电厂给煤机控制系统改
造中的应用及发展趋势
摘要：在我国电力企业发展的过程中为了更好地提高企业的核心竞争力，需
要大力研发自动化控制系统，提高电力生产工艺的质量与安全，促进电力企业经
济效益的提高。

本文对主要讲了DCS系统自动控制在电厂中给煤机控制回路改造
方面的应用及DCS应用发展趋势。

关键字：DCS 给煤机控制继电器
1.
项目概述
集散控制系统简称DCS，也可直译为“分散控制系统”或“分布式计算机控
制系统”。

它采用控制分散、操作和管理集中的基本设计思想，采用多层分级、
合作自治的结构形式。

其主要特征是它的集中管理和分散控制。

某电厂锅炉为亚
临界参数自然循环、四角切向燃烧方式，单炉膛，一次再热，平衡通风，锅炉紧
身封闭，固态排渣，全钢架悬吊结构∏型汽包锅炉。

过热蒸汽主要采用三级喷水
减温方式调温，燃烧调节为辅。

正常工况下以一级减温器作为主调，三级减温器
作为微调，二级减温器作为备用或调左右侧汽温偏差。

再热蒸汽主要采用燃烧器
摆动进行调温，微量喷水减温为辅，并设有事故喷水减温。

燃烧器布置采用四角
布置型式，配20只煤粉燃烧器，每层4只，最低层为等离子燃烧器，采用等离
子直接点燃煤粉，第二、三、四层采用二级点火方式，顺序为高能点火器点轻油，轻油点煤粉。

设有三层油燃烧器，单台炉共12只，油枪采用机械雾化，。

储煤
仓中的煤通过煤闸门进入给煤机，给煤机利用胶带拖动原煤运行，当原煤从煤
仓被胶带拖出后,在胶带的带动下,靠自重与胶带之间的摩擦力平稳地向前移动,
在输送计量胶带的下面装有电子称重装置，该装置主要由高精度的电子皮带秤组成，称重传感器产生一个与煤的重量成比例的电信号和速度传感器检测到的皮带
速度信号，同时送入积算器，经积算后得到瞬时流量和累计量，从而实现连续、
均匀地给煤，通过磨煤机研磨后合格的煤粉通过一次风输送至锅炉内实现锅炉燃料的可靠供应。

1.
存在问题
某电厂整套系统采用DCS控制系统，给煤机控制原设计为就地控制柜控制，柜内控制方式采用传统的中间继电器组成控制回路，由于多年运行，给煤机经常出现异常跳闸问题，进行故障排查极为困难，同时费时费力，给生产运行造成极大的隐患。

经检查发现由于运行周期长导致柜内接线老化破损、电子元器件长时间运行也到了使用寿命，无法排除故障点，导致给煤机经常不间断的出现异常跳闸问题。

1.
改造方法
通过诊断可以采用DCS自动控制，取消就地控制柜，改造后设备运行更加安全可靠，具体方法如下：
1、取消KA4继电器（监视堵煤报警信号）将时间继电器KT5输出直接接至XT3:7,XT3:8端子，上传至DCS系统，作为给煤机堵煤保护信号；
2、取消KA6继电器（监视变频器故障信号）将变频器故障信号直接接至XT3:11,XT3:12端子，上传至DCS系统，作为给煤机变频器故障保护信号；
3、取消KA8继电器（监视给煤机超温信号）将给煤机超温信号直接接至XT3:15,XT3:16端子，上传至DCS系统，作为给煤机给煤机超温保护信号；
4、增加一路给煤机反转监视信号送至DCS系统作为给煤机启动条件；
5、短接给煤机输送机就地控制柜125至126线号，实现就地硬接线线取消“堵煤，变频器故障，超温，反转”保护信号。

6、将引入DCS内的保护信号通过编辑逻辑做保护输出，实现给煤机各项保护功能。

四、改造后效果
通过将控制柜内部硬接线取消，将保护信号直接接入DCS系统通过DCS系统做逻辑保护及控制，改造后保护正常投入，同时方便进行事故追忆，大大提升了给煤机运行效率，提升机组运行经济性能。

五、DCS自动控制应用的发展趋势
1、系统功能向开放式方向发展传统DCS的结构是封闭式的，不同制造商的DCS之间难以兼容。

而开放式的DCS将可以赋予用户更大的系统集成自主权，用户可根据实际需要选择不同厂商的设备连同软件资源连入控制系统，达到最佳的系统集成。

这里不仅包括DCS与DCS的集成，更包括DCS与PLC、FCS及各种控制设备和软件资源的广义集成。

2、仪表技术向数字化、智能化、网络化方向发展工业控制设备的智能化、网络化发展，可以促使过程控制的功能进一步分散下移，实现真正意义上的“全数字”、“全分散”控制。

另外，由于这些智能仪表具有的精度高、重复性好、可靠性高，并具备双向通信和自诊断功能等特点，致使系统的安装、使用和维护工作更为方便。

3、工控软件正向先进控制方向发展广泛应用各种先进控制与优化技术是挖
掘并提升DCS综合性能最有效、最直接、也是最具价值的发展方向，主要包括先
进控制、过程优化、信息集成、系统集成等软件的开发和产业化应用。

在未来，
工业控制软件也将继续向标准化、网络化、智能化和开放性发展方向。

4、系统架构向FCS方向发展单纯从技术而言，现阶段现场总线集成于DCS
可以有三种方式：① 现场总线于DCS系统I/O总线上的集成，通过一个现场总
线接口卡挂在DCS的I/O总线上，使得在DCS控制器所看到的现场总线来的信息
就如同来自一个传统的DCS设备卡一样。

例如 Fisher-Rosemount公司推出的DeltaV系统，美国艾默生过程控制有限公司生产的OVATION 分散控制（DCS）系
统采用的就是此种集成方案。

② 现场总线于DCS系统网络层的集成就是在DCS
更高一层网络上集成现场总线系统，这种集成方式不需要对DCS控制站进行改动，对原有系统影响较小。

如Smar公司的302系列现场总线产品可以实现在DCS系
统网络层集成其现场总线功能。

③ 现场总线通过网关与DCS系统并行集成。

如SUPCON的现场总线系统，利用HART协议网桥连接系统操作站和现场仪表，从而
实现现场总线设备管理系统操作站与HART协议现场仪表之间的通信功能。

一直以来DCS的重点在于控制，它以“分散”作为关键字。

但现代发展更着
重于全系统信息综合管理，今后“综合”又将成为其关键字，向实现控制体系、
运行体系、计划体系、管理体系的综合自动化方向发展，实施从最底层的实时控制、优化控制上升到生产调度、经营管理，以至最高层的战略决策，形成一个具
有柔性、高度自动化的管控一体化系统。